Аннотация
Введение
1. Исходная информация для разработки дипломного проекта
2. Общие правила
2.1 Служебное назначение и техническая характеристика объектов производства
2.2 Производственная программа (номенклатура и годовая программа выпуска объектов производства; тип производства)
2.3 Организационные характеристики производства (производственная структура цеха, профиль специализации, формы организации производства, такт выпуска изделий, режим работы и фонды времени)
3. Технологический процесс сборки изделия
3.1 Служебное назначение узла
3.2 Выявление и анализ технических условий и норм точности
3.3 Выбор методов достижения точности
3.4 Анализ технологичности узла
3.5 Методы и схемы контроля
3.6 Разработка последовательности сборки
3.7 Проектирование технологических операций
3.8 Расчет числа единиц оборудования, рабочих мест и состава работающих
4. Разработка технологического процесса изготовления корпуса конического редуктора
4.1 Анализ служебного назначения и технических условий
4.2 Анализ технологичности
4.3 Методы и схемы контроля
4.4 Выбор экономического варианта получения исходной заготовки
4.5 Обоснование выбора технологических баз и разработка последовательности изготовления
4.6 Определение припусков и межпереходных размеров
4.7. Оформление технологической документации
4.7.1 Структура и содержание операций
4.7.2 Режимы резания
4.7.3 Техническое нормирование
5. Специальные средства технологического оснащения
5.1 Проектирование агрегатного станка сверлильно – расточной группы
5.2 Расчёт и конструирование специального приспособления
5.2.1 Техническое задание
5.2.2 Выбор и обоснование схемы приспособления
5.2.3 Расчёт станочного приспособления на точность
5.3 Расчет и проектирование специального режущего инструмента
5.4 Проектирование специальных средств технического контроля
6. Расчет, компоновка и планировка механического цеха
6.1 Расчет годовой трудоемкости и станкоемкости изготовления деталей
6.2 Определение состава и расчет площадей
6.3 Выбор типа задания и компоновки механического цеха
6.4 Технологическая планировка цеха
7. Безопасность жизнедеятельности
7.1 Общая характеристика проектируемого объекта с точки зрения безопасных и безвредных условий труда
7.2 Объемно – планировочное решение здания проектируемого цеха
7.3 Производственная санитария
7.3.1 Анализ и устранение потенциальных опасностей и вредностей технологического процесса
7.3.2 Микроклимат производственных помещений
7.3.3 Освещение
7.3.4 Опасность поражения электрическим током
7.3.5 Шум
7.3.6 Вибрации
7.3.7 Опасность травмирования движущими частями
7.3.8 Выделение вредных веществ
7.4 Хозяйственно – питьевое водоснабжение
7.5 Предотвращение аварийных ситуаций
7.5.1 Предупреждение аварий и взрывов технологического оборудования
7.5.2 Обеспечение взрывопожарной безопасности производства
7.5.3 Обеспечение устойчивости объекта в чрезвычайных ситуациях
7.6 Экологичность проекта
7.6.1 Источники загрязнения воды и технологические отходы в проектируемой технологии
7.6.2 Инженерные решения по очистке воздуха, очистке и повторному использованию воды, утилизации отходов
8. Экономика производства
8.1 Выбор и сравнение вариантов технологического процесса изготовления деталей
8.2 Анализ сравнительной эффективности технологических процессов
Заключение
Список использованной литературы
Аннотация
В дипломном проекте представлен анализ технических условий и технологический процесс изготовления корпуса конического редуктора для зерноуборочных комбайнов.
Приведен анализ служебного назначения, конструкция корпуса отработана на технологичность, обоснован выбор заготовки, выполнены анализ точности механической обработки, расчеты припусков и режимов резания.
Сконструированы специальные приспособления для сверлильно – расточных операций на агрегатных станках. Разработан в объеме технического проекта агрегатный станок для сверлильно - расточной операции и специальный инструмент для расточной операции с одновременным подрезанием торца отверстия. Сконструировано контрольное приспособление для проверки на перпендикулярность двух отверстий главных корпуса конического редуктора.
Разработан технологический процесс сборки конического редуктора, разработаны схема и циклограмма сборки, и технологическая документация.
Решен комплекс вопросов организации и экономии производства: определены оптимальные для заданных условий формы организации сборки и механической обработки; выполнены соответствующие расчеты и плановая калькуляция себестоимости корпуса конического редуктора.
В соответствии с заданием выполнены разработки по безопасности жизнедеятельности.
Введение
Машиностроение является основой всех отраслей народного хозяйства. В связи с этим оно должно на базе новейших технологий, достижений науки и техники непрерывно разрабатывать новые технологические процессы, для осуществления которых нужно создавать и выпускать в необходимых народному хозяйству количествах орудия производства и машины, отвечающих своему служебному назначению при наименьшей себестоимости.
Одним из важнейших путей совершенствования производственных процессов в современном машиностроении является увеличение степени концентрации, ведущее к росту производительности труда. Наиболее высокую концентрацию операций при обработке отверстий и плоских поверхностей корпусных деталей обеспечивают агрегатные станки. Эти станки компонуются из унифицированных элементов, что обеспечивает сравнительно невысокую стоимость оборудования. На агрегатных станках работают операторы невысокой квалификации, что также входит в одно из достоинств агрегатного оборудования.
В данном проекте разрабатываются задачи, связанные с механической обработкой корпуса редуктора, сборкой, проектированием технологической оснастки.
1. Исходная информация для разработки дипломного проекта
Исходную информацию для разработки дипломного проекта разделим на три вида: базовую, справочную и руководящую.
Базовая информация содержится в задании на проектирование. Она включает в себя: годовую программу выпуска объема производства, рабочие чертежи детали и изделий, технические условия на изготовление.
Руководящую и справочную информацию подбираем и изучаем в период преддипломной практике. Она включает материалы преддипломной практики, стандарты всех уровней на технологические процессы и методы управления ими, оборудование и оснастку; каталоги; номенклатурные справочники по средствам технологического оснащения, технологические нормативы по выбору и расчёту режимов резания, припусков и др.
2. Общие правила:
2.1 Служебное назначение и техническая характеристика объектов производства
Объектом производства данного дипломного проекта является зерноуборочный комбайн, который выпускается на Красноярском Комбайновом заводе. Сборочная единица, конический редуктор, который входит в конструкцию зерноуборочного комбайна, предназначен для редуктирования и передачи крутящего момента с двигателя на сенокосилку зерноуборочного комбайна. Частота вращения ведущего вала 540 мин –1
, нагрузка 240Н·М±10Н·М на входномвалу. Срок выпуска конического редуктора по неизменным конструкторским чертежам – 5 лет.
2.2 Производственная программа (номенклатура и годовая программа выпуска объектов производства; тип производства)
Производственная программа проектируемого механического цеха для механической обработки корпуса конического редуктора характеризуется годовой программой объектов производства Nт
= 90000 шт/год. Месячная программа выпуска изделий
Nм
= 90000/12 = 7500 шт
Сменная программа изделий (Nс
) при 8,2 часовом рабочем дне:
Nс
= 90000 · 8,2 / 4015 = 183,8 шт/час,
принимаем 184 шт/час.
Тип производства по ГОСТу 3.1108 - 74 характеризуется коэффициентом операций Кз.о
, который показывает отношение всех различных технологических, выполняемых подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест:
Кз.о.
= По
/ Ря
; (11, стр.19)
где Кз.о
– коэффициенты закрепления операций;
По
– суммарное число различных операций;
Ря
– явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операции.
Согласно ГОСТу 14.004 - 74, принимаются следующие коэффициенты закрепления операций: для массового производства Кз.о.
= 1; для крупносерийного производства 10≥ Кз.о
≥1. Практическое значение Кз.о.
для массового производства может быть от 0,1… до 1,0.
Так как в задании на дипломное проектирование регламентируется годовая программа изготовления конкретной детали (корпуса конического редуктора), то условие планового периода, равного одному месяцу, здесь неприменимо.
Технологический процесс состоит из 7 операций:
1-я вертикально – фрезерной, Тшт
= 2,27 мин;
2-я агрегатной,Тшт
= 1,70 мин;
3-я горизонтально – фрезерной, Тшт
=1,65 мин;
4-я агрегатной,Тшт
= 2,47 мин;
5-я агрегатной,Тшт
= 1,80 мин;
6-я агрегатной,Тшт
= 1,65 мин;
7-я агрегатной,Тшт
= 2,07 мин;
Расчет и нормирование штучного времени смотри ниже.
Расчётное количество станков составит:
Для 1-ой операции mр
1 – 0,863;
Для 2-ой операции mр
2 – 0,646;
Для 3-ой операции mр
3 – 0,627;
Для 4-ой операции mр
4 – 0,926;
Для 5-ой операции mр
5 – 0,705;
Для 6-ой операции mр
6 – 0,630;
Для 7-ой операции mр
7 – 0,787;
Принятое количество станков: для первой операции -1, второй – 1, третьей – 1, четвертой – 1, пятой – 1, шестой –1, седьмой –1,
Фактический коэффициент загрузки оборудования для первой – 0,863, второй – 0,646, третьей – 0,627, четвертой – 0,926, пятой – 0,705, шестой – 0,630, седьмой – 0,787.
Коэффициент закрепления операций:
Кз.о.
= 1+1+1+1+1+1+1/1+1+1+1+1+1+1=1.
Производство будет массовым.
2.3 Организационные характеристики производства (производственная структура цеха, профиль специализации, формы организации производства, такт выпуска изделий, режим работы и фонды времени)
Расчетный действительный фонд времени работы оборудования на год (в часах) можно определить по следующим данным: календарному числу дней – 365, количеству выходных дней – 104, праздничных – 8, предпраздничных дней, сокращенных на 1 час – 6, рабочих суббот – 1, числу смен работы оборудования – 2, продолжительность рабочего дня – 8,2; потерям времени на проведение ремонтов, обслуживания, настройки и под наладки оборудования (в процентах):
Fд
=[(365 – 104 – 8 + 1) · 8,2 – 6 · 1] · 2(1-3 / 100) = 4025 ч.
Формы организации технологических процессов в соответствии с ГОСТ 14.312-74 зависят от установленного порядка выполнения операций технологического процесса, расположения оборудования, количества изделий и направление их движения в процессе изготовления. Решение о целесообразности организации поточного производства принимаем на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линиипри двухсменномрежиме работы и её загрузки не ниже 60%.
Заданный суточный выпуск изделий:
Nс
= Nт
/ 254;
суточная производительность:
Qc
= Fc
/ Тcp
·3
;(11, стр.22)
Nc
= 90000 / 254 = 354 шт;
Qс
= (952 / 1,76) · 0,6 = 325 шт.
где 254 – количество рабочих дней в году;
Fс
– суточный фонд времени работы оборудования (при двухсменном режиме работы равен 952 мин)
Tср
– средняя трудоемкость основных операций, мин
3
– коэффициент загрузки оборудования
Nт
–годовой выпуск деталей, (шт)
Применяем поточную форму организации технологического процесса.
Такт производства (в минутах) определяется по формуле:
tв
= 60 ·Fд
/ Nт
(11, стр. 22)
где: Fд
- фонд времени в планируемый период времени.
tв
= 60 · 4025 / 90000 = 2,68 мин.
3. Технологический процесс сборки изделия
3.1 Служебное назначение узла
Корпус редуктора является базовой деталью, он обеспечивает требуемую точность относительного положения валов. На валах установлены конические зубчатые колёса, передающие крутящий момент с одного вала на другой. Базирование валов осуществляется по главным отверстиям, при этом используются опоры с радиально-упорными подшипниками. Поверхности главных отверстий корпуса совместно с поверхностями торцов образуют комплекты вспомогательных баз корпуса. Базирование корпуса осуществляется по поверхности основания, выполняющей функцию основной базы.
После сборки редуктора его необходимо обкатать при частоте вращения ведущего вала 540 мин –1
в течении 10 минут, из них 5 минут под нагрузкой 24010 Н·м на выходном валу. Резкие металлические стуки, нагрев подшипников свыше и течь масла не допускается. В собранном редукторе валы должны проворачиваться плавно без заеданий при любых направлениях вращения. Момент сопротивления вращению ведущего вала без нагрузки на ведомый вал не более 3.5 Н·м. Уровень звука при работе редуктора не должен превышать 10 дБа. Замер производить на расстоянии 2 метров от редуктора. Осевое перемещение вала в пределах 0,01…0,30 мм. Пятно контакта на зубьях шестерен должно быть не менее 50 % по длине и 50 % по высоте зуба. Расположение пятна контакта у кромок и в ножке зуба не допускаются. Регулировка осуществляется при помощи прокладок.
3.2 Выявление и анализ технических условий и норм точности
С целью перехода от показателей служебного назначения к показателям размерной точности узла выявляем технические условия на изготовление.
Для зубчатой передачи.
Степень точности для шестерни и зубчатого колеса – 8-С (ГОСТ 1758-81).
Основные требования к кинематическим передачам (не зависящим от скорости и силовых данных) можно выбирать по нормам точности ЭНИМСа. Допуски определяются в зависимости от степени точности колёс.
Допуски на накопленную погрешность шага Fp
по зубчатому колесу с диаметром делительной окружности 117,69 мм составляет 67 мм (2, стр. 336).
Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr
колеса диаметром делительной окружности 117,69 мм составляет 53 мкм (2, стр. 336).
Каждой степени точности зубчатых колёс и передач соответствуют нормы кинематической точности, нормы плавности работ и нормы контакта зубчатых колёс. Норма плавности – 7 степень точности. Вид сопряжения зубчатых колёс в передаче выбираем исходя из зависимости (2, стр. 381), что соответствует С виду сопряжения. Нормы контакта зубьев в передаче, характеризуемые относительными размерами суммарного пятна контакта по длине и высоте зуба в процентном выражении составляет 50% от длины зуба, 55% от средней глубины захода (2, стр. 381, таб. 5.16). Предельные отклонения относительных размеров пятна контакта по длине и высоте зуба в процентном выражении составляет 15 %.
Обозначим зубчатую передачу, имеющую 8-ю степень по кинематической точности, 7-ю по нормам плавности , 6-ю по нормам контактов зубьев и виду сопряжения С: 8-7-6-С (ГОСТ1758-81).
Для подшипниковых узлов определяем наименьшую и наибольшую величину осевого зазора, необходимого для создания благоприятных условий работы опор и компенсации температурного удлинения валов. Назначаем посадки исходя из рекомендаций (4, стр. 365). Для внутреннего кольца подшипника Æ 40 L0 / k6; для наружного кольца подшипника Æ 80 H7/l0.
Для корпусной детали предъявляем следующие технические требования, характеризующие различные параметры их геометрической точности.
- точность геометрической формы плоских базирующих поверхностей. Она регламентируется как прямолинейность поверхности в заданном направлении на определённой длине и как плоскостность поверхности в пределах её габаритов. Она составляет 0,01…0,07 (2,стр. 136);
- точность относительного поворота плоских базирующих поверхностей. Предельные отклонения от параллельности или перпендикулярности одной плоской поверхности относительно другой составляет 0,015 / 200 (2, стр. 136);
- точность расстояния между двумя параллельными поверхностями – 0,02 мм (2, стр. 136);
- точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий. Диаметральные размеры главных отверстий, которые выполняют роль баз под подшипники по 7-му квалитету точности. Отклонения геометрической формы отверстий – некруглость в поперечном сечении и конусообразность или изогнутость в продольном сечении ограничиваем в пределах 1/5…1/2 радиуса на диаметр отверстия (2, стр. 137);
- точность относительного углового положения осей отверстий. Отклонения от параллельности и перпендикулярности осей главных отверстий относительно плоских поверхностей составляет 0,01/200, предельные условия отклонения оси одного отверстия относительно другого – 0,005/200;
- точность расстояния осей главных отверстий до базирующей плоскости – 0,02 мм. Точность расстояний между осями главных отверстий 0,01 мм. Соосность отверстий – 0,002 мм (2, стр.137);
- параметр шероховатости плоских базирующих поверхностей Rа
=2,5…0,63 мм, параметр шероховатости поверхностей главных отверстий Rа
= 1,25…0,16 мм.
3.3 Выбор методов достижения точности
Обозначим размерные цепи, представленные в приложении, С и j.
Цепь С определяет допустимое смещение вершины делительного конуса шестерни с оси вращения колеса, т.е. осевое смещение зубчатого венца шестерни (fам
). Цепь j определяет допускаемое отклонение (ЕS
)межосевого угла. На чертеже (см. приложение) изображен конический редуктор, на котором показаны звенья размерных цепей с и j. Все размерные цепи редуктора являются связанными. Замыкающими звеньями этих цепей являются требования к точности конических передач, установленные СТ СЭВ 186-75, т.е. fам
, ЕS
. Рассматриваемая передача имеет 8-ю степень точности, сопряжение С, длина образующей конуса 144 мм. Для этих условий стандарт устанавливает следующие требования к точности передачи: fам
= ± 0,08 мм, ЕS
= 0,06 / 100 мм/мм. Для выбора метода достижения точности замыкающего звена и установления очерёдности расчёта размерных цепей составим таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Элементы размерной цепи.
Размерная цепь |
Число составляющих звеньев | Размер замыкающего звена | dD
|
dср
= dD /1,2Ön |
Метод достижения замыкающего звена | Очерёдность расчёта |
| мм | ||||||
| с | 5 | 0± 0,08 | 0,16 | 0,054 | Регулирование | 2 |
| j | 6 | ± 0,06 | 0,10 | 0,041 | Неполная взаимозамена | 1 |
Из таблицы 3.1. следует, что сначала нужно рассчитать размерную цепь j, т.к. для неё средний допуск меньше. Во - вторую очередь рассчитываем размерную цепь С, т.к. при достижении замыкающего звена методом регулирования допуски на составляющие звенья могут быть назначены достаточно широкими.
Размерная цепь j.
Она определяет точность угла между осями вращения колеса и шестерни. Для нашего примера СТ СЭВ 186-75 замыкающее звено равно jD
= ± 0,06/110 мм/мм, следовательно, dD
= 0,12/110мм/мм, а D0
D
= 0.
Составляющими звеньями размерной цепи j являются:
j1
иj2
– смещение и поворот оси шестерни вследствие радиального биения соответственно переднего и заднего подшипников,
j3
– угол между осями отверстий в корпусе;
j4
и j5
– смещение и поворот оси вала колеса вследствие радиального биения правого и левого подшипников.
Схема размерной цепи приведена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1. Схема размерной цепи j.
Для подшипников класса 0 радиальное биение равно 0,035 мм, что с учётом передаточных отношений значительно превышает средний допуск соответствующих звеньев. Поэтому выбираем подшипник класса 6, радиальное биение которых равно 0,017 мм, поэтому угловые размеры звеньев j1
,j2
,j3
,j5
будут равны:
j1
= j2
= 0,0085 / 240 мм/мм ;
d1
=d2
= 0,017 / 240 мм/мм ;
D01
= D02
= 0.
где 240 мм – расстояние между подшипниками вала шестерни.
j4
=j5
= 0,0085 / 250 мм/мм ;
d4
=d5
= 0,017 / 250 мм/мм ;
D04
= D05
= 0.
где 250 мм – расстояние между подшипниками вала колеса.
Допуск на звено j3
определим из уравнения:
d4
=1/К3
*(ÖdD
2
S Кх
i
2
dxi
2
xх
i
2
,(5, стр 67).
Для решения этого уравнения приведём предварительно угловые размеры всех составляющих звеньев к одной базовой длине, равной 110 мм и вычислим передаточные отношение.
xх1
= xх2
= 110 / 240 = 0,46;
xх4
= xх5
= 110 / 250 = 0,44;
xх3
= 110 / 110 = 1.
Примем для звеньев с векторными ошибками Кх
i
2
= 0,6 для звена j3
К3
= 1,2. Тогда:
δ 3
= 1 / 1,2 · 0,122
– 0,6 · 0,0172
· (0,462
· 2 + 0,462
· 2)= 0,10.
δ 3
= 0,01 / 110 мм/мм.
Размерная цепь С.
Рассматриваемая цепь определяет смещение вершины делительного конуса шестерни к оси вращения вала колеса. Размер замыкающего звена для рассматриваемого примера согласно СТ СЭВ 186-75 равен
С
=0 0,08 мм, δ
= 0,16 мм,
= 0; (6, стр. 382).
Составляющими звеньями размерной цепи С являются:
С1
- С2
смещение и поворот оси вала колеса вследствие радиального биения заднего и переднего подшипников;
С3 – расстояние от оси отверстия под опоры вала колеса до торца станка;
С4 – толщина набора прокладок;
С5 – длина стакана;
С6 – расстояние от базового торца до вершины делительного конуса шестерни.
Номинальные размеры составляющих звеньев следующие:
С1
= С2
= 0; С3
= 370 ММ; С4
= 0; С5
= 280 мм;
С6
= 90 мм
Схема размерной цепи приведена на рис 3.2.
Рисунок 3.2. Схема размерной цепи С.
Из схемы следует, что звенья С3
и С4
являются увеличивающими, а звенья С5
и С6
– уменьшающими.
Для звеньев С1
и С2
с векторными ошибками передаточные отношения
ξ х1
= ξ х2
= 125 / 250= 0,5
Радиальное биение подшипников было определено из размерной цепи φ и равно 0,017 мм. Тогда погрешности звеньев С1
и С2
равны: δ 1
= δ 2
= 0,017 мм; Δ01
= Δ02
= 0. На остальные составляющие звенья назначим допуски и предельные отклонения по Js11 (СТ СЭВ 186-75) (7, стр.52, табл.1.10).
С3
= 3700,18 мм; δ3
= 0,36 мм; Δ03
= Δ05
= Δ06
= 0;
С5
= 2800,16 мм; δ5
= 0,32 мм; С6
= 900,11 мм; δ6
= 0,22 мм.
По установленным допускам на соответствующие звенья определим по формуле (37) (5) погрешность замыкающего звена δΔ
¢ приняв для звеньев с векторными ошибками Кх
i
2
= 0,6, а для звеньев со скалярными ошибками
δΔ
¢ = Ö 1,22
· (0,362
+0,322
+0,222
)+0,6 · 0,5 · 0,0172
· 2=0,64 мм.
Примем δмк
=δ Δ
=0,16 и вычислим по формуле (67) (5) необходимую величину компенсации погрешности замыкающего звена.
δк
= 0,64 - 0,16 + 0,16 = 0,64мм.
Вычислим необходимую величину компенсации координаты середины поля рассеивания погрешности замыкающего звена при назначенных предельных отклонениях на составляющие звенья по формуле (68)(5):
ΔОК
= +(0,042 - 0) = 0,042 мм.
Предельные, верхнее и нижнее, значения величины необходимой компенсации погрешности замыкающего звена по формуле (69)(5) равны:
ΔВК
= 0,042 + 0,32 = 0,0362 » 0,36 мм;
ΔНК
=0,042 - 0,32 =- 0,278 » -0,28 мм.
Так как ΔНК
< 0, то изменим предельные отклонения размера звена С3
, являющегося увеличивающим звеном на – 0,28 мм.
Для этого вычислим новую координату середины поля допуска звена С3
по формуле (75)(5);
Δ03
¢
=0 – (-0,28) = 0,28 мм.
Новые предельные отклонения размера С3
:
ΔВК
¢ = 0,28+0,18 = 0,46 мм; ΔНК
¢ = 0,28-0,18 = 0,10 мм,
Следовательно
С3
= 370+0,46
+0,10
мм .
Регулирование производится набором прокладок одинаковой толщины. Примем толщину одной прокладки S = δ Δ
= 0,075 мм, тогда число прокладок:
Z = 0,64 / 0,075= 9 шт.
3.4 Анализ технологичности узла
Обработка конструкции на технологичность в настоящем дипломном проекте предусматривает сокращения затрат времени и средств на технологическую подготовку производства и процесс его изготовления.
Основными факторами, влияющими на выбор показателей, является: требования к изделию, вид изделия, бьем производства, наличие информации, необходимой для определения показателей, и стадии разработки конструкторской документации.
Основными показателями технологичности являются показатели трудоёмкости и технологической себестоимости изделия.
Конструкция данной сборочной единицы должна содержатьминимальное количество деталей. Этого добиваемся правильным конструированием. Избегаем применения соединений, которые трудно выполнить, например закручивание проволокой.
Детали, входящие в сборочную единицу (конический редуктор) имеют простую геометрическую форму. Шероховатость сопрягаемых поверхностей деталей имеет оптимальную шероховатость. Значительная шероховатость поверхности может привести к заклиниванию деталей в процессе сборки. детали, сопрягаемые в осевом направлении по кромкам поверхностей имеют конструктивные элементы (фаски), облегчающие само установку и само центрирование поверхностей. Канавки для посадки подшипников качения выполнены по регламентированным размерам.
3.5 Методы контроля
- проверяется комплектность сборочной единицы. Комплектность проверяется визуально;
- проверяется окунание в герметизатор ЛАП № 321 прокладок;
- проверяется смазка солидолом уплотнительных манжет, роликов и посадочных поверхностей подшипников. Смазка проверяется визуально;
- проверяется величина осевого перемещения вала в сборе 0,01…0,08. Величина осевого перемещения проверяется при помощи мерителя;
- проверяется величина осевого перемещения вала в узле (опора в сборе) 0,01…0,08. Определяется при помощи мирителя;
- проверяется величена бокового зазора 0,15… 0,3 мм в собранном узле. Определяется при помощи мерителя;
- проверяется величина затяжки болтов Мкр
=(1,5…2,5) КГСМ; 15…20 Нм (8). Величина затяжки болтов определяется при помощи динамометрического ключа;
- проверяется момент сопротивления вращению ведущего и ведомого валов при совместном вращении (0,25…0,35) КГСМ, (2,5…3,5) Нм. Момент сопротивления вращению определяется при помощи динамометрического ключа РВДФ-6;
- проверяется заполнение редуктора трансмиссионным маслом в объёме 2,25 кг. Определяется визуально, размер технологический;
- проверяется время обкатки редуктора 10 мин. Время обкатки определяется при помощи реле времени. Оборудование: часы цеховые настенные по ГОСТ 3309-84;
- проверяется частота вращения ведущего вала 540 мин-1
. Оборудование: тахометр ТУ 25.07.1057-79;
- проверяется накручивание сборочного редуктора ручкой за шкив, при этом не должно быть заеданий и стуков, плавное перемещение;
- проверяется уровень звука при работе редуктора. Уровень звука не более 80 дВа на расстоянии 2-х метров от стенда. Контроль шума осуществляется визуально на слух;
Контрольную проверку редукторов на уровень звука допускается производить 3…4 раза в месяц.
Оборудование: шумомер ВШВ – 003.
3.6 Разработка последовательности сборки
Технологическая схема сборки показывает, в какой последовательности необходимо выполнять соединения и закрепление деталей и узлов, из которых состоит изделие.
Схему общей сборки изделия строим следующим образом. Лист бумаги делим на зоны: деталей, комплектов, подузлов и узлов. Каждый элемент, входящий в изделие, обозначается прямоугольником, разделенным на три части, в которых записывают:
- наименование элемента;
- количество данных элементов;
- индекс элемента.
Технологическая схема сборки в наглядной графической форме выражает маршрут узловой и общей сборки, значительно облегчает последующее проектирование технологического процесса сборки, позволяет оценить технологичность конструкции изделия с точки зрения возможности расчленения сборки на узловую и общую.
Схема сборки приведена в приложении..
3.7 Проектирование технологических операций.
Для подробного проектирования технологического процесса сборки схема сборки и перечень переходов являются исходными. На первом этапе производим нормирование переходов сборки, выбираем оборудование, инструменты, приспособления. На втором этапе компонуем сборочные операции. В дальнейшем уточняем содержание операций, условия выполнения отдельных приемов и переходов. Далее выполняем окончательное нормирование операций по нормативам, приведенных в /9/.
При заполнении технологических карт определяем норму времени на каждый укрупненный переход операции, суммируя соответствующие приемы откорректированного перечня работ. Норму штучного времени на операцию рассчитываем по общей формуле:
Тшт
= Топ
(1 + (α +β +γ) / 100);(9, стр. 8).
Где Тшт
– штучное время;
Топ
– оперативное время;
α, β, γ – время технического обслуживания, организационного обслуживания и время перерывов на отдых в процентах от оперативного времени. При нормировании сборочных процессов (работ) время технического обслуживания принимаем равным 0 (α = 0).
3.8 Расчет числа единиц оборудования, рабочих мест и состава работающих
Находим пропускную способность сборочного цеха / 1, стр. 228/.
MСТ
= (FСТ
· m · kСТ
) / TС
= (F8СТ
· m ) / TС
;
где FСТ
– номинальный годовой фонд времени стенда для одной смены, ч ;
kСТ
– коэффициент, учитывающий простой стенда из-за ремонта;
m – число рабочих смен в сутки;
TС
– нормировочное время на общую сборку машины, ч;
F8СТ
– действительный годовой фонд времени стенда для одной смены, ч;
MСТ
= 4015· 2 / 0, 28 – 28,679 шт.
Количество стендов, необходимых для стационарной общей сборки годового количества машин индивидуальным и частично дифференцированными методами Cоб
. Определяется по формуле /1, стр 228/:
Cсб
= Mпр
/ Mст
= (Mпр
· Tс
) / (Fст
· m · kст
) = (Mпр
· Tс
) / (F8ст
· m);
где Mпр
– количество машин по годовой программе;
Cсб
= (15.000 · 0,28) / (4015 · 2) = 0,52.
Принимаем 1.
В сборочных нормативах указывается оперативное время на сборочные переходы по выполнению соединений и слесарных работ без разделения на основные и вспомогательные.
Но работы, не являющиеся сборочными переходами, дается только вспомогательное время.
Топ
= Σ Тв
+ Σ Топ
;
Тшт
= (Σ Тв
+ ΣТоп
)(1 + (β + γ)/100 );
где β – доля времени на обслуживание рабочего места в процентах от Топ
.
β = 2…6 %;
γ – доля времени на перерывы для отдыха в % от Т оп.
γ = 6 %
Результаты расчета нормы времени на операцию приводим в технической карте ( см. приложение).
По результатам подробного проектирования технологического процесса и его нормирования составляем циклограмму сборки.
Таблица 3.2 Циклограмма сборки.
| № операции | Наименование операции | Т шт | Цикл сборки | |||
Ту = 78,10 Тт = 16,06 |
||||||
| 5 | комплектовочная | 15,58 | ||||
| 10 | общая сборка | 16,03 | ||||
| 15 | сборка | 15,40 | ||||
| 20 | сборка | 15,50 | ||||
| 25 | сборка | 15,59 | ||||
Суммируя трудоемкость отдельных операций, определяем трудоемкость Тсб
сборки сборочной единицы.
Тсб
= 78,10 мин;
Число основных рабочих определяем по формуле /10, стр. 72/
R сб
= Т сб
П / 60 F8р
Kвн
;
R сб
= (78,10 · 15 · 10 3
) / ( 60 · 4015 · 0,97) = 5,01 ;
Принимаем число основных рабочих 5 чел
Число вспомогательных рабочих:
R в.с.
= (0,2…0,4); Rсб
= 1,003
Принимаем число вспомогательных рабочих 1 чел.
Рисунок 3.4. Планировка участка сборки.
1 – тара и стеллажи для хранения и поступления комплектующих деталей и сборочных единиц, дожидающихся сборки;
2 – верстаки;
4, 6 для узловой сборки; станки для испытания сборочных единиц перед поступлением их на общую сборку.
3 – верстак и оборудование для выполнения подготовительных работ, вынесенных из узловой и общей сборки, а также средства технологического оснащения для выполнения соединений;
5 – местные подъемно – транспортные средства.
4. Разработка технологического процесса изготовления корпуса конического редуктора
4.1 Анализ служебного назначения и технических условий
К данной корпусной детали предъявим комплекс технических требований:
- точность геометрической формы плоских базирующих поверхностей. Для поверхностей размеров до 500 мм отклонения от плоскости и параллельности находится в пределах 0,01…0,07мм;
- точность относительно поворота плоских базирующих поверхностей. Предельные отклонения от параллельности или перпендикулярности одной плоской поверхности относительно другой составляют 0,015/200…0,1/200.
- Точность расстояния от осей главных отверстий до базирующей плоскости – 0,02…0,5 мм.
Данная корпусная деталь может быть отнесена к деталям первой группы. Эта деталь коробчатой формы в виде параллелограмма, габариты которой имеют одинаковый порядок. Основными базами являются плоские поверхности, а вспомогательными базами – главные отверстия и торцы, предназначенные для базирования валов.
Основное значение для служебного назначения детали являются главные отверстия корпуса редуктора, которые выполняют роль направляющих для валов данного редуктора.
Отклонения от перпендикулярности составляет 0,05 мм, допуск на пересечение осей составляет 0,06 мм.
Два главных отверстия в корпусе имеют одинаковый размер Ø150H8 (+0,063)
Шероховатость поверхности составляет Rа
= 3,2.
Третье главное отверстие имеет размер Ø 80 НR(+0,03).
Шероховатость по Rа
= 1,6.
Поверхность корпуса для закрепления крышки смотрового окна имеет шероховатость Rа
= 2,5.
Лапы коробки конического редуктора для закрепления в зерноуборочном комбайне должны иметь шероховатость Rа
= 2,5.
Все крепежные отверстия для крепления крышек имеют метрическую резьбу с шероховатостью Rа
= 6,3.
4.2 Анализ технологичности
В задании на дипломное проектирование предписано разработать технологический процесс изготовления корпуса конического редуктор, имеющий массу 15,3 кг.
Исходя из годовой программы выпуска 90000 шт. в приложенных к заданию чертежах базового изделия его корпус выполнен литьём из чугуна СЧ20. Тип производства, установленный велик для изделий с указанными исходными данными – массовое. Метод получения заготовки выбираем на основании технико-экономического анализа.
Как отмечалось выше корпус конического редуктора выполняется из серого чугуна СЧ20, ГОСТ 1412 - 85 (СТ СЭВ 4560 – 84).
Выбор марки материала выбираем из (19, стр. 58, табл. 2.16). Из чугуна данной марки производят высоконагруженные детали, работающие на изнашивание в узлах высокой герметичности.
Стенки корпусной детали принимаем одинаковой минимальной толщины, с учётом возможности получения отливки. Так при литье в песчаные (земляные) формы минимальная толщина стенок равна 10 мм, а при литье кокиль 15 мм. При этом учитываем, что жесткость отливки не только не возрастает пропорционально увеличению толщина стенок, а даже уменьшается, так как в местах с большим скоплением метала, происходит замедленная кристаллизация и возникает явление ликвации.
Отверстие изготавливаем при литье, так как при последующем сверлении или растачивании в местах утолщений вскрываются воздушно-газовые или усадочные раковины. В конструкции корпуса конического редуктора при возможности заменяем плоские поверхности кривыми, так как это упрочняет рабочую поверхность литейной формы и даёт возможность песчаной смеси свободно деформироваться без разрушения при температурном расширении. С точки зрения технологичности детали, которую подвергают механической обработки, она должна обеспечивать простое, удобное и надёжное закрепление в приспособлении. Деталь сравнительно простой конфигурации имеет технологические базовые поверхности, что позволяет использовать для ее закрепления простые и дешевые приспособления. Размеры поверхности детали соответствуют нормальному ряду длин и диаметров, что позволяет обрабатывать их стандартным инструментом. Геометрические элементы детали унифицированы по форме и размерам. Это сокращает номенклатуру инструмента. Отверстия соответствуют стандартному сверлу.
4.3 Методы и схемы контроля
Правила выбора средств технического оснащения процессов технического контроля регламентировано ГОСТ 14.306 – 73.
Измерение отклонения от соосности относительно оси базы.
Измерения проводят с помощью двух точных оправок 1, 3 и измерительной головки 2. Отклонение от соосности равно половине разности отсчетов по шкале измерительной головки за один оборот измерительного устройства.
Измерение отклонения от перпендикулярности осей. Оправку 3 с измерительной головкой 1 поворачивают на 180°. Её положение в осевом направлении фиксируют упором 2. Отклонение от перпендикулярности на длине, равной двум вылетам измерительной головки, равно разности двух отчётов.
Измерение от отклонения от пересечения осей.
В сечении, соответствующим точки пересечения осей измеряют высоту положения двух оправок, пригнанных к проверяемых отверстиям. Отклонение от пересечения осей равно разности высот А и В с учётом диаметра оправок da
и dв
:
D=(А – В) – (da
- dв
) / 2.
4.4 Выбор экономического варианта получения исходной заготовки
Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией деталей, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку значит установить способ её получения, наметить припуск на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.
Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует точная взаимосвязь. Окончательное решение принимаем после полного экономического расчёта себестоимости заготовки и механической обработки в цехе.
Точность отливок в песчаные (земляные) формы и припуски на обработку регламентированы для чугунных деталей – ГОСТ 1855-85. Установлены три класса точности отливок (11, стр. 27, табл. 2.4.).
При выборе литой заготовки в первую очередь следует определить класс точности в зависимости от масштаба производства и способа получения заготовки, которой обуславливается характером технологической оснастки литейного цеха и механизацией процессов изготовления и сборки форм. Данные для выбора класса точности приведены (11, стр. 28, табл. 2.5).
Данная отливка I-го класса точности (массовое производство).
Оснастка: металлические модели и стержневые ящики, кондукторы для калибрования стержней.
Изготовление форм: машинная сборка стержней в кондукторах.
Изготовление стержней: машинное калибрование в кондукторах перед сборкой. Наиболее универсальным является литьё в песчаные формы, однако, изготовление форм требует больших затрат времени. Набивка одного кубического метра формовой смеси с помощью пневматической трамбовки – 1 час, применение пескомёта для набивки форм – 6 минут.
Стоимость заготовок, получаемых литьём, рассчитывается по формуле (11, стр. 311):
Sзаг
.= ( Сi
/1000×Q×кт
×кс
×км
×кn
)-(Q-q) ×Sотх
/ 1000;
где: Сi
- базовая стоимость 1тонны заготовок, ед. руб.
кт
; кс
; км
; кn
- коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства.
Q – масса заготовки, кг.
q – масса готовой заготовки, кг.
Sотх
– цена 1тонна, ед. руб.
Сравним стоимость заготовок, получаемых литьём в земляные (песчаные) формы и литьём в кокиль.
Для литья в земляные (песчаные) формы:
Sзаг
.=(360/1000×20,3×1,05×1,2×0,8×0,76)-(20,3 – 15,3) ×24,8/ 1000
Sзаг
.=5,466 ед. руб.
Получается таблица 2.6, 2.7, 2.8 ( 11, стр.31-33).
Стоимость заготовок, получаемых литьём в кокиль:
Sзаг
.=(360/1000×18,1×1,05×1,2×0,84×0,76)-(18,1 – 15,3) ×24,8/ 1000
Sзаг
.=5,171 ед. руб.
Как видно из расчётов стоимость их не намного отличается.
Однако, пользуясь рекомендациями, приведёнными в (18, стр110, табл. 2.35) минимальная толщина стенки при литье в кокиль должна быть 15 мм. В нашем случае толщина стенок отливки равна 10 мм.
ВЫВОД: на основании технико-экономических расчётов и рекомендаций по технологичности конструкций машин выбираем метод получения заготовки -литьё в песчаные (земляные) формы.
4.5 Обоснование выбора технологических баз и разработка последовательности изготовления
Выбор технологичности баз в значительной степени определяет точность линейных размеров относительного положения поверхностей, получаемых в процессе обработки, выборе режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений, производительность обработки.
Рассмотрим корпус конического редуктора. Все поверхности заготовки этой детали можно обработать, используя в качестве установочной базы поверхность смотрового окна 6, соблюдая тем самым принцип единства баз. Поэтому на первой операции следует подготовить эту базу, произведя обработку поверхности под крышку смотрового технологического отверстия. На первой операции в качестве установочной базы используем главные отверстия корпуса конического редуктора. На последующих операциях технологического процесса заготовка будет базироваться по поверхности 6, кроме 25 и 30 операции. На 25 операции заготовка будет базироваться по поверхности 7, а на 30 операции – по поверхности 6.
На заводском маршруте последовательности обработки имеется около 150 обозначений операций. Это значительно затруднит обработку заготовок, нарушается принцип единства баз, резко повышается время на транспортирование заготовок от станка к станку, увеличивается количество обрабатываемого оборудования и следовательно число основных и вспомогательных рабочих обслуживающих технологическое оборудование. В конечном итоге повышается себестоимость механической обработки деталей. Составленный (проектируемый) технологический процесс состоит из 30 операций. На первой операции выполняется фрезерование, так как фрезерование обеспечивает более высокую производительность обработки, чем строгание. При массовом производстве этот факт является весьма существенным, а если не действуют какие – либо другие ограничения (например, по оборудованию) выбираем первый вариант. Обработка торцевых поверхностей 1, 5, 7, осуществляется на агрегатном станке, так как осуществляется одновременная обработка главных отверстий и фасок.
Операция 05 – фрезерная.
Анализируемые размеры на операцию 5 не применяются. Для анализа точности получения размеров Б10
и Б20
на операциях 10 и 20 необходимо определить точность размеров М5
и Д5
.
wМб
= wб
М5
+ wтс
М5
Так как изменена база размера М5
(ось отверстия) и опорная явная ТБ (точка 6) не совмещены
wб
М5
¹ 0;
wб
М5
= ТНо
,
где ТНо
= напуск на размер отливки Но
, который связывает опорную технологическую базу (точка 6) с измерительной базой размера М5
.
Для отливки I класса точности по ГОСТ 1855-85 допуск на размер
Но
» 110 мм составляет 1,2 мм.
Следовательно:
wб
М5
= ТНо
= 1,2 мм.
Погрешность по размеру М5
, обусловленная погрешностью технологической системы продольно – фрезерного станка, определяется как средняя экономическая точность фрезерования (13, стр. 22, табл. 10):
wтс
М5
= 0,25 мм.
Тогда:
wМ5
= 1,20 + 0,25 = 1,45 мм
w Д5
= wб
Д5
+ wт.с.
Д5
Так как измерительная база размера Д5
совмещена с опорной ТБ.
wб
Д5
= 0 (13, табл. 10)
Для расстояния от обрабатываемой поверхности до ТБ при фрезеровании:
w Д5
= wт.с.
Д5
= 0,25 мм.
wб5
= wб
Б5
= + wт.с
Б5
Так как измерительная база и направляющая технологическая база не совмещены: wб
Б5
¹ 0.
Размер Со ≈ 125 мм связывает технологическую и измерительную базу.
Следовательно,
wб
Б5
= ТСо
≈ 1,2 мм.
Аналогично М5
(13, стр. 26, табл. 13).
wт.с
Б5
= 0,25 мм.
Тогда
wб5
= 1,20 + 0,25 = 1,45
шероховатость поверхности 6, получаемая в результате фрезерования на операции 5 Rz
= 40 мкм (13 стр. 23).
Требуемая шероховатость обеспечена.
Операция 10 – агрегатная.
Обработка отверстий выполняется одновременно с двух сторон.
Анализируем точность линейных и угловых размеров.
wб10
= wб
б10
+ wт.с
Б10
Так как измерительная база и опорная ТБ (точки 1-3) совмещены,
wб
б10
=0;
wб10
= wт.с
Б10
= 0,12 мм (как расстояние между осями)
Заданная точность по размеру Б обеспечена, так как ТБ
> wб10.
Для расчета точности размера Б20
, на операции 20 определим точность размеров П5
и С10
:
wП5
= wб
П5
+ wт.с
П5
так как измерительная база размера П5
совмещена с ТБ (точки 1-3)
wб
П5
= 0; wП5
= wт.с
П5
= 0,25 мм;(13, стр. 26, табл. 13)
wС10
= wб
С10
+ wт.с
С10
,
где: wб
С10
= ТП5
≈ wП5
= 0,25 мм, так как размер П5
связывает опорную ТБ с измерительной базой размера С10
;
wС10
= 0,12 мм (13).
Тогда
wС10
= 0,25 + 0,12 = 0,37 мм.
wЕ10
= wб
Е10
+ wт.с
.Е10
так как оба отверстия растачиваются с одного установа заготовки, то
wб
Е10
= 0.
Данные о средней экономической точности по отклонению соосности отверстий при растачивании на многошпиндельных агрегатных станках в справочной литературе отсутствуют. Определим wт.с
.Е10
следующим образом: размер Е10
равен разности размеров Р'10
(расстояние от оси расточенного отверстия 12 до ТБ); погрешность обработки по каждому из этих размеров равна погрешности технологической системы и может быть принята для чернового растачивания равной 0,12 мм (13).
Отсюда wт.с
.Е10
= 0,12 + 0,12 = 0,24 мм.
Заданная точность по размеру Е на операции 10 не обеспечена, так как
Т Е10
< wЕ10.
Операция 15 – фрезерная.
Анализируемые размеры на операции 15 не изменяются.
Операция 20 – агрегатная (см. рис. 4.5.2.)
wБ20
= wб
Б20
+ wт.с.
Б20
, где
wб
Б20
= 0,
так как измерительная база совмещена с опорной ТБ;
wБ20
= wт.с.
Б20
= 0,05 мм
– для чистового растачивания на агрегатных станках (13).
wЕ20
= wб
Е20
+ wт.с.
Е20
,
где wб
Е20
= 0, поэтому (см. операцию 10)
wЕ20
= wт.с.
Е20
= 0,05 + 0,05 = 0,10
– для чистового растачивания на агрегатных станках.
Заданная точность по размеру Е обеспечена ( ТЕ
> wЕ20
)
Операция 25 – агрегатная.
На этой операции производят обработку крепежных отверстий. Точность анализируемых параметров на операции 20 не изменяются.
Операция 30 – агрегатная.
На этой операции производят обработку крепежных отверстий. Точность анализируемых параметров на операции 30 не изменяется.
Операция 35 – агрегатная.
На этой операции производят обработку технологических отверстий. Точность анализируемых параметров на операции 35 не применяется.
4.6 Определение припусков и межпереходных размеров
Установим припуски на обработку всех поверхностей с использованием опытно – статистического метода (13, стр. 255, табл. 53 – 63).
Назначаем общие припуски (13, стр. 204, табл. 31).
При положении поверхности при заливке – верхнее, припуски и допуски назначаются:
до 50 мм – 2,5 ± 0,3 мм;
50 - 120 мм – 3,0 ± 0,4 мм;
120 – 160 мм – 3,0 ± 0,6 мм.
При положении поверхности при заливке низ, бок:
до 50 мм – 2,0 ± 0,3 мм;
50 – 120 мм – 2,5 ± 0,4 мм;
120 – 160 мм – 2,5 ± 0,6 мм.
Назначаем промежуточные припуски, необходимые для компенсации погрешностей при выполнении технологического перехода.
(13, стр. 255, табл. 53).
Для чернового фрезерования и растачивания назначаются
до 50 мм – 0,9 мм;
50 - 120 мм – 1,1 мм;
120 – 160 мм – 1,5 мм.
Припуски на обработку торцов, мм;
(13, стр. 256, табл. 59):
Чистовая подрезка после черновой:
- на отверстия Ø 150 мм – 1,5 мм.
- на отверстия Ø80 мм – 1,3 мм.
Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для двух отверстий корпуса Ø150 Н8. (см. графическую часть проекта).
На остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски назначаем по ГОСТ 1855 – 55, которые приводились выше.
Заготовка представляет собой отливку 1 класса точности, массой 20,3 кг. Технологический маршрут обработки отверстий Ø150 Н8 состоит из двух операций: чернового и чистового растачивания. Базой служит плоскость 6. Схема установки при обработке показана в графической части дипломного проекта.
Суммарное значение Rz
и Т, характеризующие качества поверхности литых заготовок, составляет 600 мкм (11, стр. 63, табл. 4.3.). После первого технологического перехода Т для деталей из чугуна исключаются из расчетов, поэтому для чернового и чистового растачивания находим по (11, табл.4.5.) только значение Rz
(соответственно 50 и 20 мкм) и записываем их в расчетную таблицу.
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:
p3
= √pкор
2
+pсм
2
;
где pкор –
удельное коробление отливок
pсм –
суммарное смещение отверстия
где p кор
= √(∆к·d)2
+ (∆к·l)2
= √(0,7 ·150)2
+ (0,7 · 28)2
= 107 мкм
Удельная коробление отливок находим по (11, табл. 4.8.), где d и l – диаметр и длина обрабатываемого отверстия.
При определении rсм
в нашем случае следует принимать во внимание точность расположения базовых поверхностей, используемых при данной схеме установки и полученных на предыдущей операции, относительно обрабатываемой данной установки поверхности.
Допуск на размер 92 для отливки Iкласса точности (11, табл. 2.4.) составляет 400 мкм. При однократном фрезеровании возможно получение 11 квалитету с допуском 0,16 мм,
Следовательно
d=(0,4 +0,16) / 2 = 0,28.
Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получаем
rсм
= √(400/2)2
+ (400/2)2
= 284 мкм.
В числителе указаны допуски на размеры двух взаимно перпендикулярных плоскостей. (11, стр. 28, табл. 2.4.)
Суммарное значение пространственного отклонения заготовки
r3
= Ö 2842
+ 1072
= 303 мкм
Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания:
r1
= 0,05 r3
= 0,05 × 303 = 15 мкм.
Погрешность установки при черновом растачивании
Е1 = ÖЕб
2
+ Е3
2
.
Погрешность закрепления заготовки
(11, стр. 81, табл.4.3.) принимаем равной 140 мкм. Тогда погрешность установки при черновом растачивании:
Е1
= Ö1402
= 140 мкм.
Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:
Е2
= 0,05 Е1
+ Еинд
» 7 мкм.
Так как черновое и чистовое растачивание производится в одной установке, то Еинд
= 0.
На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:
2 Zmin1
= 2(Rzi-1
+ Ti-1
+ Öri-1
2
+ Ei2
)
Минимальный припуск под растачивание черновое:
2 Zmin1
= 2(600 + Ö3032
+1402
) = 2 × 934 мкм.
чистовое:
2 Zmin2
= 2(50 + Ö152
+ 72
) = 2 × 66 мкм.
Заполним таблицу.
Имея чертежный размер: 150,063 для остальных переходов получаем:
для чернового растачивания: dp1
= 150,063 – 0,132 = 149,931 мм
Представим таблицу 4.6.1
Для заготовки dp3
= 149,931 – 1,87 = 148,061 мм.
Для чистового растачивания наибольший предельный размер – 150,063 мм; наименьший – 150,063 – 0,063 = 150,000 мм.
Для чернового растачивания наибольший
Табл. 4.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстий корпуса Ø150Н8.
предельный размер – 148,061 мм,
наименьший – 148,061 – 0,4 = 147,661 мм.
Для чистового растачивания:
2Zmin2
пр
= 150,063 – 149,931 = 0,132 = 132 мкм
2Zmax2
пр
= 150 – 149,771 = 0,229 = 229 мкм
Для чернового растачивания:
2Zmin1
пр
= 149,931 – 148,061 = 1,78 мм = 1870 мкм
2Zmax1
пр
= 149,771 - 147, 661 = 2,11 мм = 2110 мкм.
Общие припуски:
2Z0min
= 132 + 1870 = 2002 мкм
2Z0max
= 229 + 2110 = 2339 мкм
Рисунок 4.5 Схема расчётов припусков.
Общий номинальный припуск:
Zоном
= 2002 + 200 – 60 = 2142 мкм
d2ном
= dДном
– Zоном
= 150 – 2,14 = 147,86 мм
Проверка:
Zmax2
пр
- Zmin2
пр
= 229 – 132 = 97 мкм;
б1
– б2
= 160 – 63 = 97 мкм
Zmax1
пр
- Zmin1
пр
= 2110 – 1870 = 240 мкм;
б3
– б1
= 400 – 160 = 240 мкм
4.7 Оформление технологической документации
4.7.1 Структура и содержание операций
Разработанный технологический процесс состоит из следующих операций:
005 – фрезерная. На данной операции производится фрезерование поверхности 6.
010 – агрегатная. Производится расточка отверстий 8,12 предварительно, точение фасок 9,13; подрезание торцов 1 и 5 предварительно.
Рабочий стол агрегатного станка поворачивается на 90º и производится расточка отверстия 10 предварительно, точение фаски 11 и подрезания торца 7 предварительно.
015 – фрезерная. Производится обработка поверхностей 2,4,19,20 на вертикально – фрезерном станке набором фрез.
020 – агрегатная. Выполняется на агрегатно – расточном станке. Производится расточка отверстий 8,12 окончательно, подрезание торцов 1 и 5 окончательно, расточка отверстий 10 окончательно, подрезание торца 7 окончательно.
025 – агрегатная. Выполняется на агрегатно – сверлильном станке. Производится сверление отверстий 17 и 16, нарезание в них резьбы; сверление и зенковка отверстий 15 и нарезание в них метрической резьбы.
030 – агрегатная. Выполняется на агрегатно – сверлильном станке. Производится сверление и зенковка отверстий 4 и отверстия 14 и нарезание резьбы в них.
035 – агрегатная. Выполняется на агрегатно – сверлильном станке. Производится сверление отверстий 3 и отверстий 21.
В условиях массового производства применяются агрегатные станки.
Проектируем горизонтальные двухсторонние агрегатные станки с поворотно – делительным столом. Категория ремонтной сложности рассчитывается по формуле (11, стр.56):
Р = US ± m,
где S – ориентировочная стоимость агрегатного станка;
U, m – коэффициенты, зависящие от компоновки станка и количества нормализованных узлов в компоновке. При количестве нормализованных (унифицированных) узлов более 1:
U = 1,2; m = 1,6.
P= 1,2 · 28,6 +1,6 = 35,92.
Компоновка агрегатного станка приведена в графической части дипломного проекта.
4.7.2 Режимы резания
Операция 005 – фрезерная.
Оборудование – продольно – фрезерный станок 6P12. Мощность 7,5 кВт. Глубина резания t = 2,1 мм. Выбираем торцевую фрезу. Ширина фрезерования В=124 мм. Диаметр фрезы: D=(1,25 1,5) D=1,35·124 =160 мм.
Подача: выбираем по (12, стр. 283, табл. 33), S2
= 0,25 мм – подача на один зуб.
На данной операции используется станок 6P12:
nmax
= 1000 мин‾¹, nmin
= 63 мин‾¹
m = 16 (11, стр. 190, табл. 4.36).
Находим n прип
;
jm-1
= nmax
/nmin
;
m-1 = 15; j15
= 1000 / 63 = 15,9
По табл. 13(11) находим j15
= 15,9, что соответствует
j= 1,26.
jх
= n расч
. / n min
= 400 / 63 = 6,3
В графе таблицы, соответствующей j = 1,26 находим ближайшее меньшее значение
jх
= 10,08.
Тогда n прип
= 63 · 10,08 = 635,04 мин‾¹.
Рассчитаем скорость резания:
Окружная скорость фрезы
V=[(Cv
Dg
) / (Tm
tx
S2
y
Bu
Zp
)] Kv
Значения коэффициента Cv
в табл. 39 (12)
V=[(445·160 0,2
)/(1800,32
·2,10,15
·0,250,35
·1240,2
·400
)]·0,71=91,8 м/мин.
Kv = KMV
· KNV
· KUV
= (190 / 190)1,25
· 0,85 · 0,83 = 0,71.
Сила резания:
Окружная сила
P2
= [(10 · Cp
· tx
· Sz
x
· Bn
· Z ) / (D² · n w
)] · KMp
где, Z – число зубьев фрезы;
n – частота вращения фрезы, мин‾¹.
P2
= (10 · 54,5 · 2,10,9
· 0,250,74
· 1241,1
· 40)/(1601,1
· 6350,1
) = 6037,9 Н
010 – агрегатная.
Расчет режимов резания для обработки деталей на агрегатных станках рекомендуется производить по справочнику Бороновского Ю. В.
Определение длины рабочего хода L р.х.
L = Lрез
+ у + L доп
. (19, стр.14, табл. Т-1)
где, Lрез
– длина обрабатываемого отверстия.
у – подвод врезание и перебег инструмента,
Lдоп
– дополнительная длина хода.
L = 28 + 1 + 5 = 34 мм.
Принимаем длину рабочего хода L р.х
. = 36 мм.(20, стр. 76, табл. 12).
Назначаем подачи суппорта на оборот шпинделя So
в мм/об (19, стр. 22 – 25, карта Т-2):
So
= 0,4 мм / об.
Определим стойкость для предположительно лимитирующих инструментов Тр, мин:
Тр
= 100 ·λ , (19, стр. 26 – 27, картаТ-3).
где λ – коэффициент времени резания;
λ = Lрез
/ So = 14 / 0,4 = 35
Тр
= 100 · 35 = 3500 мин.
Определим скорость резания V, м/мин.
V = Vтабл.
· K1
· K2
· K3
(19, стр. 15)
V = 125 · 0,8 · 1,15 · 1 = 117 м/мин.
Определим число оборотов шпинделя станка:
n = 1000 ·V/p·d;
где V-cскорость резания, м/мин.
d – диаметр обработки.
n = 1000 ·117/3,14·150 = 186,8 мин‾¹.
Определим силу резания Pz
(19, стр. 16).
Pz
= Pz
табл
. · к1
· к2
;
Pz
= 250 · 0,6 · 0,9 = 135 кГ.
Определим мощность резания:
Nрез
= Pz
· V / 61200;
Nрез
= 135 · 115 / 61200 = 0,254 кВт
015 – фрезерная.
Оборудование: вертикально – фрезерный станок 6Р10.
Инструмент: дисковая трехсторонняя фреза ГОСТ 3755-88 – 4 шт.
Рассчитаем длину рабочего хода Lp
.
x.
и среднюю ширину фрезерования bcp
:
Lp
.
x
= Lрез
.+ y + Lдоп.
Где: Lрез
– длина обрабатываемого отверстия.
у – подвод врезание и перебег инструмента,
Lдоп
– дополнительная длина хода.
Lp
.
x
= 38 + 3 + 5 = 46 мм.
bcp
=F / Lрез
Где F - площадь фрезерной поверхности;
bcp
=4500 / 38 = 118 мм
Принимаем глубину резания, пользуясь рекомендациями, равной 2,5 мм.
Определим рекомендуемую подачу на зуб фрезы Sz
=0,25 мм/зуб (19).
Определим стоимость каждого инструмента в минутах резания
Тр
= Кф
· (Тм1
+ Тм2
+ Тм3
+ Тм4
) · λ;
Где Тм1
…Тм4
– стойкость инструментов наладки;
λ – коэффициент времени резания каждого инструмента;
λ= Lрез
/Lp
.
x
; λ= 38/46 = 0,83;
Тр
= 0,7 · (300 + 300 + 300 + 300) · 0,83=697,2 мин.
Определим скорость резания V в м/мин
V = 110 м/мин (19).
Рассчитаем число оборотов шпинделя:
n = (1000 ·110) / (3,14 · 150) = 233,5 мин‾¹
Назначим число оборотов шпинделя станка по паспорту, исходя из рассчитанных чисел оборотов.
n = 242 об/мин.
Операция 020 – агрегатная.
Механическая обработка производится на агрегатно – расточном станке.
Назначаем глубину резания t = 0,4 ¸0,5 мм.
Подача S = 0,06 ¸ 0,07 мм/об (12, стр. 268, табл. 14)
Определим скорость резания, м/мин:
V = [Cv / Tm · tx · Sx]·Kv; (12, стр. 270, табл. 17).
V=[243 / (600,2
· 0,40,15
· 0,060,4
)] · 0,85 = 321,9 м / мин.
Kv=(190 / 190)1,25
· 0,85 · 1,0 = 0,85
Принимаем скорость резания V = 150 м/мин, так как на операции производится чистовое растачивание (12, стр. 271, табл. 19).
Определим частоту вращения расточной головки:
n = 1000 ·V/p·d = 1000 ·150 /3,14·150 = 318,5 об/мин.
Сила резания:
Pz
= 10 ·Cp
· tx
· Sz
x
· Vn
· kp
Pz
=10 ·92· 0,41
· 0,060,75
· 1500
· 0,48 = 21,4 Н
где - kp
= (190 / 750)0,75
· 1,08 · 1,0 ·1,0 = 0,48.
Pz
= 10 ·Cp
· tx
· Sz
x
· Vn
· kp
=10 ·54· 0,40,9
· 0,060,75
· 1500
· 0,8 = 22,9 Н
Pz
= 10 ·Cp
· tx
· Sz
x
· Vn
· kp
=10 ·48· 0,41
· 0,060,4
· 1500
· 0,78 = 46,4 Н
Определим мощность резания:
Nрез
= Pz
·V/ 1020·60= 21,4·150/ 1020·60=0,05 кВт.
Операция 025 – сверление.
Определим глубину резания:
t = 0,5 ·D
t = 0,5 · 8,4 = 4,2 мм
Подачу принимаем по (12, стр. 277, табл. 25).
S=0,24 ¸ 0,31
Скорость резания:
V= CV
·Dq
/ Tm
· Sy
· kV
,
(12, стр. 278, табл. 28)
V= 14,7 ·8,40,25
/ 350,125
· 0,240,55
· 0,8 = 28,1 м/мин
Стойкость режущего инструмента принимаем равной Т=35 мин (12, стр. 279, табл. 30).
Коэффициент kv
определим по следующей формуле:
kv
= kMV
· kUV
· kLV
= (190/190)1,3
· 0,8 · 1,0 = 0,8
Чистота вращения n, об/мин.:
n = 1000 ·V/p·d = 1000 ·28,1 /3,14·8,4 = 1065,4 мин‾¹
Крутящий момент Н·м и осевая сила, Н:
Мкр
=10·СМ
·Dд
·Sх·Кр= 10·0,021·8,42,0
·0,240,8
·0,95 = 4,5 Н·м
(12, стр. 281, табл.32)
Pо
= 10 ·Ср ·Dд
·Sх
·Кр = 10 · 42,7 · 8,41
· 0,240,8
· 0,83 = 950,5 Н.
При резьбонарезании нормативы принимаем по /19/:
t = 0,75 мм; S = 1,5 мм
/об
; n = 180; V = 56 м
/мин
Определяем мощность резания, Nрез
, кВm:
Nрез
= Мкр
· n / 97400 = 120 · 180 / 97400 = 0,22 кВm:
Нормативы режимов резания принимаем по /12/ и /19/ и уточняем с паспортными данными унифицированных узлов агрегатных станков: силовых головок, силовых столов.
4.7.3 Техническое нормирование
Рассчитаем норму штучного времени для операции 005 – фрезерная. Производится фрезерование плоскости торцевой фрезой на вертикально – фрезерном станке с длиной стола 1250 мм. Масса детали – 15,3 кг. Производство массовое, размер партии 90000 штук. Деталь устанавливается в центрах. Основное время – 1,53 мин.
Определяем состав подготовительно – заключительного времени: установка центров и приспособления – 14 мин, установка фрезы – 2 мин, получение инструмента и приспособлений до начала работы и сдача их после завершения работ.
/11, прил. 5/ - 7 мин.
ТП.З.
= 14+ 2 + 7 = 23 мин.
Время на установку и снятие детали, закрепление ее и открепление. /11, прил. 5/
ТУ.С.
+ ТЗ.О.
= 0,136 мин.
Время на приемы управления /11, прил. 5/: включить и выключить станок кнопкой – 0,01 мин, подвести деталь к фрезе в продольном направлении – 0,03 мин, переместить стол в обратном (продольном) направлении на 300 мм – 0,11 мин.
Тогда
ТУ.П.
= 0,01 + 0,03 +0,11 = 0,15 мин.
Время, затраченное на измерение /11, прил. 5/ детали, равно 0,15 мин /табл. 4.21, 11/.
Получим
ТИ.З.
= (0,15 · 80) / 100 = 0,12 мин
Поправочный коэффициент на вспомогательное время при массовом производстве k = 1,5 /11, стр. 101/:
Вспомогательное время:
ТВ
= (0,136 + 0,15 + 0,12) · 1,5 = 0,609 мин.
Оперативное время:
Т оп = 1,53 + 0,609 = 2,14 мин.
Время на обслуживание рабочего места и отдых /11, прил. 5/ составляет 6% оперативного времени, тогда:
Тоб.от.
= (2,14 · 6) / 100 = 0,13 мин.
Штучное время:
Тшт
= 23/90000+1,53+(0,136+0,15+0,12) · 1,5 + 0,13 = 2,27 мин.
Операция 010 – агрегатная.
Определим машинное время на данной технологической операции:
tм
= (Lр.х
.) / (Sо
· n);
где, Lр.х
- длина рабочего хода (берется по максимуму), Sо
– подача; n – частота вращения инструмента
tм
= 34 / (0,4 · 187,1) = 0,45 мин;
Штучное время:
Тшт
= То
+ Тв
+ Тоб
+ Тот
= 0,45 + 0,63 + 0,33 + 0,29 = 1,70 мин.
где, Тв
= Ту.с.
+ Тз.о
+ Ту.п.
+ Ти.з.
/11, прил. 5/.
Т в
= 0,13 + 0,024 + 0,01 + 0,13 + 0,024 + 0,13 + 0,18 = 0,63 мин.
Т об.
= Т техн.
+ Т орг.
= 0,15 + 0,18 = 0,33 мин.
Т от.
= 0,29 мин.
Операция 015 – фрезерная.
Основное технологическое время:
То
= Lр.х./
Sм
;
где Lр.х
.- длина рабочего хода;
То
= 46/132 = 0,99 мин.
Где Sм
– минутная подача, Sм
= П·d расчет:
nст
= 3,14 · 0,175 · 242 = 132 мин об/мм.
Т шт
= То
+ Тв
+Т об
+ Тот
;
Т шт
= 0,99 + 0,512 + 0,025 + 0,12 = 1,65 мин;
Тв
= Ту.с
.+Тз.о
+Ту.п
.+Т и.з
.
Тв
=0,168+0,024+0,01+0,04+0,07+0,04+0,07+0,15=0,512 мин
На техническое обслуживание рабочего места (11, прил. 6)
Ттех.
= То
tсм
/ Т= (0,99 · 3) / 697,2 = 0,004 мин
Тоб.
= Ттех.
+Торг.
= 0,004 + 0,021= 0,025 мин
Операция 020- агрегатная.
Основное технологическое время:
То(м)
= Lр.х.
/Sо
· n = 34 / (0,09 · 319) = 1,18 мин
Штучное время:
Тшт
=То
+Тв
+Тоб
+Тот.,
Тшт
= 1,18 +0,63 +0,33 +0,29 =2,43 мин
Операция 025 – агрегатно-сверлильная.
Основное технологическое время:
То(м)
= Lр.х.
/ nSо
= 40 / (1065,4· 0,24) = 0,16 мин.
Штучное время на данной технологической операции:
Тшт
= То
+Тв
+Тоб
+Тот
;
Тшт
= 0,16+0,63+0,33+0,29+0,38 = 1,85 мин.
Операция 030 – резьбонарезная агрегатная
Основное технологическое время:
То
=2 Lр.х.
/Sn
;
То
= 2 · 20/1,18 · 180 = 0,18 мин.
Штучное технологическое время, затрачивамое на данной операции.
Тшт
=То
+Тв
+Тоб
+Тот
;
Тшт
= 0,18 +0,63 +0,33 +0,29 +0,38 = 1,85 мин.
Операция 035 – агрегатно – резьбонарезная.
Основное технологическое время:
То(м)
= (Z·Lр.х
) / (S · n ) = (2 · 40) / (1 · 280) = 0,28 мин;
Штучное время, затрачиваемое на данной технологической операции:
Тшт
=То
+ Тв
+ Тоб
+ Тот
;
Тшт
= 0,28 + 0,63 + 0,33 + 0,29 + 0,54 =2,07 мин.
5. Специальные средства технологического оснащения
5.1 Проектирование агрегатного станка сверлильно – расточной группы
В настоящем дипломном проекте в качестве металлорежущего оборудования на 010 операции технологического процесса обработки корпуса конического редуктора применен агрегатный станок. Агрегатный станок создается из нормализированных узлов (агрегатов), которые скомплектованы соответственно характеру обрабатываемой детали.
Основные особенности принципа агрегатирования и создания на основе станков из нормализированных узлов следующие: исходные положения принципа агрегатирования металлорежущих станков заключается в заблаговременной разработке конструкции, изготовлении и тщательной обработке опытных образцов отдельных агрегатов – нормализированных узлов.
К нормализированным узлам агрегатных станков предъявляются следующие требования:
- нормализированные узлы должны являться законченными механизмами;
- конструкция узлов должна удовлетворять требованиям разнообразных по назначению станков;
- монтаж этих узлов должен быть возможным при компоновке их в различных положениях с минимальным количеством стыков;
- независимо от конструктивного оформления и принципа работы нормализированные узлы должны быть регламентированы по типам, размерному ряду и присоединительным размерам.
Основными достоинствами агрегатных станков являются высокая производительность обработки деталей, низкая себестоимость изготовления, сравнительно невысокая квалификация операторов, работающих на этих станках, высокая надежность и ремонтопригодность.
Агрегатирование металлорежущего оборудования обеспечивает:
- сокращение сроков, стоимости проектирования и изготовления станков;
- гибкость станков – возможность их переналадки применительно к изменению конструкции обрабатываемой детали, увеличению концентрации операций;
- расширение границ использования оборудования по сравнению с теми масштабами производства, в которых ранее было целесообразно и рентабельно применять специальные станки;
- значительное увеличен
Требуется спроектировать агрегатный станок для обработки корпусной детали (чертеж корпусной детали представлен в графической части дипломного проекта). Производительность агрегатного станка.
Qn
= 1 / (tм +tв) дет/ч (21, стр.257);
Q = 1 / 0,028 = 35,29 дет/ч – производительность принципиальная.
Коэффициент загрузки станка 64,6%.
Заготовкой для детали служит отливка I класса точности с твердостью поверхности НВ=190.
Масса заготовки, поступающей на агрегатный станок, равна 20,3 кг.
По геометрической форме деталь относится к классу коробчатых деталей. В детали необходимо обработать три главных отверстия диаметром соответственно Ø 149,2Н10(+0,16
) и Ø 79,2Н10 (+0,14
). Необходимо также подрезать торцы трех главных отверстий; отверстия диаметром 13 мм на длине 20 мм в количестве 4 шт. деталь вполне технологична с точки зрения ее обработки на агрегатном станке, имеет удобную для установки и закрепления форму поверхности, расположение обрабатываемых поверхностей.
Требования точности поверхностей и их расположение позволяет обработать их на агрегатном станке нормальной точности.
Исходя из размеров обрабатываемых поверхностей, припусков на обработку и размеров самих заготовок выбираем в качестве силовых агрегатов проектируемого станка электромеханическую силовую головку 1УХ4035 с кулачковым приводом подачи, технические характеристики которой приведены (21, стр. 67)
Характер обрабатываемых поверностей ( их форма, расположение и требование качества) требует многопереходной обработки, поэтому станок должен быть многопозиционным, что может быть обеспечено применением поворотного электромеханического стола 1УХ 2064 (21, стр. 154, табл. 33) с мальтийским приводом поворота.
Исходя из такого набора унифицированных узлов можно сделать вывод, что станок будет среднего размера.
В детали, типа корпуса конического редуктора, необходимо выполнить ряд технологических переходов: черновое растачивание трех главных отверстий диаметром Ø149,2Н10(+0,16)
на длине 14 мм и Ø79,8Н10(+0,14)
на длине 28 мм; подрезание торцов; сверление четырех отверстий Ø13Н14 на длине 20 мм.
Целесообразна обработка деталей в приспособлении с применением шпиндельной коробки.
Основные положения теории базирования приведены в ГОСТ 21495 – 76, устанавливающих термины и определения в этой области. В соответствии с теорией базирования для обработки поверхностей детали с заданной точностью заготовка ориентируется в системе координат станка, т.е. должны быть определены все шесть ее координат как твердого тела: деталь должна быть лишена шести степеней свободы – трех перемещений вдоль координатных осей и поворота вокруг них. Схема базирования, специальное приспособление, сконструированные в дипломном проекте представлены ниже.
При разработке предварительной схемы обработки детали производим группирование намеченных технологических переходов, т.е. их распределение по инструментальным шпинделям, силовым агрегатам, рабочим позициям, установление очередности их выполнения и тем самым определение предварительного варианта технологической компановки станка. Три различных технологических перехода сгруппированы в 3 группы инструментов и распределены по трем силовым анрегатам. Деталь обрабатывается в двух рабочих позициях. На этих позициях производится одновременная обработка (растачивание) главных отверстий с одновременным сверлением отверстий, после двухпозиционный стол поворачивается на 90º и производится обработка перпедикулярно расположенного отверстия.
|
|
|
Приведем схему компоновки агрегатного станка.
|
Рисунок 5.1 Схема компоновки агрегатного станка
Окончательный выбор силовой бабки осуществляется по мощности электродвигателя, соответствующему Nру
, числу оборотов выходного вала принятому ближайшему nпр
инструментальных шпинделей, с учетом минимальной цены комплекта.
Выбор силового стола привода подачи производится по наибольшему усилию подачи стола, соответствующему Рх, диапазону рабочих подач, соответствующему Sм пр, с учетом минимальной цены комплекта.
На станке (представлен в графической части) не имеется специальной загрузочной позиции, т.е. время установки и снятия детали не перекрывается. Силовые головки расположены на одной оси обрабатываемой детали и оснащены по конструкции одинаковым режущим инструментом. Обработка деталей осуществляется в специальном приспособлении, сконструированном для данного станка.
При отводе головок в исходное положение инструмент поддерживается специальной плитой, прикрепленной скалками к шпиндельной коробке. Указанная плита играет роль кондукторной для спиральных сверл, которые обрабатывают технологические отверстия деталей.
Основным базирующим узлом при сборке агрегатного станка является
станина, которая представляет собой отливку. Механической обработке у станины подвергаются опорные плоскости под силовые агрегаты и горловина, на которой устанавливают поворотный делительный стол. Стол располагают прямо на горловине или подкладке, выставляют на станине, и по их отверстиям производят разметку под крепеж к обработке резьбовых отверстий. Затем стол устанавливают окончательно, закрепляют винтами и фиксируют коническими штифтами. На этом же этапе на станке закрепляют узел подготовки воздуха, собираемый из стандартной аппаратуры и переключатель воздуха.
Следующим этапом монтажа является расположение на станине станка силовых агрегатов. Навесные приспособления устанавливают на скалки державки, которую крепят на передний торец силовой головки. Скалки выставляют относительно основания силовой головки, закрепляют винтами и фиксируют штифтами, после чего на скалках производят разметку отверстий под крепеж насадок и обработку их.
При установке силового агрегата на станину для получения необходимого по высоте размера применяют подкладки. Для получения размера с необходимой точностью в размерную цепь вводят компенсатор, который рассчитывается после установки головки на подкладку.
Приспособление устанавливают на планшайбе стола на два установочных пальца и крепят к планшайбе двумя винтами. После чего производят разводку трубок для подвода сжатого воздуха от переключателя к пневмокамере приспособления. Установку на станине унифицированных узлов производят согласно чертежу, затем выполняют разметку отверстий, обработку их и окончательное закрепление узлов. Для поворотного стола в станину устанавливается привод, состоящий из электродвигателя и редуктора. Для компенсации погрешности установки и расширения возможностей расположения редуктора в кинематическую цепь привода поворота планшайбы стола включаются шарнир Гука.
5.2 Расчёт и конструирование специального приспособления
5.2.1 Техническое задание
Операционный эскиз предварительной расточной операции представлен в графической части дипломного проекта. Предшествующая операция 005 – фрезерная.
На операции 010 – агрегатной, применяется агрегатный станок сверлильно – расточной группы. На операции 005 – фрезерная, применяется вертикально – фрезерный станок 6Р12. В качестве инструмента используется торцевая фреза. Сконструированное приспособление применяется для расточки отверстий Æ150Н10 и Æ80Н7.
Цель и назначение разработки.
Проектируемое приспособление должно обеспечивать: точную установку и надежное закрепление заготовки корпуса конического редуктора, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента, с целью необходимой точности размеров отверстий и их положения относительно других поверхностей заготовки; удобство установки, закрепления и снятия заготовки; время установки заготовки не должно превышать 0,05 мин; рост производительности труда (ожидаемый) 10…15 %.
5.2.2 Выбор и обоснование схемы приспособления
Рисунок 5.2 Схема для расчёта сил закрепления
Вводя коэффициент запаса k, получим силу закрепления по условию приложенных моментов.
Q = (k · Pz
·l) / L;
где Pz
–сила, возникающая при расточке отверстия, L и l –длины (см. чертёж).
Определим коэффициент k. Этот коэффициент необходим для обеспечения надёжности зажимных устройств, так как вырыв или смещение заготовки при работе недопустимо.
k = k0
·k1
·k2
·k3
·k4
·k5
·k6
.
k = 1.7 ·1.2 ·1.0 ·1.2· 1.0 · 1.0 ·1.0= 2.45
k2
(15, стр. 84, таблица 12).
Pz
= 10·Сp
·tx
·Sx
·Vn
·Kp
(12, стр.271).
Pz
= 10·300·1.51.0
·0.50.75
·90-0.15
·0.38=518 Н
Kp
= Kmp
· Kj
p
·Kg
p
·Krp
;
Kp
= (190/750)0,75
· 0,94 ·1,1 · 1,0 ·1,04 = 0,38.
Опрделим Q.
Q = (2,45 · 518 · 0,35) / 0,055 = 8076 Н.
Определим силу на штоке пневмокамеры:
Составим уравнение равновесия:
Рисунок 5.3 Действие сил в рычажном механизме
N · L1
= N · F 1
· L¢
1
+ Q · L2
+ Q · F2
· L¢
2
+ S ·r;
S = (Q + N) · 1/ cosj.
Подставим S в уравнение равновесия:
N=Q · (L2
+ F1
· L¢
1
+r / cos j) / (L1
- F2
· L¢
2
- r / cos j);
r = f¢
·r;
f¢
= 0,19
По ГОСТ 12475-67 (16, стр. 158) выбираем рычаг угловой двух пазовый.
Н = 62÷120;
L= 55÷100;
Изготовляется из стали 40х, HRC 35…40.
Также выбираем три вильчатых рычага по ГОСТ 12476-71; А= 40÷ 160; В= 20 ÷50; L=56 ÷ 200.
Изготовляется из стали 45, HRC 35…40.
L2
= 55 мм;
L¢
2
= 7 мм;
r = 3 мм;
L1
= 28 мм;
L¢
1
= 10 мм;
r = 3 мм.
Определим N:
N=8076·(0,055+0,22·0,007+0,0006/0,96)/(0,028+0,22·0,010-0,0006/0,96) =15036 Н
Так как рычажные зажимы осуществляют одновременное и равномерное закрепление заготовки в двух местах, то на каждом
N = 15036 /2.
Принимаем давление воздуха в пневмосети р = 0,4 МПа и КПД привода h=0,85. Определим диаметр пневмокамеры.
Dk
= Ö 4· p / p · r · h ;
D=Ö 2 · 15036 · 10-6
/ 3,14 · 0,4 · 0,85 = 120 мм.
Принимаем диаметр пневмокамеры 115 мм.
Материал – резина.
Усилие на штоке, в исходном положении – 1730 кГс; при ходе штока, равном 0,220 = 1550 кГс; допустимый ход штока –55 мм; рабочий ход штока–12мм.
5.2.3 Расчёт станочного приспособления на точность
Определим необходимую точность приспособления для обеспечения смещения оси симметрии главного отверстия корпуса, относительно оси её наружной цилиндрической поверхности (см. рис 5.2.3.1) не более 0,2 мм.
Рисунок 5.4
1. Погрешность не совмещения баз поданному параметру wн.б.
=0;
2. Погрешность закрепления заготовки w3
=0, так как сила зажима действует перпендикулярно выдерживаемому параметру.
3. Погрешность установки wу.
= wн.б.
+ w3
= 0 + 0 = 0.
4. Суммарная погрешность обработки w2
= К · wт.с.
;
где К – поправочный коэффициент К = 0,5
wт.с.
– погрешность технологической системы (13,стр. 20 табл. 9) .
wт.с
= 0,5 · 0,26 = 0,13 мм.
5. Допустимая погрешность установки:
[wу.
] =ÖТе
2
– К2
·wт.с
2
,
где Те
- допуск выдерживаемого параметра.
[wу.
] =Ö 0,22
– 0,52
· 0,262
= 0,15 мм.
Следовательно wу.
[wу.
], предлагаемая схема базирования допустима.
6. Суммарная погрешность изготовления
wпр.
= Т - Öwу.
2
+ К·wт.с
2
= 0,2 - Ö 02
+ 0,52
+ 0,262
= 0,07
7. Допуск на расчётный размер собранного приспособления
Тс
= wпр.
- (Еуп.
+ Е3
+ Еn
);
где- Еуп. –
погрешность установки приспособления на станке;
Еуп. =
L1
S1
/ L2
;
где L1
- длина обрабатываемой заготовки, мм;
S1 –
максимальныйзазор между направляющей шпонкой приспособления и пазом стола станка;
L2
– расстояние между шпонками, мм;
Е3
- погрешность, возникающая вследствие конструктивных зазоров, необходимых для посадки заготовки на установочные элементы приспособления.
Еn
– погрешность смещения инструмента.
Еуп
= 14 · 0,02 / 210 = 4,67 · 10–3
мм;
Тс
= 0,07 – (4,67 · 10–3
+ 0 + 0,03) = 0,035 мм.
При растачивании отверстия в заготовке обеспечить отклонение от параллельности оси заготовки относительно установки не более 0,15 / 300 мм/мм.
1. Погрешность несовмещения баз
wн.б.
= ТН (13, стр. 45, табл. 8)
wн.б.
= 0,15 мм.
2. Погрешность закрепления заготовки /11, стр. 82/
w3
= 0,060 мм
3. Погрешность установки заготовки:
wу
= wн.б.
+ w3
= 0,15 + 0,060 = 0,075 мм
4. Суммарная погрешность обработки.
ws
= К wт.с.
= 0,5 · 0,06 = 0,03 мм
5. Допустимая погрешность установки
[wу
] = Ö Т2
– К2
wт.с.
= Ö 0,152
– 0,52
· 0,062
= 0,15 мм;
wу
< [wу
];
6. Суммарная погрешность приспособления:
wпр
= Т - Öwу
2
+ К2
w2
т.с.
= 0,152
- Ö0,752
+ 0,032
= 0,069 мм;
7. Допуск на расчетный размер собранного приспособления:
Тс = wпр
– (wу
+ w3
+ wп
) = 0,069 – (0 + 0 + 0) = 0,069 мм.
5.3 Расчет и проектирование специального режущего инструмента
Проектирование специального режущего инструмента начинаем после тщательного анализа стандартных конструкций инструмента, на основе которого выявили его несоответствие заданным производительности и качеству обработанной поверхности.
Задание на проектирование специального режущего инструмента; блочная инструментальная оснастка с использованием резцов с напаянными и механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин.
На основе задания на проектирование разрабатываем подрезной расточной блок для обработки отверстия Ø 150Н8 корпуса конического редуктора. Сборочный чертёж специального режущего инструмента представлены в графической части дипломного проекта.
Блочная конструкция состоит из регулируемой фасонной оправки, оснащённой резцом – вставкой с микро метрическим регулированием вылета. Оправка состоит из корпуса 1, шпонки 2, которая предназначена для крепления резцедержателя 13. Штифт 8, посредством пружины 1 крепит и фиксирует резцедержатель. В резцедержатель устанавливается расточной резец 10 с напаянной твёрдосплавной пластиной. Резец выбираем стандартный – 2142-05-86 ВК8 ГОСТ 9795-84. Фиксирование резца в радиальном направлении происходит при помощи винта крепления 11 и винта 12.
Блок крепится в цанговом зажиме агрегатного станка. Хвостовик резца – цилиндрический со шпоночным соединением. Для точного подрезания торцов главного отверстия корпуса применяется регулировочная шайба 5, которая фиксируется после установки винтом 4. Вылет расточного резца регулируется при помощи гайки микрометрического регулирования 9. Для подрезания торцов применяется сборная твердосплавная фреза, выполненная однотелой с расточной оправкой.
Фреза отличается высокой эффективностью, так как обладает высокими прочностью и надежностью, не требует переточек.
Применяем точные пластины классов допусков А и F с целью минимального биения режущих кромок. В корпусе фрезы имеются пары с установленными державками 19, имеющими винты 21, которые предназначены для крепления резцов (многогранных неперетачиваемых пластин) 20. На кольце 15 со ступенчатыми отверстиями для зажимных винтов устанавливаем пружины 16, которые через шайбу 17 и винт 18 прижимают пластины 20 к опорным фаскам на кольцевой выточке корпуса. Форма кольцевой выточке соответствует форме трехгранных МНП. Окончательно пластины крепим винтом 18. Для замены и поворота пластин ослабляем винт 18 и, нажимая его, сдвигаем державку 19, обеспечивая свободный съем пластины.
Произведем расчет точности позиционирования и податливости инструментального блока. Точность обработки отверстия в значительной степени зависит от точности позиционирования и проявляется в биении вершины лезвия расточного инструмента и податливости инструментального блока. Допустимые величины биения и податливости инструментального блока принимаем (28, стр.305, табл. 4.3): Допустимое биение – 0,03 мм; допустимая податливость - 0,11 мкм/Н. Источником погрешностей позиционирования является относительное биение присоединительных поверхностей блока и переносы в соединениях из-за допусков на точность изготовления присоединительных поверхностей.
Угловые ошибки звеньев (переносы осей) и векторные ошибки (параллельное смещение осей, равное половине биения) элементов инструментального блока можно суммировать путем приведения переносов осей к векторному виду в плоскости замыкающего звена (биение режущей части) через передаточное отношение, которое учитывает фактическую длину элемента блока. Так, биение контрольной оправки длиной 100 мм в цилиндрическом соединении, выполненном по 5-му квалитету точности, составляет 3,2 мкм, значит биение инструмента с вылетом 245 мм, будет в 2,45 раза больше: 3,2 · 2б45 = 7,84 мм. Для блока передаточное отношение А = 245 / 100 = 2,45.
Погрешность позиционирования вершины лезвия инструмента (половину биения) при установке блока по формуле: (28, стр.307)
LΣ
= 1 / KΣ
√Σ1
n
(li
· ki
· Ai
)²; где
LΣ
– половина допуска биения режущей части как замыкающего звена;
KΣ
–коэффициент относительного рассеяниязамыкающего звена;
li
, Ai
– принятое за скалярную величину произведение векторной величины li
на свое передаточное отношение;
ki
- коэффициент относительного рассеяния размеров.
Рассчитаем величину KΣ
:
KΣ
= 1 + (0,55 / Σ1
n
· [√Σ1
n
· (li
· ki
)² - √Σ1
n
· li
²];
Где ki
и li
определяем из (28, табл. 44 – 4.6)
Значение ki
= 1,09. Способ получения поверхности – наружное шлифование в центрах. Поверхность цилиндрическая. Значение биения 2е инструмента по
IT5 – 2е = 3,2 мкм
KΣ
= 1 + (0,55 / 4,96 · [√(4,96 ·1,09)²- √4,96²] = 0,4959
LΣ
= 1 / 4959 √(4,96 · 1,09)²= 10,9022 мкм.
Угол поворота в цанговом зажиме Q/М=0,001 (кНм)-1
. (28, стр.309, табл. 4.10)
5.4 Проектирование специальных средств технического контроля
В настоящем дипломном проекте разрабатываются приспособления для контролирования перпендикулярности осей двух главных отверстий корпуса конического редуктора, диаметрами Ø 150Н8.
Методы и средства контроля выбираем на стадии анализа и разработки технологических требований готовой детали по ГОСТ 14.306 – 73, которые приводились ниже.
Отклонения от перпендикулярности двух отверстий равно 50 мкм (см. графическую часть дипломного проекта). Для измерения данного отклонения выбираем индикатор рычажно-зубчатый с ценой деления 0,01 мм. (22, стр. 121) ГОСТ 5584-85, группа П11. Настоящий стандарт распространяется рычажно-зубчатые индикаторы с ценой деления 0,01 мм, у которых может, меняется положение измерительного рычага относительно корпуса.
Погрешность показаний индикатора при любом положении индикатора и измерительного рычага не превышает: (22, стр. 123).
0,005 мм – на любом участке шкалы в пределах 0,1 мм;
0,010 мм - на любом участке шкалы более 0,1 мм.
Под погрешностью показаний индикатора понимается сумма абсолютных величин наибольших (положительных и отрицательных) погрешностей, накопленных на участке при прямом и обратном ходе измерительного рычага.
Направление линии перпендикулярно к оси измерительного рычага в его среднем положении на участке измерения. Вариация показаний индикатора не превышает 0,003 мм.
В качестве основания, на которое устанавливается контролируемая деталь применили плиту по ГОСТ 20149 – 85, группы Г28. Размеры поверочной плиты 300х300 мм. Материал плиты – чугун серый, НВ=150÷210.
В отверстиях контролируемой детали устанавливаем втулки 2, 5, 8 и оправку 1. На специальном поворотном маховике жестко устанавливаем измерительный прибор (индикатор рычажно – зубчатый). Маховик 4 устанавливаем таким образом, чтобы измерительный наконечник прибора касался поверхности оправки 1. Маховик 4 при помощи рукоятки 10 поворачиваем на 180º.Отклонение от перпендикулярности двух отверстий определяем как наибольшую алгебраическую разность показаний прибора на длине l =110мм.
6. Расчет, компоновка и планировка механического цеха
6.1 Расчет годовой трудоемкости и станкоемкости изготовления деталей
Годовую проектную трудоемкость изготовления рассчитываем по формуле:
Ст
= 2,27 · 90.000 + 1,7 · 90.000 + 1,65 · 90.000 + 2,43 · 90.000 + 1,85 · 90.000 + 1,65 · 90.000 + 2,07 · 90.000 = 501.300 мин / шт.
Годовые затраты станко – г, на выполнение работ (фрезерных, агрегатных) при изготовлении деталей рассчитываем по формуле
Т ст. k
= Т шт. h
· Nг
; где
Т шт. h
– штучное время обработки детали на h-той операции;
Nг
– годовая программа выпуска деталей.
Т ст.1
= 0,038 · 90000 = 3405 станко – г;
Т ст.2
= 0,028 · 90000 = 2550 станко – г;
Т ст.3
= 0,028 · 90000 = 2475 станко – г;
Т ст.4
= 0,041 · 90000 = 3645 станко – г;
Т ст.5
= 0,031 · 90000 = 2775 станко – г;
Т ст.6
= 0,035 · 90000 = 3105 станко – г;
Т ст.7
= 0,028 · 90000 = 2475 станко – г.
6.2 Определение состава и расчет площадей.ъ
Определяем предварительно состав производственных участков и отделений, вспомогательных служб, санитарно – бытовых помещений, помещений культурного обслуживания работающих и административно – конторских помещений.
6.3 Выбор типа зданий и компоновки механического цеха
Механический цех располагаем в одноэтажном промышленном здании. Промышленное здание компонуем из основных и дополнительных унифицированных типовых секций (УТС).
Пролет мостового крана Lк
(м) и расстояние l от оси колонны до вертикальной оси кранового рельса, м:
L = Lк
+ 2·l; (1, стр. 395, формула 291).
9 = 8 + 2·l;
l = ½ м;.
Размеры пролетов кранов в соответствии с шириной пролетов зданий выбираем (1, стр. 395, табл. 44).
Выбираем S = 100 мм; b = 700 мм;
9 ± 8 + 2(t + S + b) - для кранов до 15 т.
t = 500 – 700 – 100
t = 300 мм = 0,3 м.
При выборе ширины пролета здания и установления необходимых размеров между осями подкрановых путей надо иметь в виду, что при крайнем положении тележки крюк крана не доходит до оси подкранового рельса на некоторое расстояние l1
и l2
(1, стр. 394, рис. 136).
l1
= 1300 мм – для кранов, грузоподъемностью до 15 т.
l2
= 1950 мм.
Общая высота здания Н от пола до нижней выступающей части верхнего перекрытия.
Н = Н1
+ h, (1, стр. 397, формула 293).
где Н1
– расстояние от пола до головки подкранового рельса;
h - расстояние от головки рельса до нижней выступающей части верхнего перекрытия.
Н1
= k+z+e+f+c; (1, стр. 397, формула 294).
где k – высота наиболее высокого станка; размер принимаем 2,3 м.
z– промежуток между транспортируемым изделием. z = 0,5 ¸ 1,0 м.
e – высота наибольшего по размеру изделия в положении транспортирования, м;
f- расстояние от верхней кромки наибольшего транспортируемого изделия до центра крюка крана, м, f = 0,5 ¸ 1,6 м.
Н1
= 2,3 + 1 + 2,3 + 1 + 1,6 = 8,2 м.
h = А + m; (1, стр. 397, формула 295),
где А – высота электрического мостового крана.
А = 2,150 мм.
m - расстояние между верхней точкой крана и нижней точкой перекрытия;
m = 100 мм.
Н = 2150 + 100 = 2250 мм = 2,25 м.
Н = 8,2 + 2,25 = 10,45 м (1, стр. 399, табл. 45)
Принимаем высоту здания
Н = 10,8 м.
a = 9 / 5 = 1,8 м.
Административно – конторские и санитарно – бытовые помещения размещены в пристройках или во вставках производственных зданий, располагаемых в местах поперечных и продольных температурных швов.
Основные УТС (для продольных пролетов) принимаем 72х72 м², дополнительные секции (для поперечных пролетов) – 24х72 м².
Вспомогательные здания компонуем из УТС длиной 48 м и шириной 12м.
Компоновочный план промышленного здания определяем взаимным расположением пролетов, типом производства и видом технологического процесса. Склады заготовок и материалов и сборочный цех располагаем в продольных пролетах, механический цех – в поперечных.
Планировка механического цеха приведена в графической части дипломного проекта.
6.4 Технологическая планировка цеха
Технологическую планировку разрабатываем в соответствии с компоновочным планом. Исходя из принятой формы организации производства – поточный, производим соответственно расстановку технологического оборудования по ходу технологического процесса механической обработки корпуса конического редуктора. Основной принцип планировки – прямо точность движения заготовок. Транспортирующие устройства выбираем в зависимости от конфигурации, размеров и массы заготовки, что отвечает этим требованиям примечание транспортера с хромовыми собачками. (24, стр. 328).
При непосредственной передаче деталей с одной рабочей позиции на другую шаг транспортирования определяется по формуле:
Тmin = А + Б1
+ Б2
+ В; где (24, стр 328).
А – продольный размер детали;
Б1
и Б2
– расстояние от торцов деталей до наружных контуров шпиндельных коробок.
В – минимальное расстояние между соседними шпиндельными коробками;
Тmin = 152 + 50 + 50 + 600 = 952 мм;
Расстояние между механизмами принимаем (24, стр. 326, табл. 17.3).
Вычерчиваем темплеты станков, планируем оборудование и вычерчиваем технологическую планировку цеха (см. графическую часть)
7. Безопасность жизнедеятельности
Работа современного машиностроительного предприятия, его основного и вспомогательного оборудования, коммуникаций, очистных сооружений во многом зависит от правильности и своевременности действия персонала. При этом наша искусственная среда обитания - техносфера, включающая обычно, объекты, составляющие единую техническую систему и сильно влияющие друг на друга, сама нередко становится источником аварий, пожаров, взрывов и других опасностей.
Задачей охраны труда является - свести к минимальной вероятности поражение и заболевание работающего, с одновременным обеспечением наилучших условий труда, при максимальной его производительности.
Успешное решение задач по созданию безопасных и безвредных условий труда работающих на предприятиях машиностроения, зависит от широкого применения безопасных технологий, оборудования, а также средств защиты.
Улучшение условий труда, повышение его безопасности, влияют на результаты производства, производительность труда, качество и стоимость выпускаемой продукции.
При улучшении условий труда сокращаются случаи производственного травматизма, профессиональных заболеваний, уменьшаются затраты на оплату компенсации за работу в неблагоприятных условиях труда. Улучшение условий труда позволяет снизить текучесть персонала из-за воздействия вредных факторов, что дает экономию на переподготовке новых рабочих.
7.1 Общая характеристика проектируемого объекта с точки зрения безопасных и безвредных условий труда
Базовый (заводской) вариант технологического процесса обработки корпуса конического редуктора для зерноуборочных комбайнов имеет ряд недостатков, по сравнению с проектируемым технологическим процессом. Это, в первую очередь, большое число операций, выполняемых в заводском технологическом процессе.
Вследствие этого увеличивается объем производственных помещений, что приводит к увеличению мощности освещения, резко возрастают производственные вибрации, повышается общий уровень шума. Последнее приводит к утомляемости работников на основных видах оборудования в механическом цехе. Из-за большого числа металлообрабатывающего оборудования увеличивается общая опасная зона оборудования и производственного цеха. Это приводит к увеличению вероятности травматизма. Наличие большого числа органов управления и приборов (шкал, кнопок, рукояток, световых и звуковых сигналов) вызывает повышение утомляемости рабочих.
Во-вторых, в проектируемом технологическом процессе применена механизация работ и технологического процесса.
Механизация способствует ликвидации тяжелого физического труда, снижению травматизма. Особое значение с точки зрения охраны труда и безопасности жизнедеятельности имеет механизация подачи заготовок в рабочую зону при обработке.
В-третьих, проектируемый технологический процесс экономичней базового (заводского) технологического процесса. В связи с этим уменьшается количество загрязнений воздуха, воды и технологических отходов.
7.2 Объемно – планировочное решение здания проектируемого цеха
На основе выше приведенных расчетов размеры механического цеха:
- высота помещения - 10400 мм;
- длина помещения - 30.000 мм;
- ширина помещения - 9.000 мм;
- площадь помещения - Sn
= 270 м²
- объем помещения - Vn
= 2808 м³.
Сопоставим с санитарными нормами СН 245–71, где указывается, что площадь производственного помещения, приходящаяся на одного работающего, должна быть не менее 4,5 м², а объем 175,5 м³
Предприятие относится к V классу вида производства по СН 245–71.
7.3 Производственная санитария
7.3.1 Анализ и устранение потенциальных опасностей и вредностей технологического процесса
Пооперационно проанализируем технологический процесс и установим потенциальные опасности и вредности, которые могут возникнуть при его ведении.
005 – вертикально – фрезерная;
010 – агрегатная;
015 – горизонтально – фрезерная;
020 - агрегатная;
025 - агрегатная;
030 - агрегатная;
035 – агрегатная.
7.3.2 Микроклимат производственных помещений
Обоснуем категорию работ, выполняемых в цехе по тяжести, и приведем нормированные параметры микроклимата рабочей зоны и помещения в соответствии с СанПиН 2.2.4548-96.
Данные сведем в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 Параметры микроклимата.
| сезон года | категория работ | температура Сº | относительная влажность % | скорость воздуха м/с | |||
| в рабочей зоне | в помещении вне рабочих мест | оптим | доп. | оптим | доп. | ||
| оптим. доп. | |||||||
| холодный и переходный периоды со среднесуточной температурой наружного воздуха - 10º | легкие физические работы с энергозатратами до 172 Дж/с (150 к кол/ч) | 25 | 19 | не более 75 | 0,2… 0,5 | ||
| теплый период с температурой +10ºС | то же | 25 | 19 | 40 | 60 | 0,2 | 1,0 |
Методы обеспечения нормируемых параметров микроклимата: используем естественную вентиляцию. В зимнее время помещение отапливается и вместе с тем поддерживается влажность воздуха.
Рис 7.1 Схема обще обменной вентиляции.
7.3.3 Освещение
В производственном помещении обеспечим естественное и искусственное освещение (СНиП 23.05-95)
Разряд зрительной работы - III;
Характеристика зрительной работы – высокая точность;
Под разряд зрительной работы – б;
Контраст объекта с фоном – средний;
Характеристика фона – темный.
Таблица 7.2.
| Искусственное освещение | Естественное освещение | Совместное освещение. | |||
| освещенность, лк | КЕО, % | КЕО, % | |||
| комбинир. | общее | верхнее (комбин.) | боковое | верхнее (комбин.) | боковое |
| 1000 | 300 | 5 | 2 | 2… 3 | 0,7… 1,2 |
Определим коэффициент естественной освещенности (26 стр.123.)
ен
= е·m·c;
Минимальная нормируемая освещенность представлена в табл. 7.3.2.2.
Табл. 7.3 Рекомендуемая освещенность и коэффициенты запаса, k.
| Лампы накаливания | Коэффициент запаса, k | Газоразрядные лампы | Коэффициент запаса, k | ||||
| освещенност, лк | освещенност, лк | ||||||
| комбинированное освещение | общее освещение | комбинированное освещение | общее освещение | ||||
| Общее и местное | общее | общее и местное | Общее | ||||
| 1500 | 150 | 1,3 | 2000 | 200 | 1,5 | ||
Рассчитаем общее равномерное освещение при горизонтальной рабочей поверхности:
световой поток:
Фп
= 100 Ен
·S·z·k/(N·η); (26; стр. 127).
Где Ен
– нормированная минимальная освещенность;
S – площадь освещаемого помещения; м²;
z - коэффициент минимальной освещенности, равный Еср
/ Еmin
;
k – коэффициент запаса (см. таблицу);
N – число светильников в помещении;
η – коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильника (26, табл. 4, стр. 128).
Показатель помещения:
i = A · B / Hp
·(A+B); (26, стр. 127).
где А и В – два характерных размера помещения,
Hp
– высота светильников над рабочей поверхностью.
i =(30·9) / [10,8 (30 + 9)] = 0,67;
при i = 0,67, pп
= 50%; рс
= 30 %.
φ = [(150 · 270 · 1,15 · 1,3 · 1,5) / (2 · 34)] = 1,336 лк
L / Hp
= 1,5; L =10,8·1,5=15,6 м - расстояние между светильниками
n = 270 / 182,2 = 1,48 ламп.
Выбираем количество светильников – 2 шт.
По таблице 5 (26, стр. 129) выбираем лампы для производственного помещения люминесцентные лампы типа ЛДЦ 40, световой поток которых 1450 лк, световая отдача 48,2 лм/Вт.
Полученные результаты сведем в таблицу 7.4.
Таблицу 7.4 Сводная.
| Наименование помещения | Характер работы | Размер объекта различия мм | Нормальное значение КЕО, % | Нормальное освещение при иск. осв. | Тип светильника | ||
| комб. осв. | бок. осв. | комб. осв. | бок. осв. | ||||
| Механический цех | Металлообрабатывающие работы | 0,3… 0,5 | 5 | 2 | 200…2000 | 1,246 | ЛДЦ – 40 |
7.3.4 Опасность поражения электрическим током
Механический цех, где производится металлообработка, является помещением без повышенной опасности поражения людей электрическим током (1 класс).
Величина малого напряжения для переносных светильников, ручного электрифицированного инструмента не выше 42 В.
Применяем двойную изоляцию.
Заземление или зануление на корпус не требуется.
Применяем для питания оборудования трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью.
Назначение заземления нейтралью – для снижения до безопасного значения напряжения, относительно земли нулевого проводника (и всех присоединенных к нему проводников) при случайном замыкании фазы на землю.
Рис. 7.4.1. Замыкание фазы на землю.
Ro
- сопротивление заземления нейтрали;
Rзм
– сопротивление заземления в результате случайного замыкания провода на землю.
Uк
= Iз
· Ro
= Uφ
· Ro
/ (Ro
+ Rзм
);
Uφ
= 380 В; Ro
= 40 м; Rзм
= 100 ом.
Uк
= 380 · 4 (4 + 100) = 14,6 В
– прикосновение к корпусу не опасно. Опасность прикосновения к корпусу практически исключена.
7.3.5 Шум
Допустимые уровни звукового давления в активных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц).
Информация берется (СНиП 2.2.2.12.4.1340-03):
не более LА экв
= 86 Д
Б
По упрощенной методике определим суммарный уровень шума Lп.общ.
при совместном действии всех источников:
L Iобщ
= 15 + 0,2 = 15,2 Д
Б
L IIобщ
= 10 + 04 = 104 Д
Б
L III общ
= 15 + 02 = 152 Д
Б
L IV общ
= 9 + 05 = 95 Д
Б
L Vобщ
= 8 + 0,6 = 8,6 Д
Б
L VI общ
= 15 + 0,2 = 15,2 Д
Б
L VIIобщ
= 10 + 0,4 = 10,4 Д
Б
L VIIIобщ
= 20 + 0 = 20 Д
Б
Для проектируемого технологического процесса
Ln
общ
. =104,5 дБ
По базовому варианту
Ln
общ.
= 435,6 дБ
Уровень шума Ln
общ
. – расчетный превышает допустимый LА ЭКВ.
, поэтому разработаем мероприятия по его уменьшению:
- стремимся к уменьшению шума в источнике: заменяем ударные механизации безударными, применение вместо прямозубых шестерен косозубых (снижение на 5 ÷ 10 дБ), замена регулярная подшипников качения; балансируем периодически вращающихся элементо; используем, где возможно, прокладочный материал на металлических поверхностях;
- рациональная планировка цеха;
- акустическая обработка помещений.
Уровень шума при проектируемом технологическом процессе меньше базового (заводского) ≈ 4 раза.
7.3.6 Вибрации
Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. В настоящем дипломном проекте это:
- металлорежущий инструмент станков; зубчатые зацепления, подшипниковые узлы; крепление механизмов транспортера и металлорежущих станков;
- борьба с вибрацией воздействием на источник возбуждения, т.е. анализируем и, если допускается техническими условиями, улучшаем качество обработки подшипниковых узлов и других механизмов увеличиваем. Вместо подшипников качения по возможности используем подшипники скольжения.
- отстройка от режимного резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;
- вибродемпфированием, т.е. энергию механическую превращать в энергию тепловую. При проектировании технологической оснастки металлорежущих станков по возможности, исходя из исходных данных, применяем пластмассу (кондукторы, кондукторные втулки, зажимные устройства).
- вибродемпфирующее покрытие – динамическое гашение вибрации.
Применяем крепление металлорежущих станков к фундаменту при помощи виброзащитных опор.
7.3.7 Опасность травмирования движущими частями
Предусмотрим устройства, исключающие возможность случайного попадания человека в опасную зону (26, стр. 383).
Опасность локализована в пространстве вокруг движущихся элементов, режущего инструмента, обрабатываемой детали, зубчатых, ременных и цепных передач, рабочих столов станков, транспортера. Особая опасность создается в случаях, когда возможен захват одежды или волос работающего движущимися частями оборудования. Применяем оградительные устройства защиты. Для рабочего инструмента предусматриваем стационарные ограждения. Полными заграждениями защищаем корпуса электродвигателей, системы передачи крутящего момента транспортера.
Подвижное ограждение монтируем на станках. Оно представляет собой устройство, сбалансированное с рабочими органами механизма или машины. Ограждение закрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента. В остальное время доступ в указанную зону открыт.
Ограждение выполняем в виде сварных кожухов, жестких сплошных щитов (щитков, экранов), решеток, сеток на жестком упоре.
Размер ячеек в сетчатом ограждении:
а = б / (6 + 5); б – расстояние от ограждения до опасной зоны;
а = 20 / (6 + 5) = 1,8 см.
Применяем блокировочные и сигнализирующие устройства, следящие за работой технологического оборудования.
7.3.8 Выделение вредных веществ
При нарезании метрической и конической резьбы на агрегатно – резьбонарезном станке применяем в качестве СОЖ – масло + керосин.
На остальных операциях применение СОЖ не обязательно.
7.4 Хозяйственно – питьевое водоснабжение
Определяет общий расход воды на хозяйственно – питьевые нужды, исходя из норм потребления на 1 чел. В смену – 25 л; из них – на питьевые нужды до 5л – 3 л .
Табл. 7.5 Расход воды на хозяйственно – питьевые нужды
| Цех, участок, отделение | количество работающих | потребность в воде | ||
| для питья | для хоз. целей | всего | ||
| механический цех | 16 чел. | 48л | 400л | 448л |
7.5 Предотвращение аварийных ситуаций
7.5.1 Предупреждение аварий и взрывов технологического оборудования
Применяются предохранительные защитные средства, которые предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого – либо параметра оборудования за пределы допустимых значений, что исключает аварийные режимы работы.
На установках, работающих под давлением больше атмосферного, используем предохранительные клапаны и мембранные узлы (26, глава 9).
На специальном приспособлении, которое зажимает и фиксирует положение детали во время обработки при помощи сжатого воздуха, обеспечиваем устройствами, предотвращающими самопроизвольное освобождение зажимов при отключении давления или при значительном силовом воздействии со стороны рабочих органов оборудования.
Важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации, ремонта и обслуживания технологического оборудования играет тормозная техника, позволяющая быстро останавливать валы, шпиндели, являющиеся потенциальными источниками опасности.
Одним из видов предохранительных устройств являются слабые звенья, рассчитанные на разрушение. Предотвращение аварийных ситуаций может происходить при помощи блокирующих устройств, которые встраиваются в технологическое оборудование. В машиностроении также применяются сигнализирующие устройства, дающие информацию о работе технологического оборудования.
7.5.2 Обеспечение взрывопожарной безопасности производства
В проектируемом технологическом процессе на двух последних операциях (агрегатных – резьбонарезных) применяется в качестве СОЖ керосин или смесь керосина с маслом. При нарезании резьбы требуется малое количество СОЖ, которое подается импульсным насосом, включаемым один раз за цикл перед началом рабочей подачи метчиков.
Применяется способ подачи минерального масла на метчики в распыленном виде, обеспечивающее смазку и охлаждение при малом расходе керосина с маслом (2 ÷3 г/г на один метчик). Вследствие этого подача СОЖ в распыленном виде применяем вытяжные вентиляционные устройства.
Механический цех относится к категории Д – производства, в котором обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.
Устройство электрооборудования в производственных помещениях регламентирует ПУЭ. Механический цех относится к пожароопасному (помещение и установки, в которых содержатся горючие жидкости и горючие пыли), нижний концентрационный предел которых выше 65 г/см³.
Зона класса П – I
В соответствии с СН и П-21-01: здание II степени огнестойкости:
- предел огнестойкости несущих стен, колонны - 2 часа;
- лестничных площадок и коридоров – 1 час;
- наружных стен из навесных панелей, перегородок и покрытий – 0,25 часа.
Для здания II степени огнестойкости распространение огня допускается лишь по конструкциям перегородок на величину не более 40 см.
Здание одноэтажное.
Причины пожаров:
- нарушение технологического режима – 33%;
- плохая подготовка оборудования к ремонту –13% и т.д. (26, стр. 347).
Первичные устройства пожаротушения.
Доля обеспечения тушения пожара в начальной стадии его возникновения в цехе на внутренней водопроводной сети устанавливаем внутренние пожарные краны. Также используются специальные порошковые составы, стационарные установки и огнетушители.
Величина противопожарных разрывов между производственными и вспомогательными зданиями принимаем 9 м.
Пути эвакуации принимаем в соответствии с СНиII–21–01 число эвакуационных выходов – 2.
Эвакуационные выходы располагаем сосредоточенно. Ширина участков путей эвакуации – не менее 1 м, а дверей на путях эвакуации – не менее 0,8 м. Высота прохода – 2 м.
Предусматриваем пожарные лестницы.
Величина необходимого времени эвакуации людей из производственного здания принимаем - не ограничивается.
7.5.3 Обеспечение устойчивости объекта в чрезвычайных ситуациях
В соответствии СНиП21–01 разрывы между зданиями принимаем 9 м. Склады горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей проектируем в подземных сооружениях на расстоянии не менее 100 м от производственных объектов.
Взрывоопасные объекты располагаем с подветренной стороны по отношению к помещениям категории Д.
На территории предусматриваем и размещаем убежище для персонала от средств массового поражения.
Наружные стены противопожарного водоснабжения закольцовывают и прокладывают не ближе 5 м от стен производственного здания и не далее 2 м от дорог. Сети электроснабжения прокладываем от двух независимых подстанций. Одну из дублирующих линий (резервную) прокладываем кабелем под землей. Кроме того, предусматриваем реальную мини электростанцию.
7.6 Экологичность проекта
7.6.1 Источники загрязнения воды и технологические отходы в проектируемой технологии
Как упоминалось ниже, на двух последних операциях проектируемого технологического процесса в качестве СОЖ применяется смесь минерального масла с керосином.
Количество вредных веществ 3 г/г;
500 – 700 м³ / г.
Концентрация вредных веществ:
С = (3 · 1000) / 100 = 4 мг / м³.
Предельно допустимая концентрация смеси:
ПДК смеси = 5 мг / м³.
Вывод: очистки не требуется.
Потребность производства в воде.
Таблица 7.6 Потребность производства в воде.
| операция по технологическому процессу | загрязнители воды, выделяемые в цехе. | ||
| наименование загрязнителя | содержание загрязняющих веществ, г/л | количество сточных вод, м³/ сутки | |
| уборка помещений | технологические отходы | 100 ÷ 300 до очистки 15 ÷ 20 после очистки |
0,04 |
На уборку помещений требуется 0,4 л/м² - значит для нашего цеха 108 л.
Масса отходов основных материалов:
G отх.
= G (1 / К исп
– 1) · П; (25, стр. 17).
где G – масса единицы продукции (отливки), кг;
К исп.
– коэффициент использования материала;
П – программа выпуска изделий, шт.
К исп.
= 15,3 / 20,5 = 0,75;
G отх.
= 20,5 (1 / 0,75 – 1) 90000 = 615000 кг / год.
Результаты расчетов сведем в таблицу 7.6.2.
Таблицу 7.7 Масса отходов
| операция | вид отходов | количество, т/ сутки |
| механическая обработка | стружка | 1,685 |
7.6.2 Инженерные решения по очистке воздуха, очистке и повторному использованию воды, утилизации отходов
Предусматриваем и проектируем инженерные решения по очистке воздуха до предельно допустимых выбросов, очистные сооружения для воды.
Выбросы загрязняющих веществ неорганизованными источниками, например, транспортными средствами, складами, открытыми площадками и производственный шум распространяется на определенной территории вокруг предприятия. Для исключения их влияния на территории жилой застройки вокруг производственных предприятий устанавливаем озелененные санитарно – защитные зоны в соответствии с требованиями санитарных норм. Производственные стоки (загрязненные) подвергаем механической очистке в песколовках и отстойниках..
Отходы производства в своем большинстве ценные сырьевые ресурсы. На территории завода размещаем площадки для складирования и первичной обработки отходов.
8. Экономика производства
8.1 Выбор и сравнение вариантов технологического процесса изготовления деталей
В качестве базового варианта технологического процесса изготовления корпуса конического редуктора который состоит из 31 операции.
В дипломном проекте мы предлагаем сокращение технологического процесса на 24 операции, добиваемся мы такого сокращения за счет замены оборудования и совмещения операций, что дает нам сокращение времени на изготовление детали, снижает её себестоимость.
Сравнение вариантов технологического процесса
Для принятия решения о последовательности выполнения операций и составления проектируемого технологического процесса необходимо провести расчет технологической себестоимости изготовления изделия по операциям.
Технологическая себестоимость рассчитывается по формуле: (27)
где
п - количество операций в технологическом процессе;
Зш
- заработная плата основных производственных рабочих с отчислениями на социальное страхование; руб;
Рон
- расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента, руб;
Расчет заработной платы основных производственных рабочих см. ниже. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента:
где себестоимость машинного часа применяемого оборудования;
tст станкоёмкость изделия (ч)
tст =( tшт
Кмн)/60 Квн (27)
где tшт
– штучное время, ч;
K в.н
. – коэффициент выполнения норм, величина которого 1,1 ÷1,3.
Значение штучного времени берем из технологической части настоящего дипломного проекта.
tст1
= (2,27 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,035 ч;
tст2
= (1,65 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,025 ч;
tст3
= (1,70 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,025 ч;
tст4
= (2,47 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,035 ч;
tст5
= (1,80 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,025 ч;
tст6
= (1,65 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,025 ч;
tст7
= (2,07 · 1,0) / (60 · 1,2) = 0,035 ч.
Рон
= (1471 · 0,035) · 3 + (1471 · 0,025) · 4 =301,5 руб/ед.
Технологическая себестоимость при проектируемом варианте:
Себестоимость машинно – часа, применяемого оборудования и инструмента для базового варианта:
Станкоемкость изделия для базового варианта:
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента:
Технологическая себестоимость при базовом варианте технологического процесса:
Тип производства определяется по ГОСТ 3.1108 – 74 и характеризуется коэффициентом закрепления операций:
Кз.о.
= tв
/ tшт.ср
;
где tв
– такт выпуска изделий, мин;
tшт.ср
– среднее штучное время, мин.
Tв
= (Fд
· 60) / Nг
= (4025 · 60) / 90000 = 2,68 мин.
где Fд
- действительный фонд времени работы оборудования (расчет см в технологической части дипломного проекта).
tшт ср
=(2,27+1,7+1,65+2,43+1,85+1,65+2,07)/7 = 1,95 мин.
По полученным результатам находим, что производство будет массовым, т.к.
Кз.о.
= 2,68 / 1,95 = 1,37
Составим таблицу 8.1.
Сравнительная характеристика технологических процессов.
Таблицу 8.1 Сравнительная характеристика технологических процессов.
| составляющие элементы затрат (тыс.руб) | варианты | |
| базовый | проектируемый | |
| Основная з/п производственных рабочих | 3170000 | 765000 |
| Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и инструмента | 383,9 | 301,5 |
| Станкоёмкость оборудования | 2,6 ч. | 0,25 ч. |
| Технологическая себестоимость продукции | 1641,6 | 1373,9 |
| Стоимость машино часа | 1441 | 1471 |
Размер возможной экономии при неизменной программе выпуска изделий определяется сопоставлением технологической себестоимости по базовому и проектируемому вариантам:
Эг
= Сm
б
– Сm
n
; (27)
Эг
= (1641,6 · 90000)- (1373,9 · 90000) =24,093 мл. руб.
8.2 Анализ сравнительной эффективности технологических процессов.
Составление калькуляции себестоимости изделия.
Расчет численности работающих и фонда заработной платы.
При проектировании технологического процесса определяем потребное число основных и вспомогательных рабочих. Явочное число рабочих складывается из необходимого их количества на каждой операции.
Списочное число основных рабочих:
где п – число операций, выполняемых рабочими;
tшт
– штучное время;
Кмн
– коэффициент многостаночности;
Fэ
– эффективный фонд времени работы одного рабочего за год, ч;
Кв.н.
- – коэффициент выполнения норм принимают 1,2;
Nг
– годовая программа выпуска изделий, шт.
Чосн.сп. = [(0,035 · 1 / 1,2 · 90000) + (0,025 · 1 / 1,2 · 90000) + (0,025 · 1 / 1,2 · 90000) + (0,035 · 1 / 1,2 · 90000) + (0,025 · 1 / 1,2 · 90000) + (0,025 · 1 / 1,2 · 90000) + (0,035 · 1 / 1,2 · 90000)] / 1860 = 9,7;
Принимаем 10 рабочих:
10 – 1 = 9 рабочих принимаем, исходя из норматива 10 ÷12 % от списочного.
Потребное число вспомогательных рабочих 4 всп. Устанавливаем в процентном соотношении к числу основных рабочих (27). Принимаем 60 ÷70 % к числу основных рабочих.
Чвсп. = 6 рабочих.
Численность служащих и МОП:
работники ИТР – 1 работник;
служащий – 1 работник;
МОП – 1 работник.
Фонд заработной платы производственных рабочих складывается из основной и дополнительной заработной платы работающих – сдельщиков.
Фонд основной сдельной заработной платы:
З осн.ед.
= 771,8 · 90000 = 695тыс. руб.
Фонд премий:
Зпр.
= 0,43·695000 = 278тыс. руб.
Фонд доплат:
З доп.
= 0,043· 695000 = 27,8тыс. руб.
Дополнительная заработная плата:
З доп.
= 0,13·695000 = 69,5тыс. руб.
Общий фонд заработной платы основных рабочих:
З раб. осн.
= З осн. + 3 всп. = 765тыс. руб.
Отчисление в фонд социального страхования:
765000 · 0,281 = 215 тыс. руб
Заработная плата вспомогательных рабочих:
Зраб. всп
. = Зосн.
+ 3доп.
.
Основная тарифная ставка заработной платы вспомогательных рабочих:
Зосн
= Чвсп. · Fg
· a час. ср.;
Зосн
= 6 ·1860 ·3400 = 379 тыс. руб
Величина премии для вспомогательных рабочих составляет 30 %
Зпр.
= 114 тыс. руб.
Величина доплат составляет 8 %:
Здоп
= 30,3 тыс. руб;
Заработная плата ИТР, служащих и МОП определяем в зависимости от установленных окладов, отработанного в течение года времени и расчетного количества их численности:
для ИТР – 10000 руб
служащих – 5000 руб,
МОП – 4000 руб.
Дополнительная заработная плата для ИТР – 9% - 630 руб,
служащих и МОП – 5% от заработной платы – 250 руб.
Премия из фонда материального поощрения определяется в % от годового фонда заработной платы и составляет
для ИТР – 30% - 2100 руб.,
для служащих – 15% - 750 руб.,
МОП – 10% - 400 руб.
Расчет стоимости основных фондов и амортизационных отчислений.
Затраты в основные фонды слагаются из стоимости:
А) зданий и сооружений;
Б) производственного оборудования;
В) энергетического оборудования;
Г) подъемно – транспортного оборудования;
Д) инструментов и приспособлений;
Е) производственного и хозяйственного инвентаря.
Стоимость зданий:
Si – потребная площадь на i – той операции изготовления изделия, м²;
K3
плi – коэффициент занятой площади;
h – высота помещения цеха (от пола до подкрановых путей) м;
Цзд – стоимость 1 м³ производственного здания, руб.
Потребную площадь на 1 станок (1, стр. 174, табл. 17)
Si = 20 ÷ 25 м².
Коэффициент занятости площади соответствует коэффициенту загрузки оборудования.
Принимаем стоимость 1 м³ одноэтажного здания равной 4466 руб.
К з.д. = 23 · 1 · 10 · 446,620 = 7190000 руб.
Стоимость производственного оборудования:
агрегатные станки – 130 тыс. руб.;
фрезерные станки – 100 тыс. руб.
с учетом 15% надбавки на транспортные расходы.
Стоимость энергетического оборудования принимаем равной 1500 руб. за 1 кВт ориентировочная мощность 15 кВт.
Кэ.о. = 22,5 тыс. руб.
Эти же расценки принимаем для компрессорных установок.
Стоимость подъемно – транспортного оборудования принимаем в размере 10 ÷15% от стоимости технологического оборудования,
т.е. Кп.-т.о. = 165 тыс. руб
Стоимость инструмента и приспособлений принимаем в размере 1% от стоимости технологического оборудования:
Ки.п. = 11 тыс. руб.
Стоимость производственного и хозяйственного инвентаря:
- для производственного инвентаря 1,5% -
Кп.п. = 16,5 тыс. руб.
- для хозяйственного инвентаря 333 руб на одного производственного рабочего и 833,25 руб на одного инженерно – технического
- работника и служащего.
Нормы амортизационных отчислений на металлорежущее оборудование (12, стр. 423, табл 14).
Результаты расчетов сведем в таблицу 8.2.
Таблицу 8.2. Сводная таблица.
| № | наименование групп основных фондов | балансовая стоимость, тыс.руб | норма амортизации, % | годовая сумма амортизационных отчислений, тыс.руб. |
| 1. | Здания и сооружения | 7190 | 1,25 | 89,9 |
| 2. | Производственное оборудование | 1100 | 14,1 | 155 |
| 3. | Энергетическое оборудование | 22,5 | 5,1 | 1,15 |
| 5. | Инструменты и приспособления | 11 | 50 | 5,5 |
| 6. | Производственный и хозяйственный инвентарь | 53,3+0, 833 = 54,133 |
50 | 114 |
| ИТОГО: | 8377,633 | 268 | ||
Нормы амортизационных отчислений (12, стр. 424, табл. 14)
Годовая норма амортизации на нестандартное оборудование:
Н а = 1 / Т сл. · 100% (12, стр. 422)
где Т сл – срок службы объекта.
Расчет комплексных затрат на изготовление деталей.
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования принимаем по (12, стр. 431, табл. 24) средние затраты (руб./мин) на содержание и эксплуатацию оборудования в течение 1 мин работы.
2,249 · 0,8 · 1,7 = 3 руб (12);
Значит за год:
К рс = 249000 · 3 = 747 тыс.руб.;
Затраты на вспомогательные материалы составляют 4000 руб/год на один станок. По транспортному оборудованию стоимость вспомогательных материалов принимаем равной 2% от их балансовой стоимости:
Кт.о. = 10 тыс. руб.
Затраты на силовую электроэнергию:
Сэл.
= М уст.
· Fд
· K3
· Kc
· Цэл
; (27).
где М уст
– установленная мощность электродвигателей, кВт;
Kc – коэффициент спроса,
Цэл
– стоимость 1кВт · ч электроэнергии принимаем
Ц 1 кВт · ч
= 1 руб
Сэл
= 16,7 · 4025 · 1 · 1· 1 = 67,1 тыс. руб.;
М уст
= 2,2 + 2,5 + 2,1 + 2,6 + 2,1 + 2,5 + 2,7 = 16,7 кВт.
Затраты на сжатый воздух: нормативы расхода сжатого воздуха в пневмокамере зажимного устройства
1,5 м 3
/ ч – 880 руб., в пневматических инструментах – 4 м 3
/ ч – 237 руб.
Затраты на воду для производственных нужд:
2,5 м 3
- для проектируемого технологического процесса – 10 руб.
Затраты на пар: 155,31 руб.
Затраты на содержание дорогостоящего инструмента принимаем 10% от расходов на содержание оборудования:
К д.и. = 2713500 руб.
Затраты на текущий ремонт оборудования и межремонтное обслуживание:
К т.р. = 155000 руб.;
Затраты на внутризаводские перемещения грузов принимаем 78 руб./час.
Значит в год –
К в.п. = 78 · 249000 = 1.800тыс. руб.
Стоимость 1 часа эксплуатации электрокара – 26 руб.
Износ малоценных и быстро изнашивающихся инструментов и приспособлений: 18тыс. руб./год.
Составим таблицу.
Таблица 8.3 Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
| № | наименование статьи | сумма, тыс. руб. |
| 1. | амортизация оборудования | 268 |
| 2. | эксплуатация оборудования | 747 |
| 3. | текущий ремонт оборудования и инструмента | 155 |
| 4. | внутризаводское перемещение груза | 1.800 |
| 5. | износ малоценных инструментов | 18 |
| 6. | прочие расходы | 27,9 |
| ИТОГО: | 3015,9 | |
Расчет калькуляции себестоимости изделий.
Таблица 8.5.Калькуляция технологической себестоимости изделия, тыс.руб.
| № | наименование статей | базовый | проектируемый |
| 1. | покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги кооперативных предприятий | 1.253 | 1.253 |
| 2. | основная заработная плата производственных рабочих | 3.140 | 765 |
| 3. | дополнительная заработная плата производственных рабочих | 288 | 69,5 |
| 4. | отчисления на социальные нужды | 1.230 | 298 |
| 5. | расходы на подготовку и освоение производства | 0,716 | 0,173 |
| 6. | возмещение износа инструментов и приспособлений целевого назначения и прочие социальные расходы | 79,1 | 19,1 |
| 7. | расходы на содержание и эксплуатацию оборудования | 1110 | 268 |
| 8 | Итого: полная себестоимость | 7.090,816 | 2.672,773 |
Технико – экономический анализ результатов.
Для оценки технологического уровня спроектированного механического цеха используем комплекс технико – экономических показателей. Прогрессивность полученных показателей устанавливается путем сопоставления с показателями аналогичного действующего производства (Красноярского комбайнового завода). С целью оценки технологического уровня спроектированного технологического процесса представим матричную модель эффективности рассматриваемых вариантов технологических процессов. Матрица делится на 3 группы по вертикали и горизонтали: ресурсы, затраты, результаты. Результаты – выручка от реализации (ВР), затраты – затраты на производство и реализацию продукции, ресурсы – основные фонды (ОФ) и среднесписочная численность работников (ч). По проектированному варианту:
П п
= (20 ÷ 40%) Сполн.
;
ВР п
= С п
+ П п
;
ОФ п
→ - из калькуляции себестоимости изделия;
С п
→ - из калькуляции себестоимости изделия;
П п
= 45.300 тыс.руб.;
ВР п
= 59.300 тыс.руб.
ОФ п
= 8.511,2 тыс.руб.
С п
= 14.820 тыс.руб.
По базовому варианту:
Пб
= 44.500 тыс.руб.
ВРб
= 10.590 тыс.руб.
Офб
= 43.900 тыс.руб
Сб
= 61.400 тыс.руб.
Находим К об. – индекс темпа роста относительного показателя:
Коб.
= (Квр/вр
+ Кс/вр
+Коф/вр
+Кг/вр
+Квр/с
+Кс/с
+Коф/с
+Кч/с
+Квр/оф
+ Кс/оф
+Коф/оф
+Кч/оф
+Квр/ч
+Кс/ч
+Коф/ч
+Кч/ч
) / 16.
Коб.
=(0,02+0,03+0,04+23,659+0,8+0,99+1+1+29,04+1,24+1,00+ 1,15+4,47+1,08+0,87+1,00)/16=69,119/16=4,319
Спроектированный технологических процесс в 4,319 раза лучше по технологическим результатам.
Заключение
На основе сравнительного анализа показателей дипломного проекта и аналога (заводского технологического процесса) проектируемый вариант технологического процесса обработки корпуса конического редуктора лучше в 4,319 раз по технико – экономическим показателям технологического процесса.
В настоящем дипломном проекте были разработаны и спроектированы агрегатный станок, подрезной расточной блок, специальное приспособление для обработки корпуса конического редуктора, специальное контрольное приспособление для контроля перпендикулярности базовых отверстий корпуса.
Разработка специального приспособления привела к уменьшению погрешности обработки деталей, так как позволяет производить обработку деталей с принципом постоянства баз.
Исследование в этой области позволяет дальнейшую разработку принципиально новых технологических процессов на основе принципа агрегатирования промышленного оборудования, что приобретает особую важность в современных условиях, когда производится реконструкция действующих производств.
Список использованной литературы
1. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. Изд. 6-е, перераб. и доп. Учебник для машиностроительных вузов. М., "Высшая школа", 1969.
2. Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специальностей вузов. / А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, И.М. Колесов и др. – М: Машиностроение, 1986 – 480 с.: ил.
3. Технология машиностроения. Методическое руководство к курсовому проекту для студентов специальности 0501 "Технология машиностроения". Красноярск, КПИ, 1979, 36 с.
4. Общетехнический справочник /Е.А. Скороходов, В.П. Законников, и др., под ред. Е.А. Скороходова, - 4-е изд., испр., М: Машиностроение, 1990 – 496 с: ил.
5. Солонин И.С., Солонин С.И. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. – М: Машиностроение, 1980. 110с.
6. Допуски и посадки. Справочник в 2-х ч. В.Д. Мягков, М.А.Полей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский – 6-е изд, перераб. и доп. – Л: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1983 г. 4.2. 448с., ил.
7. Допуски и посадки. Справочник в 2-х ч. В.Д. Мягков, М.А.Полей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский – 6-е изд, перераб. и доп. – Л: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1982 г. 4.1. 543с., ил.
8. Справочник по производственному контролю в машиностроении. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. доктора технических наук профессора А.К. Кутая: Л: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1974.
9. Технология машиностроения. Нормирование сборочных операций. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов спец. 0501 - 0501 "Технология машиностроения". Сост. В.Е. Авраменко; Красноярск, КрПИ, 1988, 46 с.
10. Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. Худобин Л.В., В.Ф. Гурьяникин, ВР Берзин – М: Машиностроение, 1989 – 228 стр: ил.
11. Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Учебное пособие для машиностроительных специальных вузов, 4-е изд., перераб и доп. – Мн: Высшая школа, 1983 – 256 с, ил.
12. Справочник технолога – машиностроителя в 2-х т. Т.2.Под ред. Косиловой и Р,К, Мещерякова – 4-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1986, 496 с , ил.
13. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. М, Машиностроение, 1976.
14. Обработка металлов резанием: Справочник технолога А.А.Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм, и др.; под общей ред. А.А. Панова. – М. Машиностроение. 1988 – 736 с, ил.
15. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений. Учебник для вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М: Машиностроение, 1983 – 277с, ил
16. Режимы резания металлов. Справочник Изд. 3-е, перераб. и доп. – М: Машиностроение, 1971
17. Горошкин Д.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник – 7-е изд, перераб. и доп. – М. Машиностроение, 1979 – 303 с, ил.
18. Балабанов А.Н. Технологичность конструкций машин. М: Машиностроение, 1987 – 336 с, ил.
19. Ю.В. Барановский. Режимы резания металлов. Справочник. Изд 3-е М., Машиностроение, 1972.
20. Агрегатные станки средних и малых размеров. Ю.В. Тимофеев, В.Д. Хициан, М.С. Васерман, В.В. Громов. Под общей ред. Ю.В. Тимофеева – М: Машиностроение, 1985 – 248 с, ил.
21. Г.И. Меламед, В.Д. Цветков, Д. С. Аайриан Агрегатные станки. М: Машиностроение, 1964 – 423 с, ил
22. Л.С.Кузнецова Измерительный инструмент М: Государственное издательство стандартов, 1963 – 488 с, ил.
23. Руководство к дипломному проектированию по технологии машиностроения, металлорежущим станкам и инструментам: Учебное пособие для вузов по специальности "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты" Л.В. Худобин, В.А. Гречишников, А.Г Мояров, В.Ф. Гурьянихин; под общей ред. Л.В. Худобина - М: Машиностроение, 1986 – 288с, ил.
24. Автоматические линии из агрегатных станков Н.М.Вороничев, Ж.Э. Тартановский, В.Б. Тенин – 2-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1979 – 487 с, ил.
25. Безопасность и экологичность проекта. Методические указания по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов МТФ. Сост. А.И. Жуков, В.Я. Кондрасенко, В.В. Колот, КрПИ. Красноярск, 1992, 37 с.
26. Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов. Е.Я. Юдин, С.В. Белоа, С.К. Баланцев и др. Под ред. Е.Я. Юдина – 2-е изд, перераб. и доп. М: Машиностроение, 1983, 432 с, ил
27. Выбор экономического варианта технологического процесса. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломных проектов технологического характера - "Технико- экономические расчёты", Л. И. Канафодская, Т. П. Лихачёва, Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002г.
28. Металлорежущие инструменты. Учебник для вузов по специальностям "Технология машиностроения", "Металлорежущие станки и инструменты"Г.Н. Сапаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л, Боровой и др. – М, Машиностроение, 1989 – 328с, ил.