Реферат
Расчетно-пояснительная записка содержит: _____ страниц,16 рисунков, 12 таблиц, 5 приложений, 57 источников.
Объект проектирования — долбяки дисковые прямозубыеm=5…10 мм и участок инструментального цеха.
Цель дипломного проекта — спроектировать гамму дисковыхпрямозубых долбяков m=5…10 мм и участок инструментальногоцеха с годовой программой выпуска 220 тыс. шт.
В проекте выполнены анализ и исследования существующихконструкций долбяков, выбор и обоснование типа производства и заготовки, спроектированмаршрутный технологический процесс изготовления долбяка, рассчитаны припуски, режимырезания и нормы времени на операции механической обработки.
Разработанный технологический процесс изготовлениядолбяка предусматривает применение высокопроизводительного металлорежущего оборудования,прогрессивного режущего и контрольно-измерительного инструмента, средств механизациии автоматизации, рациональных режимов резания. Эти мероприятия обеспечивают сокращениетрудоемкости изготовления долбяка.
В проекте проанализированы и разработаны конструкцииустановочного приспособления с механизированным приводом — патрона трёхкулачковогопневматического, приспособления для контроля радиального биения по вершинам и повпадинам зубьев долбяка. Применение указанных разработок позволило сократить вспомогательноевремя, повысить производительность и точность обработки, улучшить условия труда.Сделан подробный анализ и расчет инструмента второго порядка, применяемого для механическойобработки зубьев долбяка — фрезы червячной модульной.
Спроектирован участок инструментального цеха для изготовлениядолбяков. Рассчитано необходимое количество оборудования и коэффициенты его загрузки,выбраны основные параметры пролёта, подъёмно-транспортное оборудование.
В экономической части дипломного проекта определенастоимость основных производственных фондов, произведены расчёты издержек производства,цены продукции, прибыли и рентабельности, определён срок окупаемости вложений восновные производственные фонды.
В проекте произведён анализ опасных и вредных производственныхфакторов спроектированного участка, разработаны мероприятия по обеспечению безопасныхусловий труда, произведён расчет общего искусственного освещения участка. Разработанымероприятия, направленные на повышение устойчивости спроектированного участка, наслучай взрыва 100 тонн сжиженного пропана.
ДОЛБЯК ДИСКОВЫЙ, МОДУЛЬ, ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ,ПРИПУСКИ, МАШИННОЕ ВРЕМЯ, КАРТЫ НАЛАДОК, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ЦЕХ, ОСНОВНЫЕ ПРОИЗВОДСВЕННЫЕФОНДЫ, ЦЕНА, ПРИБЫЛЬ, ИЗДЕРЖКИ, РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ, ОКУПАЕМОСТЬ, ОПАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕФАКТОРЫ, ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ, ОСВЕЩЕНИЕ, УСТОЙЧИВОСТЬ.
Содержание
Реферат
Введение
1. Специальная часть
1.1 Анализ и исследования существующих конструкций долбяков
1.2 Расчёт и проектирование дискового долбяка m=6 мм
2. Технологическая часть
2.1 Выбор и обоснование типа производства
2.2 Выбор и обоснование типа заготовки
2.3 Проектирование маршрутного технологического процесса
2.4 Расчет припусков
2.5 Расчет режимов резания
2.6 Определение трудоемкости изготовления изделия
2.7 Проектирование операционного технологического процесса
2.8 Выбор средств и методов контроля изделия
3. Конструкторская часть
3.1 Расчет и проектирование установочного приспособления
3.2 Расчет и проектирование контрольного приспособления
3.3 Расчет и проектирование специального режущегоинструмента
4. Расчёт, компоновка и планировкаучастка
4.1 Расчет необходимого количества оборудования икоэффициентов его загрузки
4.2 Выбор основных параметров пролета
4.3 Выбор транспортных средств. Уборка стружки.Безопасность работы
5. Экономическая часть
5.1 Исходные данные
5.2 Определение стоимости основных производственных фондов
5.3 Расчет издержек производства
5.3.1 Прямые материальные расходы
5.3.2 Прямые расходы на оплату труда
5.3.3 Другие прямые расходы
5.3.4 Общепроизводственные расходы
5.3.5 Калькуляция себестоимости
5.4 Расчет цены продукции, прибыли и рентабельности
5.4.1 Оптовая цена единицы продукции Цопт1ШТ, грн/шт.
5.4.2Отпускная цена единицы продукцииЦоТПускн1ШТ, грн.
5.4.3 Выручка от реализации продукции ВРП, грн.
5.4.4 Валовая прибыль от реализации, ПВал, грн.
5.4.5 Чистая прибыль от реализации, ПЧИСТ, грн.
5.4.6 Рентабельность продукции РПРД, %
5.4.7 Рентабельность производства РПРЗ, %
5.5 Технико-экономические показателипроекта
5.5.1 Фондоотдача ФОТ, грн/грн.
5.5.2 Фондовооружённость ФВООР,грн/чел.
5.5.3 Общая трудоемкость работ ТР.ВЫП, н-час.
5.5.4 Трудоемкость 1т продукции ТР.ВЫП1Т,н-час/т.
5.5.5 Съем продукции с 1м2 площадиСМ2, т/м2
5.5.6 Выработка на 1-го работающего Вгрн/Ч, грн/чел.
5.5.7 Среднемесячная зарплата руководителя Ззп.рук, специалиста Ззп.спец и технического служащего Ззп.сл, грн.
5.5.8 Среднемесячная зарплата вспомогательного рабочего Ззп.вСП, грн.
5.5.9 Среднемесячная зарплатаосновного рабочего ЗЗП. ОСН, грн.
5.5.10 Срок окупаемости вложений в ОПФ если они быливыполнены собственными средствами, ТОСБ, лет
5.5.11 Срок окупаемости вложений в ОПФ если они быливыполнены занятыми в банке средствами, ТО.зан, лет, определяется в несколько этапов
6. Охрана труда
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
6.2 Разработка мероприятий по обеспечению безопасныхусловий труда
6.3 Расчет общего искусственногоосвещения участка
7. Гражданская оборона
Выводы
Перечень ссылок
Введение
Ведущая роль в развитии промышленности принадлежитстанкоинструментальному производству, которое определяет уровень производительныхсил не только машиностроения, но и всей промышленности.
Для удовлетворения потребностей машиностроения, металлообработкии других отраслей промышленности в металлорежущем инструменте необходимо увеличитьколичество типов его выпусков, значительно повысить его качество, улучшить методыэксплуатации.
Качество инструмента зависит от его конструкции, материалаи технологии производства. Основополагающими технологическими направлениями развитияинструментального производства являются: приближение формы заготовки к форме готовогоизделия за счет применения специального профиля штампов, заготовок, использованияметодов пластического деформирования порошковой металлургии; автоматизация технологическихпроцессов, применение автоматизированных загрузочных устройств, роботов, специальныхстанков, автоматических линий и станков с ЧПУ; концентрация и совмещение операций,применение высокоэффективной оснастки; использование новых эффективных СОЖ с подводомих непосредственно в зону резания; широкое использование глубинного шлифования изатачивания; применение сверхтвердых абразивных материалов, новейших методов термическойи термохимической обработки, износостойких покрытий; расширение области примененияэлектрофизических и электрохимических методов обработки.
Эти направления, в конечном счете, способствуют решениюглавных задач повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции.
В развитии обработки металлов резанием за последниегоды происходят принципиальные изменения. В числе этих изменений: интенсификациятехнологических процессов по причине применения инструментов из новых инструментальныхматериалов, расширение области применения оборудования с ЧПУ, создание роботизированныхстаночных комплексов и гибких производственных систем, управляемых ЭВМ, повышениеразмерной и геометрической точности.
В работе машиностроительных предприятий большую рольиграет инструментальная оснастка. От степени её совершенства в значительной мерезависят производительность труда, возможности автоматизации технических процессов.
Одним из важнейших элементов инструментальной оснасткиявляется режущий инструмент. Замена напайного инструмента сборным даёт экономическийэффект, так как происходит экономия инструментального материала, снижается времязамены инструмента, повышается его качество и качество поверхностного слоя и точностиобработки.
Проект является актуальным, т.к. направлен на обеспечениепотребности в современном, качественном и конкурентоспособном инструменте.
Цель дипломного проекта — спроектировать технологическийпроцесс и участок по производству долбяков дисковых m=5…10.
1. Специальная часть1.1 Анализ и исследования существующих конструкций долбяков
Зуборезные долбяки являютсяуниверсальным зуборезным инструментом. По конструктивно-технологическим признакамдолбяки делятся на дисковые, чашечные и хвостовые, по назначению — для нарезаниязубчатых колес с внешними и внутренними прямыми и косыми зубьями. Долбяки изготавливаюттрех классов точности: АА, А и В — для обработки колес соответственно 6, 7, 8-йстепени точности по ГОСТ 1643-81. Стандарт предусматривает следующие геометрическиепараметры долбяков: передний угол />= 5°, задний /> = 6°. Небольшие значенияуглов /> и /> связаны с тем,что их увеличение приводит к увеличению погрешностей профиля проекции боковой режущейкромки долбяков на торцовую плоскость.
Наличие такой геометрии устандартных долбяков обусловливает сравнительно небольшой период их стойкости, которыйобычно составляет 240-400 мин в зависимости от модуля и характера обработки.
Зубодолбление воспроизводит зацепление пары цилиндрическиколес, одним из которых является инструмент — долбяк. Поэтому зубодолблением пометоду обката могут быть обработаны любые детали, входящие в зацепление с сопряженнымзубчатым колесом. Наряду с прямозубыми и косозубыми цилиндрическими колесами с внешнимизубьями, которые могут обрабатываться также инструментом типа зубчатой рейки, кэтим деталям относятся прямозубые и косозубые колеса с закрытыми венцами, а такжезубчатые рейки с прямыми и косыми зубьями. Вследствие короткого пути перебега инструментаэтот метод наиболее пригоден для изготовления зубчатых венцов, плотно прилегающихк буртику. При долблении инструмент и деталь образуют передачу с параллельными осями.Инструмент и деталь выполняют на зубодолбежном станке вращательное движение в соответствиис числом их зубьев. При этом долбяк выполняет движение возвратно-поступательное,необходимое для съема стружки (движение резания) в осевом направлении. Для изготовлениякосозубых колес долбяк за счет винтовых направляющих получает дополнительное движение.При обратном ходе (холостом) инструмент отводится от детали, чтобы избежать затираниязубьев. Инструмент представляет собой прямозубое или косозубое колесо, боковые поверхностикоторого затылованы в целях получения необходимого для резания заднего угла. Обкатосуществляется непрерывно при обкаточном долблении долбяком; специального движенияделения не требуется. Соответствующим регулированием подачи при обкате может бытьполучена наиболее экономичная обработка сегментов зубьев. Несложная форма инструментапозволяет экономично производить нарезание зубьев любого специального профиля, напримерзвездочек роликовых и зубчатых цепей, а также многоугольных (полигональных) профилей.
В зависимостиот размера и назначения существуют следующие конструктивные разновидности долбяков:
1. Дисковые прямозубые, применяемые для нарезания прямозубых цилиндрическихколес, главным образом наружного зацепления. Стандартные дисковые долбяки по ГОСТ9323-79 делают с номинальным делительным диаметром
D0=80ч200 мм, модулем1-12 мм (рис.1.1, а).
2. Чашечные, применяемые для нарезания наружных блочныхколес в упор и для изготовления внутренних колес средних модулей. Стандартные долбякиэтого вида имеют номинальный диаметр 50ч125 мм и модуль 1-9 мм. Они отличаются от дисковых более глубокой выточкой для размещения крепежной гайки (рис.1.1, б).При обработке блочных шестерен в ряде случаев гайка не должна выступать за плоскость,проходящую через вершинные режущие кромки. Чашечные долбяки с внутренними зубьямиприменяются в том случае, если форма детали не допускает зацепления с долбяками,имеющими внешние зубья.
/>
Рисунок 1.1 — Типы зуборезных долбяков
3. Концевые,или хвостовые, долбяки (рис.1.1, в), применяемые для нарезания колесвнутреннего зацепления, имеют D0=25; 38 мм, m=1ч4 мм.
На рисунке1.1, г и д показан дисковый долбяк для нарезания косозубых и шевронныхколес. Косозубые долбяки для косозубых колес делают номинальным диаметром до 200 мм и для шевронных колес до 360 мм.
Такжевсё большее применение находят сборные долбяки. Крепление режущей части к корпусуосуществляется следующими способами:
1. На базовую поверхность корпуса 1 устанавливается зубчатый венец 2 режущейчасти (рис.1.2). После взаимного расположения зубьев корпуса и венца в приспособлениигайкой 4 посредством шайбы 3 венец прижимается режущей частью к корпусу с усилием,предотвращающим взаимный проворот корпуса и венца.
Зубчатый венец может быть разделен на отдельные зубья5. В этом случае при расположении на базовой поверхности корпуса зубья разделяютсясухарями 6, имеющими скосы на разделительных поверхностях, что обеспечивает надежнуюфиксацию зубьев в корпусе при зажатии гайки.
С целью уменьшения высоты долбяка конструкции корпуса,зубьев и гайки могут быть видоизменены следующим образом. Сопряженные базовые поверхностикорпуса 8 и зубьев 7 выполняются уступчатой формы. При зажатии гайки 9, прижимнаянаружная поверхность которой выполнена конической, обеспечивается надежная фиксациязубьев с сухарями в корпусе.
При такойконструкции сборного долбяка значительно уменьшается число крепежных деталей, появляетсявозможность высокоэффективной обработки высокотвердых материалов.
/>
Рисунок1.2 — Крепление зубчатого венца и отдельных зубьев сборного зуборезного долбяка
2. Характерной особенностью другого сборного долбяка является наличие выточкив корпусе, в которой закрепляют зубья винтами, расположенными во впадинах (рис.1.3).
В корпусе выполняется прямоугольная выточка, наклоненнаяпод передним углом к торцовой поверхности долбяка. В ней размещают зубья долбяка,допуски на сопрягаемые поверхности которых определяются угловой размерной цепью.Зубья по впадине закрепляют винтами. Особая форма паза и возможность закреплениявинтами обеспечивают надежное соединение зубьев и корпуса.
Использованиепредлагаемого сборного долбяка обеспечивает высокую точность технологического изготовления,значительно упрощает конструкцию за счет меньшего количества несложных комплектующихэлементов. Оснащение конструкции комплектами сменных зубьев позволяет повысить эффективностьиспользования, оперативно осуществлять замену вышедших из строя зубьев.
/>
Рисунок1.3 — Сборный долбяк с креплением режущих элементов по впадине
3. Простота и надежность закрепления режущих зубьев в корпусе долбяка обеспечиваетсяконструкцией, показанной на рис.1.4 В корпусе 1 зуборезного сборного долбяка сделаныклиновидные пазы 2, в которые устанавливаются режущие зубья 4, выполненные наклоннымиотносительно оси вращения инструмента и относительно направления основной составляющейсилы резания. Собственно закрепление и фиксация режущих зубьев в корпусе осуществляетсяпосредством стопорного кольца 3 со стороны заднего торца. Со стороны переднего торцарежущие зубья поджимаются гайкой 5 с коническим торцом. Гайка служит для созданиянеобходимого минимального натяга и выборки зазоров. В предложенной схеме закреплениережущих зубьев происходит в результате выполнения клиновидных пазов наклонными.Вследствие этого основная (большая) составляющая от силы резания воспринимаетсяжестким корпусом, причем имеет место уменьшение удельных нагрузок, так как увеличиваетсяопорная поверхность контакта зуба и корпуса. Другая составляющая воспринимаетсястопорным кольцом, охватывающим зубья таким образом, что кольцо как бы работаетна разжим.
/>
Рисунок1.4 — Крепление режущих элементов сборного долбяка на венце
Существуетряд других направлений совершенствования конструкций зуборезных долбяков, оборудованиядля их использования и повышения производительности процессов зубодолбления.
Новым шагом в создании более рациональных конструкцийдолбяков является совместное их проектирование с обрабатываемыми зубчатыми изделиями,а также с учетом особенностей формообразования того или иного типа изделия. Широкиевозможности здесь имеются для использования ЭВМ.
Предлагаются расчеты боковой и вершинной режущих кромокдолбяков с переходными фасками, переменной по высоте зуба величины, что обеспечиваетсущественное повышение стойкости долбяков и долговечности обработанных ими колесвследствие повышения их прочности.
Установлено,что существенное повышение стойкости и производительности процесса обеспечиваетоснащение долбяков твердым сплавом и выбор соответствующих ему режимов эксплуатации.Твердосплавные долбяки бывают цельными (рис.1.5, б). Их параметры не отличаютсяот стандартных за исключением упрочняющей фаски на вершине. Разработаны также сборно-паянныедолбяки (рис.1.5, а), рабочая часть которых твердосплавная, опорная — изстали 45. Применение такого инструмента обеспечивает сокращение инструментальногоматериала в два раза при невысокой трудоемкости изготовления. Для твердосплавныхдолбяков, как и для твердосплавных червячных фрез, может быть реализован принципмногократного использования (рис.1.5, в и г). Сборные долбяки выполняютсяиз отдельных зубьев, либо из отдельных секторов. Передний угол может выбиратьсяотрицательным, что предотвращает выкрашивание зубьев при обработке высокотвердыхизделий. Такие долбяки не имеют напряжений при пайке, но отличаются сложностью конструкции.
/>
а — сборно-паянные; б — цельные; в — сборные со вставными зубьями;
г — сборные со сменными сегментами
Рисунок1.5 — Твердосплавные зуборезные долбяки
Из рассмотренных конструкцийзуборезных долбяков выбираем следующую конструкцию: долбяк дисковый прямозубый(цельный), т.к. процесс зубодолбления происходит с ударами. Цельная конструкцияявляется более жёсткой, чем сборная. Также, цельный долбяк легче и дешевле изготовить,в то время как зубчатый венец сборного долбяка изготовит сложнее и стоимость егоизготовления соответственно выше, чем цельного.
Долбяк, рассматриваемый вданном дипломном проекте (дисковый прямозубый), имеет следующие геометрические параметры:ddo=143,989±0,1; do=126;di=110,4; m=6. Числозубьев z=21. Класс точности В. Марка стали Р6М5. Посадочноеотверстие выполнено в виде гладкого цилиндрического отверстия. Следовательно, данныйдолбяк устанавливается и закрепляется на станке при помощи шайбы и гайки.1.2 Расчёт и проектирование дискового долбяка m=6 мм
Исходные данные:
– профильный угол />;
– модуль />мм;
– число зубьев шестерни />/>
– коэффициент головки зуба />;
– межцентровое расстояние />мм
Расчет исходных параметров
1. Диаметр делительной окружности:
/>; (1.1)
Исходя из межцентрового расстояния:
/>мм.
/>мм;
2. Диаметр окружности впадин:
/>; (1.2)
/>мм;
/>мм.
3. Глубина захода зуба:
/>; (1.3)
/>мм.
4. Высота зуба:
/>; (1.4)
/>мм.
5. Диаметр окружности выступов:
/>; (1.5)
/>мм;
/>мм.
6. Шаг по делительной окружности:
/>; (1.6), />мм.
7. Толщина зуба по делительной окружности:
/>; (1.7)
/>мм.
8. Межцентровое расстояние:
/>мм.
Определение дополнительных технологических данных зубчатогоколеса
9. Действительный угол зацепления:
/>; (1.8)
/>
/>
10. Диаметры основных окружностей колес:
/>; (1.9)
/>мм;
/>мм.
11. Наибольший радиус кривизны:
/>; (1.10)
/>мм.
12. Радиус кривизны в точке начала активной части профиля зуба нарезаемого колеса:
/>; (1.11)
/>мм;
/>мм.
/>
Рисунок 1.6 — Параметры зацепления долбяка с обрабатываемым колесом
Расчет прямозубого долбяка
Определение параметров долбяка
13. Число зубьев долбяка:
/>, (1.12)
где />мм;
/>.
Округляем />до целого числа:
/>.
14. Диаметр делительной окружности:
/>; (1.13)
/>мм.
15. Теоретический диаметр основной окружности:
/>; (1.14)
/>мм.
16. Боковой задний угол в плоскости, параллельной оси долбяка:
/>; (1.15)
/>;
/>.
/>
Рисунок 1.7 — Геометрические параметры зуборезного долбяка
17. Диаметр наружной окружности в исходном сечении:
/>; (1.16)
/>мм.
18. Толщина зуба по делительной окружности:
/>; (1.17)
/>мм.
19. Угол давления на головке зуба:
/>; (1.18)
/>;
/>.
20. Толщина зуба по вершине:
/>; (1.19)
/>мм.
21. Станочный угол зацепления переточенного долбяка, гарантирующий отсутствиесреза и неполной обработки вершины зубьев колеса неэвольвентной частью профиля зубадолбяка:
/>; (1.20)
/>;
/>.
22. Станочный угол зацепления переточенного долбяка, определяющего начало подрезкиножки зуба не рассчитывается, так как />.
23. Вспомогательная величина:
/>; (1.21)
/>.
24. Максимальное отрицательное исходное расстояние предельно сточенного долбяка:
/>; (1.22)
/>мм
где /> - наибольший из станочных углов зацепленияпереточенного долбяка, гарантирующий отсутствие среза и определяющий начало подрезкиножки зуба.
25. Станочный угол зацепления нового долбяка, определяющий полную обработку рабочейчасти профиля зуба колеса:
/>; (1.23)
/>;
/>.
26. Продолжительное исходное расстояние, определяющее полную обработку рабочейчасти профиля зуба колеса:
/>; (1.24)
/>мм.
27. Расчетный задний угол по верху долбяка:
/>; (1.25)
/>
/>
28. Исходное расстояние, лимитирующее заострение зуба долбяка:
/> (1.26)
где />=0 (для цилиндрических колес);
/>мм.
29. Максимально возможная величина стачивания долбяка вдоль его оси:
/>; (1.27)
/>мм.
30. Принимаем положительное исходное расстояние:
/>; (1.28)
/>мм.
/> />
а б в г
а, б — симметричноерасположение исходных расстояний;
в — с полным использованиемположительного исходного расстояния;
г — с полным использованиемотрицательного исходного расстояния
Рисунок 1.8 — Варианты расположения исходного сечения долбяка
Определение чертежных размеров долбяка по передней поверхности
31. Станочный угол зацепления нового долбяка:
/>; (1.29)
/>;
/>.
32. Наружный диаметр нового долбяка:
/>; (1.30)
/>мм.
33. Станочный угол зацепления предельно сточенного долбяка:
/>; (1.31)
/>;
/>.
34. Уточненный задний угол по верху:
/>; (1.32)
/>;
/>.
35. Принимаемая высота долбяка:
/>; (1.33)
/>мм.
36. Толщина зуба на делительной окружности по нормали:
/>; (1.34)
/>мм.
37. Высота головки зуба долбяка по передней поверхности:
/>; (1.35)
/>мм.
38. Полная высота зуба долбяка:
/>; (1.36)
/>мм.
39. Корректированный торцовый профильный угол долбяка для уменьшения искаженияпрофиля колеса от наличия переднего и заднего углов:
/>; (1.37)
/>; />.
40. Диаметры основных окружностей долбяка при шлифовании его профиля:
/>; (1.38)
/>мм.
2. Технологическая часть2.1 Выбор и обоснование типа производства
Согласно ГОСТ 14.004-83 различают три основные классификационныекатегории производства:
вид производства, характеризующийся применяемым методомизготовления изделия, в частности литейное, сварочное, механосборочное и др.;
тип производства, выделяемый по признакам широты номенклатуры,регулярности, стабильности и объема выпуска продукции (различают единичный, серийныйи массовый типы производства);
форма организации производства — поточная или непоточная,характеризуемая уровнем специализации рабочих мест и принципом расположения оборудования.
По ГОСТ 3.1121-84 тип производства характеризуетсякоэффициентом закрепления операций Кз. о., который определяется как отношениесуммы всех различных технологических операций />, выполняемых или подлежащих выполнениюподразделением в течение месяца, к числу рабочих мест:
/>; (2.1)
Для различных типов производства приняты следующиезначения коэффициента закрепления: для массового производства Кз. о. =1,для крупносерийного — 140.
При единичном производстве изготавливают изделия широкойноменклатуры в небольшом количестве, причем повторное их изготовление, как правило,не предусматривают.
Серийное производство характеризуется ограниченнойноменклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и относительнобольшим объемом выпуска.
Массовое производство определяется большим объемомвыпуска изделий, непрерывно изготавливаемых продолжительное время, в течение которогона большинстве рабочих мест выполняется одна технологическая операция.
При укрупненном проектировании тип производства ориентировочноопределяется по количеству обрабатываемых деталей и их массе (табл.2.1).
Таблица 2.1 — Характеристика типов производства
Тип
производства Число обрабатываемых деталей одного типоразмера в год
тяжелых
(массой более100 кг)
средних
(массой 10…100 кг)
легких
(массой до 10 кг) Единичное
До 5 До 10 До 100 Мелкосерийное 5.100 10.200 100.500 Среднесерийное 100.300 200.500 500.5 000 Крупносерийное 300.1 000 500.5 000 5 000.50 000 Массовое Свыше 1 000 Свыше 5 000 Свыше 50 000
Исходя из массы изделия m=1,9кги годовой программы выпуска N =220000шт. принимаем массовое производство, которое определяется большим объемом выпускаизделий, непрерывно изготавливаемых продолжительное время, в течение которого набольшинстве рабочих мест выполняется одна технологическая операция.2.2 Выбор и обоснование типа заготовки
Метод выполнения заготовок для режущего инструментаопределяется назначением и конструкцией инструмента, материалом, техническими требованиями,масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.
При выборе типа заготовки необходимо стремиться к тому,чтобы и формы и размеры максимально приближались к форме и размерам готового изделия.От этого зависит расход металла, количество операций, трудоемкость обработки, производительностьтруда, выбор оборудования и себестоимость изделия вцелом.
Всем вышеуказанным требованиям соответствует два типазаготовок — штамповка и поковка. Дальнейший расчет ведем по коэффициенту использованияматериала:
К=mД/mЗ=VДЧρ/VЗЧρ, (2.2)
где m Д(З) — масса детали (заготовки), кг;
VД (З) — объём детали(заготовки), м3;
ρ — плотность материалазаготовки кг/ммі, ρ=7800кг/м3.
Для поковки:
/>
Рисунок 2.1 — Заготовка-поковка
Массу заготовки определяют, используя следующую формулу:
mЗ= (πЧД2ЧlЧρ) /4, (2.3)
где Д — наружный диаметр заготовки, м;
l — длина заготовки, м;
mЗ= (3,14Ч0,1502Ч0,030Ч7800)/4=4,1 кг;
К=1,9/4,1=0,46
Для штамповки:
/>
Рисунок 2.2 — Заготовка-штамповка
mЗ= (πЧД2Чl — πЧd2Чl) Чρ/4, (2.4)
где d — внутренний диаметрзаготовки, м;
mЗ= (3,14Ч0,1502Ч0,030-3,14Ч0,0402Ч0,030)Ч7800/4=3,8 кг;
К=1,9/3,8=0,5
Коэффициент использования материала при заготовке-штамповкевыше, таким образом, для изготовления дискового прямозубого долбяка принимаем заготовку-штамповку,что оправдано в условиях массового производства.2.3 Проектирование маршрутного технологического процесса
При разработке технологического процесса изготовлениядискового долбяка был использован базовый технологический процесс изготовления этогоинструмента. Для обработки долбяка в проектируемом технологическом процессе былоиспользовано более производительное оборудование и режущий инструмент, в частностирежущие инструменты с напайными пластинами были заменены на сборные с механическимкреплением твердосплавных пластин, блочно-модульные системы.
В базовый технологический процесс внесены следующиеизменения:
1) Токарные станки заменены на токарные с ЧПУ;
2) Слесарные операции исключены из технологическогопроцесса в связи с повышением культуры производства;
3) Горизонтально-фрезерные станки заменены зубофрезерными,что значительно повышает производительность работ за счёт использования червячныхмодульных фрез;
4) шлифовальные станки заменены на шлифовальные с ЧПУ.
Маршрутный технологический процесс изготовления дисковогопрямозубого долбяка представлен в таблице 2.2.
В базовом технологическомпроцессе были сделаны изменения:
токарная группа станков 163заменена на станки с ЧПУ 16К20ФЗ,
внутришлифовальная группа3К227А заменена на станки с ЧПУ 3М227БФ2Н. При этом увеличилась точность обработки,уменьшилось время
на переустановку инструмента,автоматизирована уборка стружки из зоны резания. Предусматривается применение инструментас механическим креплением пластин, что ведет к увеличению производительности, т.к.сокращает удельный расход инструмента за счет многократного использования корпусови державок и уменьшает время смены инструмента; обработка одновременно посадочногоотверстия и торца на внутришлифовальном станке позволяет сократить количество операцийи время обработки.
Замены на станки с числовым программным управлениемзначительно повышают точность обработки и дают более высокую производительность,чем станки общего назначения за счёт уменьшения вспомогательного времени.
Таблица 2.2.Маршрутный технологический процесс изготовления дискового прямозубого долбякаБазовый ТП Проектируемый ТП № Операция Станок № Операция Станок 005 Заготовительная ----- 005 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3 010 Расточная 2А620-1 010 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3 015 Токарная 163 015 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3 020 Токарная 163 020 Зубофрезерная с ЧПУ (черновая) 5В370ПФ2 025 Горизонтально-фрезерная HECKERT 025 Зубофрезерная с ЧПУ (чистовая) 5В370ПФ2 030 Слесарная ----- 030 Термическая Печь 035 Маркировочная ----- 035 Внутришлифовальная с ЧПУ (черновая) 3М227ВФ2Н 040 Термическая Печь 040 Внутришлифовальная с ЧПУ (чистовая) 3М227ВФ2Н 045 Плоскошлифовальная 3Д722 045 Внутришлифовальная 3К227В 050 Внутришлифовальная 3К227А 050 Заточная 3М132В 055 Координатношлифовальная 3289АФ1 055 Зубошлифовальная с ЧПУ 3951ВФ1У 060 Внутришлифовальная 3К227А 060 Маркировочная ----- 065 Слесарная ----- 065 070 Токарно-затыловочная HSF-33B 070 075 Круглошлифовальная РЕЙНЕККЕР 075 080 Шлифовальная 5892А 080 085 Слесарная ----- 085 2.4 Расчет припусков
Припуски определяем на две поверхности: наружный диаметр ипосадочное отверстие.
а) Расчет припусков на обработку наружного диаметраÆ143,989±0,1мм.
1. Заготовка — штамповка: Rz = 160; Т =200 мкм; d= 4000 мкм; 17 кв.
2. Точение: Rz =30; Т = 30 мкм; d = 1000 мкм; 14 кв.
3. Шлифование: Rz =10; Т = 20 мкм; d = 250 мкм; 11 кв.
/>, (2.5)
гдеρкор=∆к∙D (2.6)
/>
ρсм=∆к∙l (2.7)
/>
/> - кривизна в мкм на 1 мм длины заготовки,
/>
Остаточное пространственное отклонение для токарнойобработки:
точение:
/>; (2.8)
/>
шлифование:
/>; (2.9)
/>
Значение припусков:
/>; (2.10)
/>
/>
Минимальный предельный размер:
/>
d2= dокон+2Zmin2; (2.11)
/>
d1= d2+2Zmin1;(2.12)
/>
Максимальный диаметр:
dmaxi= dmini+δ; (2.13)
/>
Предельные значения припусков:
/>; (2.14)
/>
/>; (2.15)
/>
Проверка:
/>; (2.16)
/> />
/>
/> />
/>
Все расчеты сведены в таблицу 2.3 Принимаем диаметр 150 мм.
б) Расчет припусков на размер Æ44,443+0,008 мм.
1. Заготовка — штамповка: Rz = 160; Т = 200 мкм; d= 2500 мкм; 17 кв.
2. Точение: Rz =30; Т = 30 мкм; d = 620 мкм; 14 кв.
3. Шлифование (предварительное): Rz = 10; Т = 20 мкм; d =160 мкм; 11 кв.
4. Шлифование (окончательное): Rz = 5; Т = 15 мкм; d =62 мкм; 9 кв.
/>, (2.17)
Где ρкор=∆к∙d (2.18)
/>
ρсм=∆к∙l (2.19)
/>
/> - кривизна в мкм на 1 мм длины заготовки,
/>
Остаточное пространственное отклонение:
точение:
/>; (2.20)
/>
шлифование (предварительное):
/>; (2.21)
/>
шлифование (окончательное):
/>; (2.22), />
Значение припусков:
/>; (2.23)
/>
/>
/>
Минимальный предельный размер:
/>
d3= dокон+2Zmin2;(2.24)
/>
d2= d3+2Zmin1; (2.25)
/>
d1= d2+2Zmin2; (2.26)
/>
Минимальный диаметр:
dmini= dmaxi-δ; (2.27)
/>
Предельные значения припусков:
/>; (2.28)
/>
/>; (2.29)
/>
Проверка:
/>; (2.30)
/> />
/>
/> />
/>
/> />
/>
Все расчеты сведены в таблицу 2.4.
Принимаем диаметр 40 мм.
На длину назначаем припуск табличным методом:
подрезание торцов: по 1,2мм на сторону, т.е.2Zmin=2,4мм;
шлифование торцов: по 0,3мм на сторону, т.е.2Zmin=0,6мм.
Следовательно, 2Zmin=3мм,тогда Lзаг=29мм.
Принимаем длину заготовки Lзаг=30мм.
Таблица 2.3 — Расчет припусков и придельных размеров на обработку поверхности Æ139,452±0,1ммТехнологические переходы Элементы припуска
Минимальный припуск
2Zmin, мкм
dp,
мм
δ,
мкм Предельный размер Предельный допуск
RZ T ρ ε
dmin, мм
dmax, мм
2Zпрmax,
мкм
2Zпрmin,
мкм
Заготовка 160 200 146 -
- 145, 198 4000 145,2 150 - - Точение 30 30 8,76 120 1098 144,1 1000 144,1 145,1 4098 1098 Шлифование 10 20 2,92 120 361 143,739 250 143,739 143,989 1111 361
Таблица 2.4 — Расчет припусков и придельных размеров на размер Æ44,443+0,008 ммТехнологические переходы Элементы припуска
Минимальный припуск
2Zmin, мкм
dp,
мм
δ,
мкм Предельный размер Предельный допуск
RZ T ρ ε
dmin, мм
dmax, мм
2Zпрmax, мкм
2Zпр. min, мкм
Заготовка 160 200 52 -
- 42,863 2500 42,86 42,863 - - Растачивание 30 30 3,12 120 982 43,845 620 43,85 43,845 2862 982 Шлифование (пр.) 10 20 1,04 120 360 44, 205 160 44,21 44, 205 820 360 Шлифование (ок.) 5 15 1,04 120 300 44,505 62 44,505 44,443 398 300 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
2.5 Расчет режимов резания
/>
Растачивание:
Инструмент: резец расточной Т5К10.
Определяем глубину резания: t=1мм
Назначаем подачу S=0,5 мм/об.
Определяем скорость резания:
/> (2.31)
где Т — среднее значение стойкости, Т=60мин (3, стр.268);
Cv=350, x=0,15, y=0,35, m=0,2- значения составляющих коэффициентов скорости резания (3, стр.269, табл.17).
/> (2.32)
/>; (2.33)
/> [3, стр.262]
/>
/>
Определяем частоту вращения:
/>; (2.34)
/>
Принимаем по паспорту станка:
/>
Действительная скорость резания:
/>; (2.35)
/>
Определяем силу резания:
/> (2.36)
Cp=204, xp=1, yp=0,75,- значения составляющих коэффициентов скорости резания (3, стр.273, табл.22);
Kp=KmpKφpKγpKλpKrp;(2.37)
Kmp=/>; (2.38)
Kmp=/>;
Kφp=0,89;
Kγp=1,0;
Kλp=1,0; [3,стр.275, табл.23]
Krp=1,0
Kp=1Ч0,89Ч1Ч1Ч1=0,89.
/>
Определяем мощность:
/>; (2.39)
/>
Определяем основное время:
/>; (2.40)
L=lд+lвр+lпер; (2.41)
L=lд+lвр+lпер=30+1,5+1,5=33мм.
lвр=tЧctg900+1,5; (2.42)
lвр=tЧctg900+1,5=1,5Ч0+1,5=1,5мм.
/>
Шлифование (предварительное):
Выбираем шлифовальный круг ПП 32х40х10 24А 15 СМ1 К8, ГОСТ2424-83;
Глубина шлифования t=0,005мм;
Sпр=0,5Ч40=20мм;
Определяем скорость резания:
Скорость круга />Скорость заготовки />
Определяем частоту вращения абразивного инструмента:
/>; (2.43)
/>
Принимаем />
/> />; (2.44)
/>
Определяем частоту вращения заготовки:
/> (2.45)
/>
Принимаем />
/>; (2.46)
/>
Определяем мощность резания:
/> (2.47)
где d — диаметр шлифования;
S — продольная подача;
/>
Определяем основное время:
/>; (2.48)
где L=26 — длина шлифуемойдетали, мм
h=0,38 — припуск на сторону,мм
К — коэффициент точности, учитывающий время «выхаживания»,т.е. шлифование без поперечной подачи. При предварительном шлифовании К=1,2
/>
2.6 Определение трудоемкости изготовления изделия
Расчет штучного времени на операции:
Токарная с ЧПУ:
/>; (2.49)
где /> - штучное время на операцию, мин;
/> - основное время на операцию, мин;
/> - вспомогательное время на операцию,мин;
x = 10% — суммарное число процентов всех видов затрат на обслуживаниеи отдых;
Основное время: />
Вспомогательное время:
/>; (2.50)
где /> - время на установку-снятие детали,мин />;
/> - время на приемы управления станком,мин />;
/> - время на измерение детали, мин />.
/>
/>
Внутришлифовальная с ЧПУ:
/>; (2.51)
Основное время />
Вспомогательное время:
/>; (2.52)
/>
/>
/>
/>
/>
Таблица 2.5- Сводная таблица расчета трудоёмкости изготовления изделий
№
опер. Наименование операции
То,
мин
Твсп,
мин
Тшт,
мин 005 Токарная с ЧПУ 1,933 0,51 2,69 010 Токарная с ЧПУ 0,55 0,51 1,17 015 Токарная с ЧПУ 0,77 0,61 1,52 020 Зубофрезерная с ЧПУ (черновая) 3,13 0,68 4, 19 025 Зубофрезерная с ЧПУ (чистовая) 2,86 0,68 3,89 030 Термическая ------- ------- ------- 035 Внутришлифовальная с ЧПУ (черновая) 3,76 0,65 4,85 040 Внутришлифовальная с ЧПУ (чистовая) 3,3 0,65 4,35 045 Внутришлифовальная 0,9 0,97 2,06 050 Заточная 1,33 0,97 2,53 055 Зубошлифовальная с ЧПУ 5,55 0,97 7,17 060 Маркировочная ------- ------- ------- Σ 24,083 7,2 34,42
2.7 Проектирование операционного технологического процесса
При проектировании технологического процесса были использованыболее современные станки и станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Былииспользованы более технологичные конструкции режущего инструмента, что позволилоприменить более прогрессивные режимы резания, более усовершенствованные установочныеи контрольные приспособления. За счет всего выше перечисленного мы уменьшаем трудоемкостьпроизводства заданной детали.
Спроектированный технологический процесс имеет следующиепреимущества:
1. Меньшее штучное время на обработку детали, что уменьшает трудоемкость производства.
2. Повышение производительности труда.
3. Уменьшение материальных затрат на производство.
При усовершенствовании технологии по обработке долбяка были произведеныв базовом технологическом процессе следующие изменения:
- все токарные станки заменены на станки с ЧПУ. Данное изменение приводит ксокращению маршрута обработки детали, так как позволяет улучшить качество обработки,а следовательно дает возможность отказаться от слесарных операций. Еще применениестанков с ЧПУ сокращает штучное время, что в свою очередь ведет к уменьшению постоянныхзатрат (и переменных тоже), которые ложатся на себестоимость продукции;
- для растачивания отверстий Æ44мм, Æ80 мм, выточки 2 мм, точения Æ144 мм применяем токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3.Это позволяет обработать эти поверхности с одного установа;
- для точения Æ144 с получениемугла 100применяем токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3;
- для получения угла 60применяем токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3;
- для обработки зубьев долбяка применяем зубофрезерный станок с ЧПУ 5В370ПФ2,который за счёт применения червячных модульных фрез даёт максимальную производительность;
- на внутришлифовальной операции применение внутришлифовального станка с ЧПУ3М227ВФ2Н позволяет обработать одновременно посадочное отверстие и торец;
- применение зубошлифовального станка с ЧПУ также сокращает время обработкидолбяка;
- в базовом технологическом процессе применяются напайные резцы, а в разработанном,они заменены на сборные резцы с механическим креплением пластин из твердого сплава,что тоже приводит к сокращению штучного времени;
Операционный технологический процесс приведен в приложенииА.
2.8 Выбор средств и методов контроля изделия
В серийном и массовом производстве для снижения временина измерения непосредственно в процессе обработки, т.е. не снимая заготовку со станка,используют калибры и специальные шаблоны.
Достоинством калибров являются:
− простота конструкции, относительная лёгкость изготовления, а, следовательно,и невысокая стоимость;
− контроль производится в условиях, приближённых к условиям сборки, что обеспечиваетс высокой вероятностью собираемость деталей и обеспечение взаимозаменяемости;
− благодаря простоте применения они доступны операторам невысокой квалификации;
− высокая износостойкость.
Недостатками калибров является:
− отсутствие числовых данных о размере объекта;
− неизвестна погрешность контроля, так как она обуславливается не только размерамикалибра, но и размерами детали, состоянием её поверхности, неопределённым измерительнымусилием, температурными деформациями и т.д.
− не выявляется практически погрешность геометрической формы при существующихконструкциях калибров, что приводит к быстрому износу контролируемых объектов вработе.
Контроль изделия согласно данному технологическомупроцессу осуществляется пооперационно. В качестве измерительных и контрольных инструментовпри изготовлении долбяка используем: шаблоны специальные, калибры-скобы, калибры-пробки.
Шероховатость поверхности контролируем путём сравненияобработанных поверхностей с образцами шероховатости.
3. Конструкторская часть3.1 Расчет и проектирование установочного приспособления
Для обработки деталей типа тел вращения в качествеустановочных приспособлений на токарных станках используются трехкулачковые патроны.Эти патроны обладают достаточной силой зажима заготовки. Но на закрепление заготовкив ручном патроне затрачивается большое время. Для автоматизации процесса закрепления-раскрепления,а, следовательно, и повышения быстродействия было решено установить на станок трехкулачковыйпатрон с пневмоприводом.
Пневматический патрон (рис.3.1) предназначен для быстрогозакрепления и раскрепления деталей на токарном станке. Патрон состоит из сборногопоршня 1, корпуса пневмоцилиндра 4, к которому крепятся крышки 5 и 6 винтами 16.Герметичность пневмоцилиндра достигается за счёт прокладки 12 и манжет 19, 20, 21.Корпус цилиндра одевается на шлицевую втулку 10. На крышку цилиндра, за счёт замка2, крепится корпус 3, который базируется на шлицевой втулке 10 по конической поверхности.В корпусе 3 расположены ползуны 8, которые передвигаются по направляющим. К ползунам,посредством болтов 14, 15, крепятся кулачки 7. К поршню, за счёт гайки 17, крепитсятяга 11, которая запирает замок. Для точного позиционирования тяги в осевом направлениипредусмотрена проточка. В неё вставляется штифт 25.
При подаче воздуха из камеры в пневмоцилиндр, поршень1 передвигается вправо и за счёт клинового механизма передвигает вниз ползуны 8,к которым крепятся кулачки 7 и происходит закрепление заготовки.
Раскрепление заготовки происходит следующим образом:в пневмоцилиндр подаётся воздух, поршень 1 передвигается влево.
Благодаря зазору в ползуне и подпружиненной гильзе13, ползуны 8 передвигаются вверх.
/>
Рисунок 3.1 — Патрон трёхкулачковый пневматический
Изобразим схему зажима заготовки в патроне. Расставимсилы, действующие на заготовку при точении поверхности (рис.3.2).
/>
/>
Рисунок 3.2 — Схема сил, действующих на заготовку
/>
Рисунок 3.3 — Расчетная схема закрепления
Сила резания Pz, определенная при расчете режима резанияPz=1619 Н.
Момент силы Pz на диаметре 44 мм составит:
Мр= Pz∙d/2; (3.1)
Мр=1619∙0,44/2=356 Н∙м
Величину силы зажима определим:
/>; (3.2)
где f1 и f2- коэффициенты трения, соответственно по периметру и образующей базовой поверхностизаготовки;
К — коэффициент запаса.
Для того, чтобы выразить силы трения через составляющиесилы резания, запишем 2 уравнения статики:
/> (3.3)
ΣPox=0; F2-Px=0, откудаF1=Pzd/d1; F2=Px
d — диаметр обрабатываемойповерхности,
d1 — диаметр базовойповерхности.
Подставим значения сил трения в уравнение силы зажимаи получим:
/>; (3.4)
K=K0K1 K2K3 K4 K5 K6; (3.5)
где К0=1,5 — гарантированный запас,
К1 =1,2 — учитывает вид выполняемой операции,
К2 =1…1,8 — учитывает вид обработки и изменениесил, связанных с затуплением инструмента.
К3 =К4 =К5=1,0 — учитываетвид привода и характер закрепления заготовки (механизированный привод).
К6=1,0 — учитывает характер контакта установочныхэлементов с базовой поверхностью заготовки.
/>/>
Силу W наштоке механизированного привода определяют в зависимости от требуемой силы зажимаобрабатываемой детали, т.е.
/>; (3.6)
где /> - угол клина, />=17;
k — коэффициент запаса, k=1,5.
Тогда с учётом пружины:
/>; (3.7)
где Fпр — рабочее усилие пружины, Fпр=40Н.
/>
Диаметр гидропривода равен:
/>; (3.8)
где /> - диаметр цилиндра, мм;
d — наружный диаметр втулки,d=120 мм;
p — давление воздуха, р=0,4 МПа; η — КПД, η=0,9
/>; (3.9)
/>
Т.к. заготовка Ш150 мм, то из конструктивных соображенийпринимаем диаметр цилиндра D=300 мм.
3.2 Расчет и проектирование контрольного приспособления
Сконструированное контрольное приспособление предназначенодля контроля радиального биения по вершинам и впадинам зубьев долбяка (рис.3.4).
В плите 7 установлена направляющая типа ласточкин хвост12, в которой установлен штатив 8. К штативу винтом 11 крепится штанга 6, несущаяиндикатор часового типа 3. Контролируемый долбяк 9 располагается на поворотном столе5, вращение которого осуществляется при помощи подшипников 16 и 17.
При контроле радиального биения при помощи рукоятки13 поднимается фиксатор 14, затем вручную долбяк поворачивается таким образом, чтобызуб попал во впадину фиксатора. В исходное положение фиксатор возвращается при помощиподпружиненного штифта 19. Далее индикатор устанавливается на контролируемую поверхность(вершину или впадину зуба) и производится измерение радиального биения; индикаторпредварительно обнуляется. Так же есть возможность замены фиксатора на фиксатор,который фиксирует положение долбяка по впадинам зубьев.
Контрольное приспособление находится в строгом соответствиипо своей конструкции и принятому методу измерения с установленным технологическимпроцессом, обеспечивает требуемую точность контроля. Конструкция приспособленияобеспечивает удобство и простоту эксплуатации. Его применение экономически обоснованно.
Основные параметры индикатора часового типа ИЧ-10 ГОСТ577-68: цена деления — 0,01 мм, класс точности — 0, Рп=1,5 Н.
Основным расчетом приспособления является расчет наточность.
Общая погрешность приспособления не должна превышатьдопуск на измеряемый размер:
∆общ ≤ Тр; (3.10)
Общая погрешность измерения:
∆общ = />; (3.11)
где ∆1 = ЅТ1 — погрешность установкистола;
∆2 = Ѕ0,01 — погрешность цены деления индикатора;
∆1 = 0,030·Ѕ = 0,015 мм;
∆2 = 0,010·Ѕ = 0,005 мм;
∆общ = />= 0,016 мм.
Допуск на контролируемый размер Æ143,989 мм: Тр = 0,2 мм.
∆общ
Следовательно, контрольное приспособление соответствуетпредъявляемым требованиям.
/>
Рисунок 3.4 — Специальное приспособление для измерениярадиального биения
3.3 Расчет и проектирование специального режущего инструмента
В качестве специального режущего инструмента выбираемфрезу червячную модульную для фрезерования зубьев долбяка.
Исходные данные:
1. Фрезеруемая заготовка: материал — Р6М5; твердостьна операции фрезерования НB 220;состояние — до Т/О.
2. Станок: зубофрезерный 5В370ПФ2.
3. Производство: массовое.
Расчёт фрезы:
Определение размеров фрезы по нормали.
1. Расчётный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении:
αи= αд=200
2. Модуль:
mи=m=6 мм
3. Шаг по нормали (между соседними профилями фрезы):
tи=π mи; (3.12)
tи =3,14Ч6=18,84 мм
4. Расчетная толщина зуба по нормали:
Sи= tи — (Sд1+∆S); (3.13)
где Sд1 — толщиназуба долбяка по нормали на делительной окружности;
∆S — величина припускапод последующую чистовую обработку.
Sи=18,84- (10,369+0,2) =8,271 мм
5. Расчетная высота головки зуба фрезы:
hи’=(dд1-di1)/2; (3.14)
hи’=(126-110,4) /2=7,8 мм
6. Высота зуба фрезы:
hи=h+0,3m; (3.15), hи=15,6+0,3Ч6=17,4мм
7. Радиус закругления на головке и ножке зуба:
r1=r2≈ (0,25ч0,3) m; (3.16)
r1=r2=0,3Ч6=1,8 мм
Определение конструктивных размеров фрезы
8. Наружный диаметр фрезы Deи выбираетсяпо табл.4 (11, стр.75):
Deи=125 мм
9. Число зубьев фрезы:
Zи=1,3 />; (3.17)
где />; (3.18)
/> />≈440
Zи=1,3 />
Принимаем число зубьев фрезы Zи=10.
10. Падение затылка:
По Deи принимаемпадение затылка К=5 мм
11. Диаметр начальной окружности:
dди= Deи — 2hи’-0,1К; (3.19), dди=125-2Ч7,8-0,1Ч5=109,9мм
12. Угол подъема витков фрезы по начальной окружности:
/>; (3.20)
где /> - число заходов фрезы
/> />307'46''
13. Шаг по оси между двумя витками:
/>; (3.21)
/>
14. Ход витков по оси фрезы:
tx=toca; (3.22)
где /> - число заходов фрезы
tx=18,883Ч1=18,883мм
15. Направление витков фрезы правое, т.к. долбяк прямозубый.
16. Принимаем винтовые стружечные канавки.
17. Осевой шаг винтовой стружечной канавки:
T=tocctg2ω;(3.23)
T=18,883Ч ctg2307'46''=4098,033мм
18. Угол установки фрезы на станке:
ψ=βд+ ω;(3.24), ψ=307'46''
19. Расчетные профильные углы фрез в нормальном сечении:
αпр= αлев=αи
tgαос/>; (3.25)
tgαос/>αос=2002'32''
ctgαос=2,6651638
ctgαпр=ctgαос — />; (3.26)
ctgαпр=2,6651638-/>
ctgαлев=ctgαос+ />; (3.27)
ctgαлев=2,6651638+/>
αпр=21034'
αлев=21023'.
Фреза червячная модульная m=6мм, Ш125 мм изготавливается цельной из стали Р6М5 ГОСТ 19265-73 (допускается изготовлениеи стали Р9, Р18). Длина фрезы L=112 мм, диаметр буртикаd1=70 мм, диаметр посадочного отверстия d=40Н7. Класс точности — В.
4. Расчёт, компоновка и планировка участка4.1 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентовего загрузки
Данный участок инструментального цеха предназначендля изготовления долбяков дисковых прямозубых m=6. Тип производства- массовый; годовая программа выпуска 220000 штук в год; режим работы двухсменный.
Определяем расчетное и принятое число станков по операциям,рассчитываем коэффициент загрузки оборудования, общее количество станков на участке.
Расчетное количество станков находим по формуле:
/>; (4.1)
где /> - суммарная трудоёмкость обработкигодового количества деталей, обрабатываемых на участке на станках данного типоразмера,станко-ч;
/> - эффективный годовой фонд времениработы оборудования, ч. (для станков с ЧПУ);
/> - штучное время выполнения всех операцийизготовления детали, станко-мин; />= 34,42;
Трудоёмкость обработки по операциям:
/>; (4.2)
где /> - штучное время выполнения j-й операции изготовления i-й детали, станко-мин;
Ni — годовая программавыпуска i-х деталей;
n — число разных деталей, обрабатываемыхна станках данного типоразмера;
m — число операций обработкиi-й детали на станках данного типоразмера.
Коэффициенты загрузки оборудования рассчитываем поформуле:
/>; (4.3)
где Ср — расчетное количество станков;
Сп — принятое количество станков.
005 Токарная с ЧПУ:
/>
/>
010 Токарная с ЧПУ:
/>, />
015 Токарная с ЧПУ:
/>
/>
020 Зубофрезерная с ЧПУ (черновая):
/>
025 Зубофрезерная с ЧПУ (чистовая):
/>
035 Внутришлифовальная с ЧПУ (черновая):
/>
040 Внутришлифовальная с ЧПУ (чистовая):
/>
045 Внутришлифовальная:
/>
050 Заточная:
/>
055 Зубошлифовальная с ЧПУ:
/>
Кроме коэффициентов загрузки для отдельных типоразмеровстанков подсчитывается средний коэффициент загрузки станков по цеху (участку) Кзср — отношение суммы расчетных значений числа станков />к сумме принятых значений числа станков/>, то есть
/>; (4.4)
/>
/>
Рисунок 4.1 — График загрузки оборудования
При предварительной проработке компоновочной схемыобщую площадь Sо цеха (участка) определяют попоказателю удельной общей площади />, приходящейся на один станок или однорабочее место:
/>; (4.5)
дисковый долбяк цехинструментальный
где /> - принятое число станков, а в случаесборки — принятое число рабочих мест цеха (участка).
/>
/>
Численность рабочих определяется по следующей формуле:
/>; (4.6)
где Сп — количество основных станков цеха(участка);
Фо — эффективный годовой фонд времени работыоборудования;
Кз, Ки — коэффициенты соответственнозагрузки и использования оборудования, [12 табл.5];
Фр — эффективный годовой фонд времени рабочего,ч, [12 табл.3];
Км — коэффициент многостаночного обслуживания,[12 табл.4].
/>
/>
При проектировании участков инструментального цехачисленность основных рабочих-слесарей и основных рабочих-сварщиков определяют взависимости от численности основных рабочих-станочников /> по формулам:
/>; (4.7)
/>; (4.8)
где />и/> — расчетная численность соответственнослесарей и сварщиков цеха (участка);
/> - коэффициент соотношения численностислесарей и станочников по участкам инструментального [12, табл.6];
/> - коэффициент соотношения численностисварщиков и станочников по участкам инструментального цеха [12, табл.6];
/>; />.
В условиях крупносерийного и массового производствадля обслуживания станков в составе производственных рабочих предусматривают наладчиков,число которых определяют по нормам обслуживания:
/>;
Численность вспомогательных рабочих при укрупненном проектированииопределяют в зависимости от числа производственных рабочих по нормам 20.25% от числапроизводственных рабочих:
/> чел.
Численность ИТР определяем по формуле:
/>; (4.9)
/>
4.2 Выбор основных параметров пролета
Ширину пролета выбирают такой, чтобы можно было рациональноразместить кратное число рядов оборудования — обычно от двух до четырех рядов станков,в зависимости от габаритных размеров и варианта размещения.
/>; (4.10)
где Н — ширина пролета (Н=18 м);
S=455 м2 — площадь цеха;
/>
Принимаем длину />.
Шаг колонн принимаем 6 м.
Высота до головки подкранового рельса.
/>; (4.11)
где /> - максимальная высота оборудования;
/>-минимальное расстояние между оборудованиеми перемещаемым грузом;
/> - высота транспортируемых грузов;
/> - высота крана.
Высоту /> определяем с учетом крайних положенийподвижных частей станка, равное 3 м, расстояние /> принимают не менее 400 мм, />=3м,/>=2м
/>
Высота до низа конструкции перекрытия = 9,6 м
Высота до головки кранового рельса = 6,95 м
Оборудование на участке:
1. Токарные станки модели 16К20Ф3 — 6 станков;
2. Зубофрезерные станки модели 5В370ПФ2 — 8 станков;
3. Внутришлифовальные станки модели 3М227ВФ2Н — 9 станков;
4. Внутришлифовальные станки модели 3К227В — 2 станка;
5. Заточные станки модели 3М132В — 3 станка;
6. Зубошлифовальные станки модели 3951ВФ1У — 7 станков.
4.3 Выбор транспортных средств. Уборка стружки. Безопасность работы
Цеховой транспорт предназначен для перемещения грузоввнутри цеха, он обслуживает станки, рабочие места, цеховые и складские помещения.
Наиболее распространенными средствами верхнего транспортав цехе являются электрические мостовые краны. Преимущество их заключается в том,что, являясь одновременно грузоподъёмным средством, они обслуживают всю площадьцеха.
Выбираем кран мостовой электрический общего назначенияГОСТ 6711-70 грузоподъемностью Q=15/3 т, N=41,5 кВт, h=16 м. Консольно-поворотнымикранами пользуются для подъёма на станок тары с деталями. Они употребляются в качествеместных, обслуживающих несколько станков. Выбираем консольно-поворотный кран с электрическойталью ГОСТ 19811-74 Q=0,5 т, h=4м, l=6 м.
В результате механической обработки металлов резаниемобразуется значительное количество стружки. От станков стружка доставляется к сборнымбункерам, расположенным у проездов цеха. При этом пластинчатые конвееры КПШ-60,В=600 мм, l=200 м.
/>5. Экономическая часть5.1 Исходные данные
Утверждаю:
Руководитель проекта
_______________________
"____"_________________200__г.
Таблица 5.1- Исходные данные№ Наименование данных Обозначение
Единицы
измерения Показатели
1.1а
1.1б
Годовой выпуск продукции
Масса единицы продукции
Пвып
МЕД
шт
кг
220000
1,9 1.2 Годовая потребность в металле
Пм т 418 1.3 Площадь промышленного здания цеха
Sпр. зд
м2 455 1.4 Объем промышленного здания
Vпр. зд
м3 4368
1.5
1.5.1
1.5.1.1
1.5.1.2
1.5.2
1.5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Численность работающих, всего:
Производственных рабочих:
С интенсивными условиями труда
С экстенсивными условиями труда
Вспомогательных рабочих
Руководителей
Специалистов
Служащих
Младшего персонала
Общая численность работающих
Краб. общ
Краб. пр
Краб. ин
Краб. эк
Краб. всП
КРУК
КСПЕЦ
Ксл
Кмп
SNраб
чел
чел
чел
чел
чел
чел
чел
чел
чел
чел
60
45
15
30
6
4
3
1
1
60
1.6
1.6.1
1.6.2
6.3
7.4
Потребность в энергоресурсах для технологических целей
Электроэнергия
Природный газ
Сжатый воздух
Пар
Пэл
Пгз
Пвх
Ппар
квт-час
м3
м3
т
664941
70798
5.2 Определение стоимости основных производственныхфондов
Общая стоимость основных производственных фондов (ОПФ) проектаФОБЩ, грн., определяется как сумма стоимости производственных и бытовыхзданий и сооружений и передаточных устройств (коммуникаций энерго —, паро —, водо- и воздухоснабжения), стоимости офисной мебели и оргтехники стоимости оборудования,стоимости универсальной технологической оснастки и инструмента.
Стоимость производственного здания:СБАЛ. ПР. ЗД = Vпр. зд ´ 150 (5.1) где Vпр. зд, — см. табл.5.1;150 — цена 1м3промышленного здания,грн/м3.СБАЛ. ПР. ЗД = 4368´150 = 655200грн.
Общая стоимость основных производственных фондов (ОПФ)ФОБЩ, грн., определяется в табл.5.2.
Таблица 5.2 — Стоимость ОПФ№ Наименование групп основных производственных фондов проекта и обозначение их стоимости Грн. 1
Здания производственные, СПР. ЗД (см. ф. (5.1)) 655200 2
Здания бытовые: 0,15´ СПР. ЗД 98280 3
Сооружения: 0,04´ СПР. ЗД 26208 4
Передаточные устройства: 0,05´ СПР. ЗД 32760 5
Офисная мебель и оргтехника: 0,25´ СБЫТ. ЗД 24570 6
Оборудование: СОБ = (0,15+ КТИП) ´КДОП´ СПР. ЗД=
= (0,15+1,3) ´ 1´ 655200 950040 7
Универсальная оснастка и инструмент: СТ. осн= КТ. осн´ Соб,= 0,07´ 950040 66503
Для 2007года, всего: ФОБЩ2007 1853561
Для других годов, всего ФОБЩ2009= ФОБЩ2007´ Кинф 2465236 5.3 Расчет издержек производства
Издержки, т.е. расходы на выпуск продукции называют себестоимостью.
Эти расходыразбиты на четыре статьи: прямые материальныерасходы, прямые расходы на оплату труда, другие прямые расходы и общепроизводственныерасходы.
Рассмотрим расчет более подробно.5.3.1 Прямые материальные расходы
Эти расходыРПМР. Sгрн., включаютрасходы на основные материалы Ром. Sи расходы натопливо и энергию для технологических целей РТЭТ. S.
5.3.1.1 Расходы на основные материалы Ром. S, грн.:
Ром.S= КПП´РЗАГ — ВОТХ(5.2)
где КПП — коэффициент учета расходов на покупныеполуфабрикаты (крепежные изделия),
КПП=1,05 — если они используются в производимойпродукции,
КПП=1,0 — если не используются;
РЗАГ — расходы на заготовки, грн., определяются поформуле (5.3);
ВОТХ — возвратные отходы, грн., определяются по формуле (5.4).
РЗАГ= ПмПОК ´ ЦПОК+ ПмПР´ЦПР+ПмТС ´ ЦТС(5.3)
гдеПмПОК,ПмПР, ПмТС— см. ИД;
ЦПОК, ЦПР, ЦТС — ценаодной тонны поковок, проката и твердых сплавов, грн.,
ВОТХ=260 ´ (ПмПОК´0,15 + ПмПР´0,35)(5.4)
где260 — средняя цена одной тонны отходов,грн.;
0,15,0,35 — средняя доля отходов при производстве деталей из поковок, проката.
РЗАГ= 418´3600=1504800грн;
ВОТХ=260 ´ (418 ´0,15) =16302грн;
Ром.S = 1,0 ´1504800 — 16302= 1488498грн.
5.3.1.2Расходы Ртэн. S, грн., определяются в табл.5.3.
Таблица 5.3- Расходы на топливо и энергию для технологических целей№ Наименование топлива и энергии для технологических целей Грн. 1
Электроэнергия: 0,30´ Пэл 199482 2
Газ: 0,75 ´ ПГЗ - 3
Сжатый воздух: 0,10 ´ ПВХ 7080 4
Пар: 180 ´ ППР -
Для 2009года, всего: Ртэн. S2009 206562
5.3.1.3Общие по п. п.5.3.1 расходы определяются по формуле:
РПМР.S=(Ром. S+ Ртэн. S) ´Кинф (5.5)
РПМР. S = (1488498 + 206562)´ 1,33= 2254430грн.
5.3.2 Прямые расходы на оплату труда
Эти расходы РПрот.S, грн., включают расходы на основнуюи дополнительную зарплату основных рабочих:
РПрот. S=(1+0,12) ´(1,30´1,10´1820) ´ ЧТС.ОСН ´ Краб. ОСН´ Кинф, (5.6)
гдеЧТС. ОСН, — средняя часовая тарифныеставка основного рабочего, грн. /час.;
Краб. осн — см. табл.1; Кинф — определенв табл.5.2.
РПрот. S = (1+0,12) ´(1,30´1,10´1820) ´ 5,50´ 45 ´ 1,33 = 959516грн.5.3.3 Другие прямые расходы
Эти расходыРДПР, грн.:
РДПР= РПрот. S ´0,375 + (3,5 ´1,0 ´ Sпр. зд) ´Кинф + 0,17´ФОБЩ(5.7)
где РПрот. S— см. ф. (5.6);
3,5— коэффициент учета площадей общей территориипредприятия;
1,0 — норма годовой платы за аренду земли, грн/м2;
Sпр. зд— см.табл.1;
Кинф — определен в табл.5.2;
(0,17´ФОБЩ) — амортизационные отчисления от ОПФ, грн.;
0,17 — средняя норма амортизационных отчислений длявсех ОПФ,
ФОБЩ — см. табл.5.2.
РДПР= 959516´ 0,375 + (3,5 ´1,0´ 455)´ 1,33 +0,17 ´ 2465236= 781027грн.
5.3.4 Общепроизводственные расходы
Эти расходы РОПР, грн., включают расходына оплату персонала РОП, и накладные общепроизводственные расходы РОПР.НАКЛ.
5.3.4.1 РОП включают расходы на зарплатуруководителей, специалистов, технических служащих, вспомогательных рабочих и определяютсяв табл.5.4.
Таблица 5.4 — Расходы на оплату персонала№ Годовые расходы на оплату персонала по категориям Грн. 1
Руководители: ОСРРУК´ 12 ´ 1,4 ´ КРУК,
ОСРРУК= 1900грн/мес, 12 — количество месяцев в году, 1,4 — коэффициент премирования, КРУК = 4 чел. 127680 2
Специалисты: ОСРСП ´ 12 ´ 1,4 ´ Ксп,
ОСРСП= 1400 грн/мес, Ксп = 3 чел. 70560 3
Технические служащие: ОСРТ. С ´ 12 ´ 1,4 ´ Ктс,
ОСРТ.С. = 800 грн/мес, КТ.С. = 1 чел. 13440 4
Вспомогательные рабочие:
[ (1+0,11) ´ (1+0,375) ´ (1,25´1,10´1840)] ´ЧТ.С. ВСП ´ КВСП. РАБ,
ЧТ.С. ВСП = 4,50 грн. /час., КВСП. РАБ = 6 чел. 104258
Для 2007года, всего: РОП2007 315938
Для других годов, всего РОП2009 = РОП2007´ Кинф 420198
5.3.4.2 Накладные общепроизводственные расходы РОПР.НАКЛ, грн.:
РОПР. НАКЛ= 8,5 ´ (РПрот. S / 1,12) (5.8)
где8,5 — коэффициент накладных общепроизводственных расходов (т.е.850%);РПрот. S — см. ф. (5.6);
1,12 — коэффициент перехода от прямых расходов на оплатутруда к
основнойзаработной плате производственных рабочих.
РОПР.НАКЛ= 8,5 ´ (959516/ 1,12) = 7282041грн.
5.3.4.3 Общие по п.5.4 расходы РОПР, грн.,составят:
РОПР = РОП + РОПР. НАКЛ(5.9)
РОПР = 420198 + 7282041 = 7702239грн.5.3.5 Калькуляция себестоимости
Калькуляция, т.е. группировкарасходов, выполняется с точностью до гривны и приводится в табл.5.5 Т.к. сверхнормативныепроизводственные расходы в проекте участка не планируются, то принимаем что полнаясебестоимость продукции равна себестоимости реализованной продукцииСР.прд, грн.
Таблица 5.5 — Калькуляциясебестоимости реализованной продукции№ Наименование расходов и где они определены Сумма % 1
Прямые материальные расходы РПМР. S, ф. (5.5) 2254430 19,44 2
Прямые расходы на оплату труда РПРОТ, ф. (5.6) 959516 8, 19 3
Другие прямые расходы РДПР, ф. (5.7) 781027 6,66 4
Общепроизводственные расходы, РОПР, ф. (5.9) 7702239 65,71
Себестоимость реализованной продукции СР. прд 11721790 100,00
5.3.5.1 Себестоимость единицы реализованной продукции, СР. прд1ШТ, грн.:
СР. прд1ШТ= СР. прд / Пвып (5.10)
гдеПвып — см.табл.5.1.
СР. прд1ШТ= 11721790/ 220000 = 53грн.
5.4 Расчет цены продукции, прибыли и рентабельности5.4.1 Оптовая цена единицы продукции Цопт1ШТ, грн/шт.
Цопт1ШТ =( (100 + ПНОРМ) ´ СР. прд1ШТ) / 100,(5.11)
где ПНОРМ — нормативная прибыль, %, (принимается 40…60%), или
назначается самостоятельно;
СР. прд1ШТ — см. ф. (5.10).
Цопт1 ШТ =( (100 + 50) ´ 53) / 100 = 80грн.5.4.2Отпускная цена единицы продукции ЦоТПускн1ШТ, грн.
Цотпускн1ШТ= ( (100 + 20) ´ Цопт1Т)/ 100, (5.12)
где 20 — ставка НДС, %.
Цотпускн1ШТ= ( (100 + 20) ´ 80) / 100 = 96грн.5.4.3 Выручка от реализации продукции ВРП, грн.
ВРП = ПВЫП ´ Цопт1Т, (5.13)
где ПВЫП — см. табл.5.1.
ВРП = 220000 ´80= 17600000грн.
5.4.4 Валовая прибыль от реализации, ПВал,грн.
ПВАЛ = ВРП — СР. прд (5.14)
ПВАЛ=17600000— 11721790 = 5878210грн.5.4.5 Чистая прибыль от реализации, ПЧИСТ,грн.
ПЧИСТ = ПВАЛ ´ (1-0,25) (5.15)
где0,25 — налог на прибыль.
ПЧИСТ = 5878210 ´ (1-0,25)= 4408658грн.5.4.6 Рентабельность продукции РПРД,%
РПРД = (ПЧИСТ / СР. прд) ´ 100%,(5.16)
где СР. прд — см. табл.5.6.
РПРД = (4408658/11721790) ´ 100%= 37,61%5.4.7 Рентабельность производства РПРЗ,%
РПРД = ( (ПЧИСТ + 0,17´ ФОБЩ) / (1,25 ´ ФОБЩ) ´ 100%(5.17)
где ПЧИСТ— см. ф. (5.15);
(0,17´ ФОБЩ) — см. ф.(5.7);
1,25 — коэффициент учета оборотныхсредств;
ФОБЩ — см.табл.5.2.
РПРД= ( (4408658+0,17´ 2465236) / (1,25 ´ 2465236)) ´ 100% = 156,67%5.5 Технико-экономические показатели проекта5.5.1 Фондоотдача ФОТ, грн/грн.
ФОТ = СР.прд / ФОБЩ(5.18)
где СР. прд — см. табл.5.5;
ФОБЩ — см.табл.5.2.
ФОТ = 11721790/2465236 = 4,76 грн/грн.5.5.2 Фондовооружённость ФВООР, грн/чел.
ФВООР = ФОБЩ / (NРАБ. ИН + NРАБ.ЭК), (5.19)
где NРАБ. ИН, NРАБ.ЭК — см. табл.5.1.
ФВООР = 2465236/ (15 + 30) = 54783 грн/чел.5.5.3 Общая трудоемкость работ ТР. ВЫП,н-час.
ТР.ВЫП = 1820 ´ (NРАБ. ИН + NРАБ. ЭК),(5.20)
где1820— годовой фонд времени одного производственного рабочего, час.
ТР.ВЫП = 1820 ´ (15 + 30) = 81900 н-час
5.5.4 Трудоемкость 1т продукции ТР. ВЫП1Т,н-час/т.
ТР.ВЫП1Т=ТР. ВЫП /ПВЫП,(5.21)
где ПВЫП — см. табл.5.1.
ТР. ВЫП1Т, = 81900/220000 = 0,37н-час/т.5.5.5 Съем продукции с 1м2 площади СМ2,т/м2
СМ2 = ПВЫП / Sпр. зд, (5.22)
где ПВЫП, Sпр. зд — см. табл.5.1.
СМ2 = 220000/455 = 483,52т/м25.5.6 Выработка на 1-го работающего Вгрн/Ч,грн/чел.
ВГРН/Ч = СР. прд / SNраб(5.23)
где СР. прд — см. табл.5.5;
SNраб— см. табл.5.1.
ВГРН/Ч = 11721790/60 = 195363 грн/чел5.5.7 Среднемесячная зарплата руководителя Ззп.рук, специалиста Ззп. спец и технического служащего Ззп. сл,грн.
Ззп. РУК=1,40 ´ ОСР.РУК´Кинф(5.24)
Ззп. СПЕЦ = 1,30 ´ ОСР. СПЕЦ´Кинф (5.25)
Ззп. СЛ = 1,20 ´ ОСР. СЛ´Кинф (5.26)
где 1,40, 1,30, 1, 20, ОСР. РУК, ОСР.СПЕЦ, ОСР. СЛ — см. табл.5.4, Кинф— см.табл.5.3.
Ззп. РУК = 1,40 ´ 1900 ´ 1,33 = 3538грн.
Ззп. СПЕЦ = 1,30 ´ 1400 ´ 1,33 = 2421грн.
Ззп. СЛ = 1,20 ´ 800 ´ 1,33 = 1277грн.5.5.8Среднемесячная зарплата вспомогательного рабочегоЗзп. вСП, грн.
Ззп. вСП = 1,25 ´ 1,1 ´ ЧТС.ВСП ´ 176´Кинф (5.27)
гдеЧТС. ВСП — см. табл.5.4;
Кинф— см табл.5.2.
Ззп. вСП = 1,25 ´ 1,1 ´ 4,50 ´ 176´ 1,33 = 1450грн.5.5.9 Среднемесячная зарплата основного рабочего ЗЗП.ОСН, грн.
ЗЗП. осн =1,30 ´ 1,1 ´ ЧТС.ОСН ´ 176´Кинф (5.28)
где ЧТС. ОСН— см. ф. (5.6);
Кинф— см табл.5.2.
ЗЗП. осн = 1,30 ´ 1,1 ´ 5,50 ´ 176´ 1,33 = 1842грн.
5.5.10 Срок окупаемости вложений в ОПФ если они быливыполнены собственными средствами, ТОСБ, лет
ТО. СБ = 1 + (ФОБЩ / (ПЧИСТ+ 0,17´ ФОБЩ)) (5.29)
где 1 — один года на капитальное строительство;
ФОБЩ — см.табл.5.2;
ПЧИСТ— см. ф. (5.15);
(0,17´ФОБЩ) — см. ф. (5.7).
ТОСБ = 1 + (2465236/ (4408658 + 0,17 ´ 2465236)) = 1,51года5.5.11 Срок окупаемости вложений в ОПФ если они быливыполнены занятыми в банке средствами, ТО. зан, лет, определяетсяв несколько этапов
Объем денежного потока 1-го года ДП.1Г, грн.:
ДП.1Г = 0 — ФОБЩ ´ (1,0 + 0,25) (5.30)
где 0 — отсутствие чистой прибыли и амортизационных отчисленийв первый год; ФОБЩ — см. табл.5.2;(1,0 + 0,25) — коэффициент нарастания возврата средств банку за кредит.
ДП.1Г = 0 — 2465236 ´ (1,0 + 0,25) = — 3081545грн.
Объем денежного потока 2-го года ДП.2Г, грн.:
ДП.2Г = 0,6 ´ ПЧИСТ+ 0,17´ ФОБЩ — | ДП.1Г| ´ (1,0 + 0,25) (5.31)
где 0,6 — коэффициент учета снижения объема продукции вовторой год;
ПЧИСТ— см. ф. (5.15);
(0,17´ ФОБЩ) — см. ф.(5.7).
ДП.2Г = 0,6 ´ 4408658+0,17 ´ 2465236 — | — 3081545| ´ (1,0 + 0,25)= — 787646грн.
Объем денежного потока 3-го года ДП.3Г, грн.:
ДП.3Г = ПЧИСТ + 0,17´ ФОБЩ — | ДП.2Г| ´ (1,0 + 0,25) (5.32)
ДП.3Г = 4408658+ 0,17 ´ 2465236 — |-787646| ´ (1,0 + 0,25)= 3843191грн.
Вывод: долги банку возвращены.
Объем денежного потока 4-го года ДП.4Г, грн.:
ДП.4Г = ПЧИСТ + 0,17´ ФОБЩ (5.33)
ДП.4Г = 4408658 + 0,17 ´ 2465236 = 4827748грн.
Строим график денежных потоков.
/>
Рисунок 5.1 — График денежных потоков (млн. грн.)
Окончанием расчетов в ЭЧДП является составление таблицытехнико-экономических показателей, которые оформляются в табл.5.6.
Таблица 5.6 — Технико-экономические показатели проекта№ Наименование показателей, обозначение Размерность Величина 1
Программа выпуска продукции, ПВЫП шт 220000 2
Потребность в металле, ПМ т 418 3
Общая стоимость ОФ, ФОБЩ грн 2465236 4
Площадь промышленного здания, SЗД
м2 455 5
Общая численность работающих, SNраб чел 60 6
С/стоимость 1шт продукции, СР. прд1шТ грн 53 7
Нормативная прибыль, ПНОРМ % 50 8
Оптовая цена 1шт. продукции, Цопт1шТ грн 80 9
Отпускная цена 1шт. продукции, ЦоТПускн1шТ грн 96 10
Выручка от реализации продукции, ВРП грн 17600000 11
Валовая прибыль от реализации, ПВАЛ грн 5878210 12
Чистая прибыль от реализации, ПЧИСТ грн 4408658 13
Рентабельность продукции, РПРД % 37,61 14
Рентабельность производства, РПРД % 156,67 15
Фондоотдача, ФОТ грн /грн 4,76 16
Фондовооружённость, ФВООР грн /чел 54783 17
Трудоемкость 1шт продукции, ТР. ВЫП1шТ н-час/т 0,37 18
Съем с 1м2 пр. площади, СМ2
т/м2 483,52 19
выработка на 1-го работающ., Вгрн/Ч грн /чел 195363 20
Ср. месячная з/п руководителя, Ззп. рук грн 3538 21
Ср. месячная з/п специалиста, Ззп. спец грн 2421 22
Ср. месячная з/п техн. служащего, Ззп. сл грн 1277 23
Ср. месячная з/п вспом. рабочего, ЗЗП. ОСН грн 1450 24
Ср. месячная з/п осн. рабочего, ЗЗП. ОСН грн 1842 25
Окупаемость собственных средств, ТО. СБ лет 1,51 26
Окупаемость заемных средств, ТО. ЗАН лет 3
6. Охрана труда6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
Проанализировав условия работы в инструментальном цехе, согласноГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»можно выделить следующие опасные и вредные производственные факторы.
Различают химические, физические и психофизические вредные иопасные факторы.
К химическим опасным и вредным факторам относят токсичную пыль,вредные пары и газы, аэрозоли, агрессивные жидкости.
Пыль является одним из вредных опасных факторов. Основным источникомпыли в механических цехах являются шлифовально-заточные операции. В процессе шлифованияв воздух выделяется высокодисперсная пыль, в состав которой, кроме частиц металла,входят частицы абразивного и связующего материалов. Концентрация пыли достигаетмаксимального значения при внутреннем шлифовании без вентиляции (28…153 мг/м3),при сухом шлифовании с вентиляцией запыленность составляет более 20 мг/м3.Шлифование с использованием СОЖ без вентиляции также не обеспечивает полного отсутствияпыли (средняя запыленность 6…7 мг/м3). Кроме этого, образуется масляныйаэрозоль с концентрацией 15…20 мг/м3.
К физическим опасным факторам относятся:
- движущиеся части производственногооборудования (суппорт);
- стружка и осколки инструментов;
- нагретые поверхности оборудования,инструмента и заготовок;
- передвигающиеся изделия и заготовки;
- повышенное напряжение в электрическойцепи, при котором может произойти замыкание через тело человека;
- возможность возникновения пожаров.
Физические вредные факторы:
- повышенная запылённость воздуха рабочейзоны;
- высокий уровень шума и вибраций;
- недостаточная освещенность рабочейзоны;
- повышенная пульсация светового потока;
- несоответствие параметров микроклимата(высокая влажность и скорость движения воздуха рабочей зоны, повышенная или пониженнаятемпература).
Один и тот же опасный и вредный производственный фактор по природесвоего действия может относиться одновременно к различным группам, перечисленнымвыше.
К психофизическим опасным и вредным факторам относятся:
- физические перегрузки при установке,закреплении и съеме крупногабаритных деталей;
- перенапряжение зрения;
- монотонность труда.
Необходимо иметь в виду, что одни опасные факторы могут отрицательновлиять только на человека, осуществляющего технологический процесс (например, электрическийток, отлетающие частицы обрабатываемого материала, вращающиеся части производственногооборудования), а другие (например, шум, пыль) и на среду, окружающую рабочее место.Кроме того, некоторые факторы могут оказывать отрицательное воздействие на все элементысистемы «человек — машина — окружающая среда — предмет труда».
Для того чтобы предотвратить воздействиеопасных и вредных факторов на работающих и во избежание несчастных случаев необходиморазработать мероприятия по улучшению условий труда и безопасности работы в проектируемоминструментальном цехе. Выбор технических средств обеспечения безопасности долженосуществляться на основе выявления опасных и вредных производственных факторов,специфических для данного технологического процесса.6.2 Разработка мероприятий по обеспечению безопасныхусловий труда
Требования к оборудованию и процессам
Основными требованиями безопасности машин и механизмов являются:
- безопасность для здоровья и жизничеловека на всех стадиях функционирования (монтаж, демонтаж, эксплуатация, ремонти др.);
- надежность эксплуатации;
- удобство эксплуатации;
- безопасность для окружающей среды(при эксплуатации не должно происходить загрязнение окружающей среды).
Общие требования безопасности установленные ГОСТ 12.2.003-91ССБТ «Процессы производственные. Общие требования безопасности». Согласноэтому стандарту безопасность производственного оборудования должна обеспечиватьсяза счет выполнения следующих мероприятий:
- использование в конструкции оборудованиясредств защиты;
- использование в конструкции оборудованиясредств механизации, автоматизации и дистанционного управления;
- выполнение эргономических требований;
- описание требований безопасностив технической документации по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированиюи хранению.
Выбор оборудования должен производиться с учетом потенциальновозможных опасных и вредных факторов. В оборудовании не должны использоваться системыи элементы, которые являются источниками опасных и вредных факторов, а случае необходимостиих использования должны быть предусмотрены соответствующие методы защиты. Защитныеустройства по возможности должны:
- решать несколько задач одновременно;
- вписываться в контуры основного оборудования.
Опасность представляет контакт с любыми движущими элементамиоборудования, режущим инструментом, перемещаемыми машинами и т.д. организационномаксимальная безопасность труда обеспечивается применением ограждений, предохранительныхи блокирующих устройств, а так же установочной сигнализации, а в особо опасных случаях- применением дистанционного управления (ГОСТ 12.4.125-83 ССБТ «Средства коллективнойзащиты работающих от воздействия механических факторов»).
Для обеспечения безопасности работы режимы резания должны соответствоватьтребованиям стандартов и техническим условиям для соответствующего оборудованияи инструмента. Разработка технологической документации, организация и выполнениетехнологических процессов обработки резанием должны соответствовать требованиемсистемы стандартов безопасности труда ГОСТ 12.3.002-75 ССБТ «Процессы производственные.Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.3.025-80 ССБТ «Обработка металловрезанием. Требования безопасности».
Установка и снятие заготовок во время работы оборудования должнопроизводиться все зоны обработки, при применении специальных позиционных приспособлений,обеспечивающих безопасность труда. При обработке резанием заготовок, выходящих запределы оборудования, должны быть установлены переносные ограждения и знаки безопасностипо ГОСТ12.4.026-76 ССБТ «Цвета сигнальные и знаки безопасности».
Для исключения соприкосновения рук станочников с движущими приспособлениямии инструментом при установке и снятии заготовок должны применяться автоматическиеустройства. Для охлаждения зоны резания допускается применение минерального маслас температурой вспышки не ниже 150˚, свободное от кислот и влаги. СОЖ должныподаваться в зону резания методом распыления в соответствии с гигиеническими требованиями,учитывая, что их виды имеют соответствующие разрешения министерства здравоохраненияв соответствии с ГОСТ 12.3.025-80 ССБТ «Обработка металлов резанием. Требованиябезопасности». Антимикробная защита СОЖ должна проводиться добавлением бактерицидныхприсадок и периодической пастеризацией жидкости. Периодичность замены СОЖ должнаустанавливаться по результатам контроля при обработке металлов резанием.
Наиболее эффективным и универсальным средством удаления стружкии пыли от режущих инструментов являются пневматические пылестружкоотсасывающие установки.
Стружку (отходы производства) от металлорежущих станков и рабочихмест следует убирать механизированными способами, например, при помощи конвейеров.Уборка рабочих мест от стружки и пыли должна производиться способом, исключающимпылеобразование.
Для работающих, участвующих в технологическом процессе обработкирезанием, должны быть обеспечены удобные рабочие места, не стесняющие их действияво время выполнения работы. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь,на которой размещаются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещенияоснастки, материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей и отходов производства.
На каждом рабочем месте около станка на полу должны лежать деревянныерешетки на всю длину рабочей зоны, а по ширине не менее 0,6 м от выступающих частей станка.
Удобное расположение инструмента и приспособлений в тумбочкахи на стеллажах, заготовок в специализированной таре, применение планшетов для чертежейпозволяет снизить утомление и производственный травматизм рабочего.
Материалы, детали, готовые изделия у рабочих мест должны укладыватьсяна стеллажи и в ящики способом, обеспечивающим их устойчивость и удобство захватапри использовании грузоподъемных механизмов.
Освобождающаяся тара и упаковочные материалы необходимо своевременноудалять с рабочих мест в специально отведенные места.
Требования к освещению
Естественное и искусственное освещение производственных помещенийдолжно соответствовать требованиям СНиП II-4-79 «Естественноеи искусственное освещение».
Нормальную производственную деятельность, высокую производительностьтруда и качество выпускаемой продукции можно обеспечить, используя осветительнуюсистему, отвечающую следующим требованиям:
для зданий предусматриваются солнцезащитные устройства;
в цехах с недостаточным естественным светом и без естественногосвета применяются установки искусственного ультрафиолетового облучения;
для местного освещения применяются светильники, установленныена металлорежущих станках и отрегулированные, чтобы освещенность рабочей зоны небыла ниже установленных значений;
для местного освещения используются светильники с не просвечиваемымиотражателями с защитным углом не менее 30 градусов;
предусматриваются меры по снижению отраженной блескости;
чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна проводитьсяне реже 2-х раз в год;
чистка ламп и осветительной арматуры для цехов должна проводитьсяне реже 4-х раз в год.
В помещениях, не имеющих естественного освещения или с недостаточныместественным освещением необходимо применять установки искусственного освещенияв соответствии с САННиП СН 245-71 «Санитарные нормы проектирования промышленныхпредприятий». Норма освещенности для комбинированного освещения. Для местногоосвещения следует применять светильники, устанавливаемые на станках Е=150 лк К.Е.О=2,5%. Чистка стекол, оконных проемов и фонарей в помещениях должна производитьсяне реже двух раз в год.
Требования к воздуху рабочей зоны
Для обеспечения соответствия воздуха рабочей зоны требованиямГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочейзоны» необходимо выполнение следующих мероприятий:
1) организация общеобменной вентиляции;
2) организация местной вентиляции в местах выделения пыли, мелкой стружки, вредныхпаров и газов;
3) организация отопления помещений в холодный период года.
Работа на металлорежущих станках сопровождается выделением пылии стружки. При использовании для охлаждения инструмента минерального масла или эмульсиивыделяются аэрозоли этих веществ. Для их удаления из производственных помещенийпредусматривается местная и общеобменная вентиляция. Местная вентиляция применяется,когда можно ограничиться оздоровлением воздушной среды только в местах их воздействия.Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата во всем производственномпомещении служит приточно-вытяжная общеобменная вентиляция, которая основана наразбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха свежим до предельно допустимого,воздуховоды от местных отсосов и общеобменной вентиляции должны очищать по утвержденномуграфику.
Наиболее эффективное и универсальное средство удаления стружкии пыли от режущих инструментов пневматические пылестружкоотсасывающие установки.Для улавливания масляного тумана, отходящего от металлорежущих станков, служит агрегатАЭ2-12, производительность которого 750 м3/ч. Для очистки воздуха, отходящегоот металлорежущих станков, служит низкоскоростной туманоуловитель Н-200.
Конструктивные элементы воздухоочистителей должны быть герметическимиво избежание непроизводительных подсосов и выдерживать гидростатическую нагрузку,возникающую вследствие разряжения в сети.
Помещение и воздуховоды от местных отсосов и общеобменной вентиляциидолжны очищаться по графику, утвержденному в соответствии с принятой на предприятииформой внутренней документации.
В соответствии с требованиями СниП I I-33-75 ворота, двери и технологическиепроемы должны быть оборудованы воздушными и воздушно-тепловыми завесами. Состояниевоздушной среды в рабочей зоне производственных помещений должно соответствоватьтребованиям ГОСТ 12.1.004-76.
Основным нормативным документом, определяющим параметры микроклиматапроизводственного помещения, является ГОСТ 12.1.005-88. Указанные параметры нормируютсядля рабочей зоны — пространства, ограниченного по высоте 2 м: над уровнем пола илиплощадки, на которых находятся рабочие места постоянного или временного пребыванияработников.
Для участка цеха, спроектированного в данном дипломном проекте,параметры микроклимата должны быть так же в пределах:
для тёплого периода года: температура +22…+24°С; относительнаявлажность 40-60%; скорость движения воздуха — не более 0,3 м/с;
для холодного периода года: температура +18…+20°С; относительнаявлажность 40-60%, допустимая влажность — не более 75%; скорость движения воздуха0,1…0,2 м/с;
Защита от шума
Основными нормативными документами, регламентирующими влияниешума и вибрации на производстве, являются ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общиетребования безопасности».
Основными источниками шума большинства металлорежущих станковявляются: приводы, электродвигатели, режущий инструмент, пневмо — и гидросистемы.
На проектируемом участке инструментального цеха по производствузенкера хвостового шум соответствует требованиям и не превышает 80 дБ. Это достигаетсятем, что на участке размещено прогрессивное оборудование и станки с ЧПУ, в которыхвозвратно-поступательные движения деталей заменены вращательными; улучшена смазкаи класс чистоты трущихся поверхностей; подшипники качения заменены на подшипникискольжения. На станках с ЧПУ рабочая зона закрыта специальными шумоизолирующимиэкранами, все вращающиеся части станка закрыты кожухами и звукоизолирующими перегородками.Также для снижения шума на участке предлагается проведение строительно-аккустическихмероприятий.
Акустическая обработка помещений — это облицовка части внутреннихповерхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а так же размещение в помещенииштучных поглотителей — свободно подвешиваемых объемных поглощающих тел равной формы.
Звукопоглощающие облицовки размещаются на потолке и в верхнихчастях стен таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составлялане менее 60% от общей площади ограничивающих помещение поверхностей.
Защита от вибраций
В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность.Общие требования» под вибрацией понимают движение точки или механической системы,при котором происходит поочередное возрастание, и убывание значений.
На проектируемом участке инструментального цеха размещены станкис ЧПУ, у которых все источники вибрации изолированы от оператора путем установкиих на виброизоляторы. Все станки располагаются на бетонном фундаменте, который гаситвибрацию, создаваемую работающими элементами станка. Также для защиты станочникаот вибрации предлагается применение средств индивидуальной виброзащиты:
средства индивидуальной защиты для рук оператора — рукавицы,перчатки;
средства индивидуальной защиты для ног — специальная обувь.
Обеспечение электробезопасности
Электробезопасность по ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ «Электробезопасность.Общие требования» обеспечивается:
размещением в удобном месте вводного аппарата ручного или дистанционногодействия, который позволяет подключать к питающей сети все электрооборудования линиии отключать его во время перерыва в работе или аварийных случаях;
наличием аварийной кнопки «СТОП» с выступающим грибовиднымтолкателем красного цвета, который обеспечивает выключение электрооборудования независимоот режима работы;
защитой электроприводов от самовключения (независимо от положенияорганов управления) при восстановлении исчезнувшего напряжения;
блокирование дверец шкафов (ниш) для элекроаппаратуры с действиемвводного выключателя, чтобы исключить возможность их открывания при включенном вводномаппарате и оставить возможность включения последнего при открытой дверце во времяосмотра и наладки аппаратуры;
после закрытия дверец блокировка должна автоматически восстанавливаться;
защитным заземлением, занулением, организацией защитного отключениямеханических устройств и установок, которые случайно могут оказаться под напряжением;
заключением наружной электропроводки (кроме отдельных короткихучастков) и внутренней (в местах возможных повреждений, попаданий масла, влаги ит.д.) в трубы, металлорукава, резиновые шланги и т.п.
Электрические провода должны иметь цветовую изоляцию позволяющуюразличать назначение проводки и род электрического тока: силовые цепи постоянногои переменного тока — черную; цепи управления переменного тока — красную; цепи управленияпостоянного тока — синюю; цепи заземления — желто-зеленую.
Обеспечение пожарной безопасности
Инструментальный цех должен соответствует требованиям пожаробезопасностипо ГОСТ 12.1.044-91 ССБТ «Пожаробезопасность. Общие требования безопасности».
Согласно СНиП II-2-80 цеха инструментальногопроизводства относятся к категории Г — непожароопасное производство.
По огнестойкости здание цеха относится ко II категории (предел огнестойкости 0,5…2,5 часа).
Для успешной ликвидации пожаров все производственныепомещения обеспечиваются первичными средствами пожаротушения в соответствии с нормами(ГОСТ 12.1.004-91).
В зданиях устраиваются пожарные пункты из расчета одинпункт на 600мІ производственной площади или 3 тыс. мІ площади склада. Огнетушителиявляются надежным средством при тушении возгорания. В цехе имеются ручные химическиеогнетушители. Также устанавливаются щиты с противопожарным оборудованием:
огнетушители — не менее 7 штук;
ведра металлические — 6 штук;
ломы пожарные — 6 штук;
топоры пожарные — 6 штук;
лопаты совковые — 6 штук;
багры металлические — 6 штук.
Все оборудование окрашивается в красный цвет.
В целях недопущения пожаров в цехе при работе все работающиедолжны соблюдать следующие правила пожарной безопасности:
территория цеха должна постоянно очищаться от горючегомусора и других сгораемых отходов;
запрещается разбрасывать по цеху промасленный обтирочныйматериал и тряпки, горючие отходы должны храниться в металлических ящиках с крышкамии по мере их накопления удаляться в безопасное место;
все пожароопасные и легковоспламеняющиеся материалы:бензин, керосин, масло и др., необходимые в процессе работы жидкости, должны хранитьсяв специально отведенном для этого месте с надписью «ОГНЕОПАСНО»;
категорически воспрещается загромождать оборудованием,готовой продукцией и другими предметами проходы и проезды к пожарным водоисточникам,подступы к пожарному инвентарю и оборудованию;
запрещается в силовых и энергетических установках применятьпредохранители, не рассчитанные по электротехническим нормам и сечениям проводов;
первичные средства пожаротушения: огнетушители, пожарныекраны, ящики с песком, ведра, лопаты, бочки с водой — содержать в полной готовностина случай возникновения экстренной ситуации. Использовать их не по назначению строгозапрещается.
На пожароопасных и взрывоопасных участках цеха курениевоспрещается. Здесь устанавливаются предупреждающие надписи: «Курение воспрещается»!Курение разрешается только в специально отведенном месте, где имеются урны и бочкис водой для тушения окурков и надписи: «Место курения».6.3 Расчет общего искусственного освещения участка
Произведен расчет искусственного освещенияцеха, имеющего следующие параметры: длина — 30 м; ширина — 18м; высота — 9,6 м.
Исполняемые зрительные работы относятся к разряду I а. Нормами СНиП II-4-79«Естественное и искусственное освещение» нормированная освещенность отобщего освещения зрительных работ Iа составляет 300лк.
При расчете системы искусственного общего равномерного освещениядля горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока.Расчет системы освещения начинаем с выбора типа светильника, исходя из высоты производственногопомещения и технологических особенностей. Выбираем светильник с ртутными лампамибольшой мощности, т.к. высота помещения 9,6 м. После выбора типа светильника определяем схему расположения светильников и, исходя из схемы, рассчитываемих количество.
Светильники планируется разместить попрямоугольной схеме многорядно с отступом от стен цеха на 1м. Тогда длина составит 29 м; ширина — 17м. Расстояние между светильниками L, м,определяем исходя из оптимального отношения L к высоте подвеса светильника Нр. м над рабочей плоскостьюL/ Нр. м = 0,9.
Высота подвеса светильника Нрс учетом высоты помещения равна 8,6 м.
Из данного соотношения следует, чтоL составляет:
/>м. (6.1)
Находим требуемое количество светильниковn:
количество рядов светильников />;
количество светильников в ряду />;
/>шт.
Принимаем количество светильников равным 8 шт.
Световой поток Fл, лм, лампы (или группы ламп) рассчитываем поформуле
/>; (6.2)
где ЕН — нормированная минимальная освещенность. Дляинструментального цеха равняется 200 лк.
S — площадь освещаемого помещения;
K — коэффициент запаса. К=1,3;
Z — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению среднейосвещенности к минимальной, для светильников с ДРЛ. Z= 1,15;
n — число светильников, шт;
h- коэффициент использования светового потока ламп, который зависит от типа светильника,коэффициентов отражения потока rnи стен rс, индекса (светопоказателя)помещения i. ρп =70%, рс=50%.
Индекс помещения i находим по формуле:
/>; (6.3)
/>.
где А, В — длина и ширина помещения, м;
Нр — высота подвеса светильника от уровня рабочей плоскости.
Значения коэффициента hдля данного типа светильников при индексе помещения равном i=1,25и коэффициентах отражения стен и потолка 50 и 70% составляет 54%.
Рассчитываем световой поток FЛ:
/>лм.
Согласно теоретически найденному световомупотоку Fл, выбираем реальный источник освещения — лампыДРЛ-700. При этом фактический световой поток одной лампы составит Fф= 33000 лм.
По значению фактического потока лампы определяем фактическую освещенность:
/>; (6.4)
/>лк,
что удовлетворяет нормативной освещенности для инструментальногоцеха.
Исходя из мощности одной лампы w,Вт, и их количества, определяем общую мощность осветительной установки, установленнойв помещении:
/>; (6.5)
/>Вт.
Для освещения помещения рекомендуетсяиспользовать лампы ДРЛ мощностью 700 Вт в количестве — 8 штук. Мощность осветительнойустановки составит — 5600 Вт. Рассчитанная система общего равномерного освещенияобеспечит выполнение нормативных требований по освещенности помещения.
Вывод: анализ опасных и вредных производственных факторов позволилразработать мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации станков, создатьблагоприятные условия труда для работы станочников; повысить работоспособность станочника;повысить производительность труда; увеличить коэффициент безопасности. Жесткий контрольсоответствия охраны труда установленным нормам и стандартам и проведение организационныхи технических мероприятий в значительной мере позволило повысить безопасность условийтруда на станках и свести к минимуму вероятность травматизма и заболевания рабочих.
7. Гражданская оборона
Разработать мероприятия, направленные на повышениеустойчивости проектируемого объекта, на случай взрыва 100 тонн сжиженного пропанана расстоянии 445 метров.
Краткая характеристика объекта
Проектируется участок инструментального цеха. Цех находитсяв промышленном здании с металлическим каркасом и бетонным заполнением с площадьюостекления около 30%. Для установки и снятия деталей применяется крановое оборудование(кран мостовой грузоподъемностью 15тонн и консольно-поворотные краны грузоподъемностью1 тонна). В цехе расположено подъемно-транспортное оборудование (два рольганга),а также станки с ЧПУ (токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3, внутришлифовальный с ЧПУ3М227ВФ2Н, плоскошлифовальный ЛШ-220М, круглошлифовальный 3М132В, зубошлифовальный3951ВФ1У, зубофрезерный с ЧПУ 5В370ПФ2), электродвигатели герметичные мощностьюот 2 до10 кВ. На станках установлена контрольно-измерительная аппаратура. Коммунально-энергетическиесети и транспорт: кабельные подземные электролинии, трубопроводы, углубленные на 20 см, железнодорожные пути.
Расчёт величины избыточного давления
Определяемвеличину избыточного давления DPф в месте расположения проектируемогообъекта.
Радиусдействия детонационной волны определяем по формуле:
/> (7.1)
гдеQ — количество взрывоопасных веществ,Q=100 тонн;
r1 — радиус действия детонационной волны,м
/>81,2м
Радиусдействия продуктов взрыва определяем по формуле:
/> (7.2)
гдеr2 — радиус действия продуктов взрыва,м;
/> м
Сравниваявеличины r1 и r2 с расстоянием от центра взрыва дообъекта, делаем вывод, что, объект находится в третьей зоне — зоне действия воздушнойударной волны.
Дляопределения величины избыточного давления рассчитаем вспомогательную относительнуювеличину j:
/> (7.3)
где/> — радиус действиядетонационной волны, м;
/> - расстояние отобъекта, который находится в третьей зоне, до центра взрыва, м; />= 445м.
/>
Приj
/>; (7.4)
/> кПа
Критериемустойчивости объекта к действию ударной волны является значение избыточного давления,при котором здания, сооружения, оборудование объекта сохраняются или получают слабыеразрушения.
Занесем элементы объекта и их характеристики в своднуютаблицу результатов оценки устойчивости объекта к действию ударной волны (табл.7.1).
Таблица 7.1 — Сводная таблица результатовоценки устойчивости объекта к действию ударной волныХарактеристики элементов объекта
Степень разрушения при />, кПа
Предел
устойчивости, кПа 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Эле-
мента
Объ-
екта
Здание:
Здание промышленное с металлическим каркасом и бетонным заполнением с площадью остекления
около 30%
/> 20 10
Оборудование:
Средние станки (токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3, внутришлифовальный с ЧПУ 3М227ВФ2Н, плоскошлифовальный ЛШ-220М, круглошлифовальный 3М132В, зубошлифовальный 3951ВФ1У)
Тяжёлые станки (зубофрезерный с ЧПУ 5В370ПФ2)
/>/>
25
40 Контрольно-измерительная аппаратура
/>/>
/>
/>/> 10
Подъемно-транспортное
оборудование (два рольганга)
/>/>
/>
/>
/> 50 Электродвигатели герметичные мощностью от 2 до 10 кВт
/>
/>/>/> 60 Краны и крановое оборудование (мостовой кран грузоподъемностью 15т и консольный поворотный грузоподъемностью 1т)
/>/>/>
/>/> 30
Коммунально-энергетические сети и
транспорт:
Кабельные подземные
линии Выдерживает до 300 кПа Трубопроводы, углубленные на 20 см Выдерживают до 200 кПа Железнодорожные пути Выдерживают до 150 кПа /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Условные обозначения:
/>/> — слабое разрушение; — сильное разрушение;/> /> /> /> /> /> />
— среднее разрушение; — полное разрушение.
Вывод:
Посколькуна объекте ожидается максимальное избыточное давление 32 кПа, а предел устойчивостиобъекта равен 10 кПа, то объект является неустойчивым к действию ударной волны.Неустойчивыми элементами являются: промышленное здание с металлическим каркасоми бетонным заполнением с площадью остекления 30%, контрольно-измерительная аппаратура,средние станки, краны и крановое оборудование.
Необходимоповысить устойчивость объекта до 35 кПа.
Дляповышения устойчивости здания цеха предлагаются следующие мероприятия:
усилениенесущих конструкций здания установлением дополнительных колонн или ферм;
установлениедополнительных перекрытий, распорок, связей между отдельными элементами сооружения(рам, связок и т.д.)
Дляповышения устойчивости металлорежущих станков предлагаются следующие мероприятия:
прочноекрепление оборудования к фундаменту;
установкаконтрфорсов, которые повышают устойчивость станков к опрокидыванию.
Дляповышения устойчивости контрольно-измерительной аппаратуры предлагаются следующиемероприятия:
установлениенад контрольно-измерительной аппаратурой специальных защитных конструкций (навесов,кожухов, щитов, защитных козырьков);
созданиеаварийных складов запасных частей и оборудования.
Дляповышения устойчивости кранового оборудования:
установкадополнительных силовых элементов.
Выводы
1. В специальной части дипломного проекта был проведён анализи исследования существующих конструкций долбяков, выбрана базовая конструкция ивыполнен расчёт и проектирование дискового долбяка m=6 мм.
2. В технологической части дипломного проекта был произведёнвыбор и обоснование типа производства. Исходя из массы изделия m=1,9кг и годовой программы выпуска N =220000 шт. принято массовое производство; произведён выбор иобоснование типа заготовки (выбрана заготовка-штамповка, т.к. коэффициент использованияматериала при данном типе заготовки выше, чем при заготовке-поковке); спроектированмаршрутный технологический процесс изготовления долбяка. В базовом технологическомпроцессе были сделаны изменения: станки были заменены на станки с ЧПУ; применяетсяинструмент с механическим креплением пластин; исключены слесарные операции. Всёэто ведет к уменьшению вспомогательного времени и к увеличению производительности,обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления долбяка.
3. В конструкторской частидипломного проекта спроектированы установочное, контрольное приспособление и специальныйрежущий инструмент. Для выполнения токарных операций спроектирован специальный 3-хкулачковый патрон, рассчитаны с учётом сил резания параметры пневмоцилиндра. Приспособлениеобеспечивает точное базирование и надёжное закрепление обрабатываемых изделий. Дляконтроля радиального биения по вершинам и впадинам зубьев долбяка спроектированоспециальное контрольное приспособление, которое обеспечивает точность контроля 0,016 мм. Выполнен расчет специального режущего инструмента (фрезы червячной модульной) и выполнен еёрабочий чертёж. Фреза червячная модульная имеет следующие параметры: m=6 мм, Ш125 мм изготавливается цельной из стали Р6М5 ГОСТ 19265-73(допускается изготовление и стали Р9, Р18). Длина фрезы L=112мм, диаметр буртика d1=70 мм, диаметр посадочногоотверстия d=40Н7. Класс точности — В. Применение специальногорежущего инструмента позволяет снизить время на обработку детали.
4. Выполнен расчет и проектировкаучастка по производству долбяков дисковых m=5…10 мм. Рассчитанынеобходимое количество оборудования, коэффициенты их загрузки, средний коэффициентзагрузки равный 0,91, необходимое число рабочих. Проектировка отдельного участкаинструментального цеха с применением поточной формы производства позволила избавитьсяот операций транспортировки детали из цеха в цех, т.е. сократить штучное время напроизводство одной детали.
5. Рассчитаны основные технико-экономические показателиучастка:
программа выпуска продукции, ПВЫП 220000шт.
общая численность работающих, SNраб 60 чел.
с/стоимость 1штпродукции, СР. прд1шТ 53 грн.
нормативная прибыль, ПНОРМ 50 %.
рентабельность продукции, РПРД 37,61%.
фондоотдача, ФОТ 4,76 грн /грн.
окупаемость заемных средств, ТО. ЗАН 3 года.
Перечень ссылок
Маталин А.А. Технология машиностроения. — Л.: Машиностроение 1985-496с.
Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л. Технология машиностроения.- М.: Высшая школа, 1986. — 534 с.
Ковшов А.Н. Технология машиностроения — М.: Машиностроение, 1987-320с.
Дерябин А.Л. Программирование технологических процессов для станковс ЧПУ-М.: Машиностроение, 1984-224с.
Картавов С.А. Технология машиностроения — Киев.: Вища школа, 1984 — 272 с.
Корсаков В.С. Основы технологии машиностроения — М.: Машиностроение,1977-416с.
Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение,1969-559 с.
Новиков Н.П. Основы технологии сборки машин и механизмов-М.: Машиностроение,1980. — 592с.
Расчёт экономической эффективности новой техники. Справочник под ред.К.И. Великанова, М.: Машиностроение, 1989-438 с.
10. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплинеТехнология и автоматизация инструментального производства / сост. Т.В. Казакова.- Краматорск: КИИ, 1992.52с.
11. Романов В.Ф. Расчёты зуборезных инструментов.М., Машиностроение,1969, 251 с.
12. Гах В.М. Учебное пособие к выполнению курсовой работы по дисциплинеПроектирование станкостроительных и инструментальных цехов и заводов. — Краматорск:ДГМА, 2005. — 44 с.
13. Выбор конструкции и эксплуатация сборных резцов: Методическое пособиек практическим занятиям по дисциплине Режущий инструмент и инструментальное обеспечениеавтоматизированного производства (для студентов специальностей 7.090202,7.090203,7.090204) / Г.П. Клименко и др. — Краматорск: ДГМА, 2005. — 84с.
14. Чекмарев, А.А. Справочник по машиностроительному черчению / А.А.Чекмарев, В.К. Осипов. — 3-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2002. — 493 с.: ил.
15. Ковалевский, С.В. Определение припусков расчетно-аналитическим методом/ С.В. Ковалевский, Ямполиц М.Г., Борисенко Ю.Б., Тулупов В.И. — Кр.: ДГМА, 2006.- 56 с.
16. Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущеиуинструменту / Н.А. Нефедов, К.А. Осипов. — М.: Машиностроение, 1976. — 288 с.: ил.
17. Великанов, П.М. Расчеты экономической эффективности новой техники/ П.М. Великанов. — Л.: Машиностроение, 1989. — 340 с.
18. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения/ А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. — М.: Высшая школа, 1983. — 256 с.: ил.
19. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для техническогонормирования работ на металлорежущих станках. — М.: ВПТИ, 1965. — 294с.
20. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для техническогонормирования работ на металлорежущих станках. — М.: Машиностроение, 1974. — 416с.
21. Общемашиностроительные нормативы режимов резания резцами с механическимкреплением многогранных твердосплавных пластин. — М.: НИИмаш, 1979. — 81с.
22. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для техническогонормирования работ на металлорежущих станках. — 4.1 Токарные работы / А.Д. Локтев,Г.Л. Хает, Г.П. Клименко и др. — М.: НИИмаш, 1986. — 142 с.
23. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник. — Т1. Токарные и карусельные работы. Фрезерные работы/ А.Д. Локтев, Г.П. Клименко,И.Ф. Гущин и др. — М.: Машиностроение, 1991. — 634 с.
24. Общемашиностроительные нормативы: Справочник. — Т2. Нарезание резьбы,строгание и долбление, протягивание, зуб обработка / А.Д. Локтев, Г.П. Клименко,И.Ф. Гущин и др. — М.: Машиностроение, 1991. — 482 с.
25. Субботина, Л.П. Разработка чертежей деталей и сборочных единиц прикурсовом и дипломном проектировании: Справочное методическое пособие для студентовтехнических специальностей / Л.П. Субботина, С.Г. Карнаух, Л.Н. Новицкая, А.В. Чумаченко.- Краматорск: ДГМА, 2004. — 144с.
26. Корсаков, В.С. Основы конструирования приспособлений: Учебник длявузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1987. — 277 с.: ил.
27. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. — Т.1/Под ред. Б.Н.Вардашкина, А.Л. Шатилова. — М.: Машиностроение, 1984. — 592с.
28. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т.- М.: Машиностроение, 1978. — 557с.: ил.
29. Анкеров, М.А. Приспособления для металлорежущих станков / Под ред.Н.Г.Гунтер. — 4-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, 1975. — 600с.
30. Болотин, Х.Л. Станочные приспособления / Х.Л. Болотин. — М.: Машиностроение,1983. — 500с.
31. Горохов, В.А. Проектирование и расчет приспособлений / В.А. Горохов.- Минск: Высшая школа, 1986. — 489с.
32. Схиртладзе, Л.Г. Альбом станочных приспособлений. — М.: Машиностроение,1987. — 150с.
33. Фрумин, Ю.А. Комплексное проектирование инструментальной оснастки/ Ю.А. Фрумин. — М.: Машиностроение, 1987. — 344с.: ил.
34. Филиппов, Г.В. Режущий инструмент / Г.В. Филиппов. — Л.: Машиностроение,Ленингр. отд. — е, 1981. — 392с.: ил.
35. Аршинов, В.А. Резание металлов и режущий инструмент / В. А, Аршинов,Г.А. Алексеев. — М.: Машиностроение, 1964. — 732с.
36. Правила безопасности при работе с инструментом и приспособлениями.- М.: Энергоатомиздат, 1988. — 736 с.
37. Организация и планирование производства /Тексты лекций/ курс длястудентов экономических и технических специальностей всех форм обучения и слушателейсистемы производственно — экономического обучения кадров / Сост.: Панков В.А., РыжиковВ.С., Добыкина Е.К., Шашкевич О.С., Бражник В.Я. — Краматорск: дгма, 2001. — 183с.
38. Методические указания для всех специальностей. Структура и правилаоформления текстовых документов/ Сост.В.М. Гах. — Краматорск: ДГМА, 1999. — 33с.
39. Методические указания к выполнению экономической части дипломныхпроектов студентами специальности 7.090204 «Инструментальное производство»/Составитель: А.Н. Ульянов. ─ Краматорск: ДГМА, 2007. ─ 24 с.
40. Методические указания к выполнению раздела " Охрана труда"в дипломных проектах /Сост.: Г.И. Чижиков, С.А. Шоно. — Краматорск: КИИ, 1989.- 47с.
41. Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине«Технологические основы машиностроения» / Сост. Попивненко А.А., ОнищукФ.А. — Краматорск: ДГМА, 2004. — 20 с.
42. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы.Классификация.
43. ГОСТ 12.2003-91 CCБТ Оборудование производственное.Общие требования безопасности.
44. ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требованияи классификация.
45. ГОСТ 12.4.125-83 ССБТ. Средства коллективной защиты работающих отвоздействия механических факторов. Классификация.
46. ГОСТ 12.4.103-83 ССБТ. Одежда специальная защитная, средства индивидуальнойзащиты ног и рук. Классификация.
47. ГОСТ 12.3.002-75 ССБТ. Процессы производственные. Общие требованиябезопасности.
48. ГОСТ 12.3.025-80 ССБТ. Обработка металлов резанием. Требования безопасности.
49. ГОСТ 12.2.062-81 ССБТ. Оборудование производственное. Ограждениязащитные.
50. ГОСТ 12.4.026-78 Цвета сигнальные и знаки безопасности.
51. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требованияк воздуху рабочей зоны.
52. СНиП I I — 4-79 Естественное и искусственное освещение.
53. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
54. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.
55. ГОСТ 12.2.009-80 ССБТ Станки металлообрабатываюшие. Общие требованиябезопасности.
56. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление,зануление.
57. ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.