Коллектор


1 ОБЩИЙ РАЗДЕЛ
Описание конструкции и назначение детали.
Деталь коллектор впускной 245-1003033-А изготавливается из алюминия АК9 ГОСТ 158393 представляет собой деталь в виде изогнутой разветвленной трубы . Масса данной детали после механической обработки – 2,2 кг, способ получения заготовки –литье. Конструктивным назначением впускного коллектора является подача очищенного воздуха в цилиндры двигателя поступающего под давлением от турбокомпрессора. Коллектор устанавливается на головку блока цилиндров, для этого необходима довольно высокая чистота поверхности, поэтому посадочную поверхность обрабатывают с качеством шероховатости поверхности Ra 3,2.
Деталь имеет достаточно сложную пространственную форму, но при ее изготовлении не возникает больших затруднений. Поскольку заготовка получается литьём, а дальнейшая изготовление заключается в обработке плоских поверхностей и обработка отверстий. Коллектор также подвергается испытанию на герметичность, через него пропускают воздух под давлением 0,2 МПа в течении 1 мин. Просачивание воздуха и наличие раковин не допустимо.
Химический состав и механические свойства АК9чпоГОСТ1583-89 приведены ниже в таблицах 1.1 и 1.2

Таблица 1.1 - Химический состав АК9ч по ГОСТ 1583-89 в процентах

4,5-5,5 1,0-1,5 0,35-0,6 до 0,5 до 0,15 1,0 0,3
Таблица 1.2 - Механические свойства АК9ч по ГОСТ 1583-89
Режим термообработки
МПА НВ
Т5 >200 >0,5 >70
1.2 Определение типа производства.
Тип производства по ГОСТ 3.1108—74 характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест. Так как Кз.о отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжения рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства, то Кз.о оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделения из расчета на одну смену: [1, с.21]

(1.1)
где По — суммарное число различных операций; Ря — явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операции.
Исходные данные:
Годовая программа выпуска N1 – 10000 шт.
Количество деталей в изделии m-1 шт.
Запасные части и брак – 10%.
Действительный годовой фонд времени Fд=4029ч.
Действительно годовая программа выпуска деталей определяется по формуле: [1, с.21]
(1.2)
где N1 – годовая программа выпуска деталей
m – количество деталей в изделии
β– запасные части и потери на брак

Определяем расчетное количество станков на каждой операции по формуле:
[1, с.22]
(1.3)
где N – действительная годовая программа выпуска деталей;
Тшт– трудоемкость изготовления детали на данной операции;
Fд – действительно годовой фонд времени;
nз.н– нормативный коэффициент загрузки оборудования, предварительно принимаем 0,8.

Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места по формуле: [1, с.22]
(1.4)
где mр – расчетное количество оборудования;
р – принятое количество оборудования.

Определяем количество операций выполняемых на рабочем месте по формуле: [1, с.23]
(1.5)
где nз.н– нормативный коэффициент загрузки оборудования;
nз.ф– фактический коэффициент загрузки оборудования.

Определяем коэффициент закрепления операций по формуле: [1, с.23]
(1.6)
где – суммарное число различных операций;
– суммарное число рабочих мест.

Согласно ГОСТ 14.004-74
1 <Кзо< 10 – значит данный тип производства является крупносерийным.
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1Анализ технологичности конструкции детали.
Деталь — коллектор впускной — изготавливается из литейного алюминиевого сплава АК9ч методом литья в кокиль. Деталь технологична, т.к. позволяет применять высокопроизводительные методы обработки детали, т.е. при массовом и серийном производстве дешевле производство детали, т.к. не нужно применять высококвалифицированных рабочих, высокоточные сложные универсальные станки, режущий и мерительный инструмент для получения необходимых размеров и поверхностей, отвечающих всем конструкционным требованиям.
В отношении припусков на механическую обработку, то, т.к. заготовка получается литьем в кокиль, что позволяет получить поверхности с минимальными отклонениями, припуски будут минимальны, что продлит срок службы режущего инструмента и уменьшит вибрации при обработке, уменьшит объем метала уходящего в стружку, избавит от необходимости присутствия черновых проходов и уменьшит затраты на электроэнергию за счет применения менее мощных электродвигателей, по причине небольших сил резания.
Деталь технологична, т.к. литейный алюминиевый сплав АК9ч легко обрабатывается при механической обработке и хорошо льется под давлением. Деталь технологична, т.к. обеспечивает достаточную жесткость конструкции в процессе обработки. Деталь технологична, т.к. не доставляет проблем при транспортировании, т.к. имеет небольшую массу и не требует применение специализированных грузоподъемных устройств, для перемещения и транспортировки деталей.
Деталь технологична, т.к. все поверхности, имеющие сложную форму, получаются литьем и впоследствии не обрабатываются, а обрабатываемые поверхности легко доступны и позволяют применять много инструментальные и агрегатные станки.
Деталь технологична, т.к. имеет хорошие базовые поверхности.
Количественная оценка технологичности детали:
Количественная оценка производится по следующим показателям 1,с25]Ки.м. = - коэффициент использования материала. (2.1)
где: mД – масса детали.
mЗ – масса заготовки.
Ки.м. =
С точки зрения использования материала деталь технологична, т.к. малое количество материала идет в стружку. [1,с25]
Кт.ч.=1-коэффициент точности, (2.2)
где: Тср. – средняя точность размеров детали.
Тср =
Кт.ч. =1-
Так как Кт=0,88>0,8 то деталь по этому показателю является технологичной. [1,с25]
КШ. =- коэффициент шероховатости, (2.3)
где: Шср. - средняя шероховатость размеров детали.
Шср. =
КШ. =
Так как Кш=0,13 <0,32 то по этому показателю деталь можно считать технологичной.
Вывод: количественный и качественный анализ показал, что деталь 245-1003033-Аколлектор впускной является технологичной.
2.2 Анализ существующего варианта технологического процесса
На протяжении многих операций для осуществления контроля промежуточных размеров используется штангенциркуль, что не применимо при данной годовой программе (10000 штук) выпуска детали и способствует затрате рабочим большего времени на измерение, чем при измерении шаблонами. Так на операции 10 Агрегатной для контроля размера 48 используется штангенциркуль, Поэтому я предлагаю заменить универсальные средства измерений на специальные (калибры, пробки и т.д.).
1. 005Агрегатная;
2. 015 Агрегатная;
3. 020 Радиально-фрезерная;
3. 025 Радиально-сверлильная;
4. 030 Моечная;
1)Режущийинструментдляобработкиданнойдеталиподобранвсоответствиисовсеминормамиитребованиями. На операции 10Агрегатной,используемая при обработке оснащена ножами из быстрорежущего сплава ВК6, т.к. материал детали легкообрабатываемый.
2) Мерительный инструмент ,используемый для измерения детали коллектор впускной 245-1003033-А морально устарел, например, для измерения размеров заготовки и некоторых межоперационных размеров используют штангенциркуль.
3) Большим плюсом данного техпроцесса является одновременная много инструментальная обработка. Благодаря применения нового оборудования – станок Агрегатный позволяет вести обработку как фрезерованием так и сверлением и нарезанием резьбы, что позволяет существенно сэкономить но времени обработки и на количестве станков.
4) Заготовка получается методом литья в кокиль, что является наиболее рациональным методом обработки, т.к. форма, размеры, внешний вид заготовки приближен к форме и размерам готовой детали. Припуски на механическую обработку соответствуют реальной заготовки.
5) На участке отсутствует механический отвод стружки, стружка собирается и сбрасывается в контейнер в ручную, что так же занимает много времени.
6) Практически на всех операциях соблюдается принцип постоянства баз, что позволяет применять специальные, быстродействующие приспособления с пневматическим приводом, которые обеспечивают точность закрепления, быстроту зажима, разжима детали, что позволяет сократить вспомогательное время на операциях.
7)Передача заготовок от станка к станку происходит с использованием физического труда рабочего.
8)Хорошо организованы вентиляция помещения и освещение рабочего места.
9) Все рабочие занимают соответствующие их разрядом рабочие места.
10) Нормы времени не соответствуют современным методом обработки. Они преувеличены.
11) На участке соблюдаются правила и нормы охраны труда, нету никаких отклонений по шуму, освещению, и остальным опасным и вредным производственным факторам.
12) Режимы резанья занижены при том что оборудование позволяет вести обработку на гораздо больших скоростях.
13) На всех операциях применяются высокопроизводительные приспособления.
14) Применено высокопроизводительное оборудование.
2.3 Перечень организационно-технических мероприятий по совершенствованию существующего варианта технологического процесса
На основании анализа существующего варианта технологического процесса предлагаю следующий перечень организационно-технических мероприятий по совершенствованию существующего варианта технологического процесса:
заменить универсальные средства измерений на специальные;
применить более прогрессивные режимы резания и нормы времени на всех операциях проводимых на радиально сверлильном станке 2Н135 поскольку эти режимы занижены, и это позволит сократить время на обработку, так на операции 025 радиально-сверлильной для сверления диаметра 12,5 можно увеличить частоту вращения до 1000 мин-1,что сократит время на обработку и при этом будет достигнута точность соответствующего квалитета.
применить на участке шнековый транспортер для отвода стружки с отдельным выходом от основного потока стружки, т.к. алюминиевая стружка идет обратно в литейный цех на переработку.
Оборудование загружено частично, но на этом участке обрабатываются схожие детали. Целесообразно догружать станки обработкой других деталей, т.к. понижается себестоимость изготовления деталей.
Напылить режущую часть инструмента износостойким покрытием карбида-титана так для фрезы с твердосплавными платинами использование такого напыления позволит значительно увеличить стойкость инструмента при более высоких нагрузках;
Перед контрольной операцией ввести моечную ;Заменить ручные приспособления на пневматические;
Предлагаю установить станки в соответствии с технологическим процессом, что позволит сократить время на межоперационное транспортирование.
Установить подвесной конвейер для транспортирования заготовок и на конвейере установить моечную машину.
2.4 Установление оптимальной последовательности операций и
обоснование выбранного варианта техпроцесса
Анализ существующего техпроцесса обработки детали 245-1003033-А коллектор впускной, что общая последовательность операций данного техпроцесса установлена правильно; черновые и чистовые базы выбраны верно. Параметры применяемого для обработки детали специального полуавтоматического оборудования в основном соответствуют требованиям операций механообработки.
Произведем расчет стоимости операций по старому и новому вариантам.
Предлагаемый вариант:
Исходные данные: станок 6Р13Ф3
цена Ц=176902500=44225000руб.
площадь станка в плане f=1,6х0,4=0,64м2
разряд работ - 5
коэффициент загрузки станка З = 0,60
Основная и дополнительная зарплата с начислениями
СЗ = СТФky = 1,5318851,11,0 = 3172руб/ч (2.5)
где = 1,53 - коэффициент к часовой тарифной ставке, учитывающий следующие виды
выплат: дополнительную зарплату - 9%, начисления на социальное страхование – 7,6%, за переработку норм - на 30% [1, с.39],
СТФ = 0,7542500=1885руб/ч - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика 5-го разряда [1, с.40],
k = 1,1 - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика [1, с.40],
y = 1 - коэффициент штучного времени, учитывающий оплату
труда рабочего при многостаночном обслуживании [1, с.40].
Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места.
СЧ.З = СЧ.ЗБ.ПkМ = 11153,1 = 3457 руб/ч (2.6)
где СЧ.ЗБ П = 0,4462500 = 1115руб/ч - практические часовые затраты на базовом рабочем месте [1, с.40]
kМ= 3,1 - коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы, связанные с работой базового станка [1, с.148, П.2]
Капитальные вложения в станок определяются по формуле:
руб/ч (2.7)
где FД - действительный годовой фонд времени работы станка [1, с.22]
1,1 – коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и монтаж станка [1, с.82]
Действительный годовой фонд времени определяем по формуле:
(2.8)
где П=6% – процент потерь времени на проведение ремонтов, обслуживания , настройки и под наладки обрабатывающего центра [1, c.22]
FН=4154ч – номинальный годовой фонд работы оборудования при 40-часовой рабочей неделе в две смены (из графика работы ММЗ на 2005год).
Капитальные вложения в здание определяем по формуле:
руб/ч (2.9)
где ЦПЛ.ЗД = 1252500 = 312500 руб. - стоимость 1 м2 площади механического цеха [1, с.43]
F = fkf = 0,644 = 2,54м2 - производственная площадь, занимаемая станком, с учетом проходов; [1, с.43]
kf = 4 - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь [1, с.43]
Часовые приведенные затраты можно определить по формуле:
СП.З = СЗ + СЧ.З + ЕН(КС + КЗ) = 3172+3457+0,15(20124+3288) = 10140руб/ч
(2.10)
где ЕН=0,15 - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений [1, с.39]
Технологическая себестоимость операции механической обработки
руб. (2.11)
где, kВ=1,3 - коэффициент выполнения норм [1, с.43]
Базовый вариант:
Исходные данные: станок 6P11
цена Ц=70402500=17600000руб.
площадь станка в плане f=1,6х0,4=0,64м2
разряд работ - 4
коэффициент загрузки станка З = 0.3
Основная и дополнительная зарплата с начислениями по формуле 2.6
СЗ = СТФky = 1,5316751,11,0 = 2819руб/ч
где СТФ = 0,672500=1675руб/ч - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика 4-го разряда [1, с.40],
Часовые затраты на эксплуатацию рабочего места по формуле 2.7
СЧ.З = СЧ.ЗБ.ПkМ = 907,51,1 = 998,25 руб/ч
где СЧ.ЗБ П = 0.3632500 =907,5руб/ч - практические часовые затраты на базовом рабочем месте [1, с.40]
kМ= 1,1 - коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы, связанные с работой базового станка [1, с.148, П.2]
В связи с пониженной загрузкой станка корректируем полученное значение часовых затрат по формуле:
СЧ.ЗК = СЧ.З/1,14 = 998,252,9/1,14 = 2540руб/ч (2.12)
где = 1+ (1-З)/ З= 1+ 0,26(1- 0,12)/ 0,12= 2,поправочныйкоэффициент[1, с.42]
= 0,26 – удельный вес постоянных затрат в часовых затратах на рабочем месте [1, с.148, П.2]
Действительный годовой фонд времени по формуле 2.9

где П=3% – процент потерь времени на проведение ремонтов, обслуживания , настройки и под наладки вертикально-фрезерного станка. [1, c.22]
Капитальные вложения в станок по формуле 2.8
руб/ч
Капитальные вложения в здание по формуле 2.10
руб/чгде F = fkf =0,644=2,56м2- производственная площадь, занимаемая станком, с учетом проходов; [1, с.43]
kf = 4 - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную лощадь
[1, с.43]
Часовые приведенные затраты по формуле 2.11
СП.З = СЗ + СЧ.З + ЕН(КС + КЗ) = 2819+998,25 +0,15(16017+662) = 6319руб/ч
Технологическая себестоимость операции по формуле 2.12
руб.
Видно, что себестоимость операции 010 по базовому варианту ниже, чем по предлагаемому. В связи с этим намеченную замену не производим.
2.5 Выбор и экономическое обоснование заготовки.
Заготовка выбирается так, чтобы:
получение её требовало наименьших затрат при должном качестве;
коэффициент использования металла Ким был наибольшим.
Существует несколько способов получения заготовок литьем в зависимости от назначения детали, ее формы, размеров и программы выпуска.
Заготовки простых форм с плоской поверхностью отливают в песчаные формы, полученные ручной формовкой по деревянным моделям (в единичном и мелкосерийном производстве).
Средние и мелкие заготовки, имеющие форму тел вращения в серийном и массовом производствах отливают, применяя машинную формовку по металлическим моделям. Масса таких заготовок на 8—12% меньше массы заготовок, полученных при ручной формовке по деревянным моделям.
Отливки сложной формы изготовляют по выплавляемым моделям, что позволяет получить точность размеров 4—5-го класса, этим способом получают заготовки из любых сталей и сплавов. Процесс производства заготовок по выплавляемым моделям заключается в литье восковых моделей в специальные пресс-формы и изготовлении литейных форм по восковым моделям. При этом методе литья форму нагревают до температуры выше температуры плавления материала модели. Модель при этом расплавляется и вытекает из формы. Такой способ извлечения модели не требует вторичного соединения полу-форм, что повышает точность отливок, форму заливают жидким металлом. Выплавляемые модели получают из смеси парафина, церезина, стеарина и др. Такая смесь перемешивается в расплавленном состоянии и под давлением подается в металлическую пресс-форму. Этот метод литья применяют в серийном и массовом производстве.
Различные втулки, венцы червячных колес, заготовки из чугуна и бронзы заливают в кокиль (разъемную металлическую форму, заливаемую жидким металлом, которую раскрывают после затвердения металла).При больших программах выпуска широко применяют центробежное литье, при котором под действием центробежной силы металл прижимается к стенкам формы и отливка получается уплотненной с минимальными припусками под обработку резанием. Литье сложных по форме заготовок в кокиль экономично только в массовом производстве.
Мелкие ответственные заготовки из цветных сплавов изготовляют на специальных литейных машинах в металлических пресс-формах под высоким давлением. Это позволяет не подвергать заготовки обработке резанием или обрабатывать только их рабочие поверхности.
Заготовки, получаемые литьем в оболочковые разъемные формы; при этом обеспечивается точность размеров 0,3—0,7 мм и шероховатость поверхностей Rz = 10…40 мкм. Данный способ литья по качеству получаемых заготовок превосходит способ литья в песчаные формы, а в отдельных случаях является более эффективным по экономическим показателям, чем литье по выплавляемым моделям и под давлением. Оболочковую форму изготовляют из формовочной смеси, состоящей из тонкого кварцевого песка с 4—6% пульвербакелита, представляющего собой термореактивную смолу. Пластичная смола воспринимает точный отпечаток модели без механического действия. Форму для заливки получают на машине с установленной под модельной плитой. Закрепленную металлическую модель нагревают до 180—200° С. На плиту насыпают формовочную смесь. С одной стороны плиты закрепляют одну половину модели, а с другой — вторую. После нагрева до 180° С стол поворачивают на 180°, и полу-форма попадает в термостат с температурой 250—200° С. Смесь быстро затвердевает. На другой стороне стола в это время засыпают формовочную смесь для получения второй полу-формы. Поворачивая стол, вторую полу-форму опускают в термостат, а первую, окончательно затвердевшую, снимают. Оболочки собирают в форму. Собранную оболочковую форму перед заливкой устанавливают в металлический ящик. Пространство между формой и ящиком заполняют формовочной смесью или чугунной дробью, способствующей образованию у заготовки мелкозернистой структуры. Освоено получение заготовок массой 200 кг при максимальных габаритных размерах модельных плит 1300 х 900 х 250 мм.
Так как изготавливаемая деталь имеет достаточно сложную форму и изготавливается из алюминиевого сплава, для уменьшения массы конструкции, то целесообразно принять материал детали — алюминиевый литейный сплав АК9Ч/АЛ4 (ГОСТ 1583-93), а способ получения заготовки — литье в металлические формы под давлением. Принимаем подобный способ получения заготовки, т. к. другие способы не применимы для данного материала и заготовки такой формы.
Стоимость заготовки в данном случае определяют по формуле: [2, с.34]
(2.5)
где — базовая стоимость 1т. заготовок;
— коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;
— масса заготовки;
— масса готовой детали;
— цена 1т. отходов;


Применение такой заготовки целесообразно, т.к. экономит время, затраты на производство заготовки с минимальными последующими объемами алюминиевого сплава уходящими в стружку.
2.6 Расчет припусков на механическую обработку
Произведем расчет припусков на обработку отверстия коллектора впускного в размер 16h13(-0.3).
Заготовка получена способом литья в кокиль, степень точности отливки – 9 по ГОСТ 26645-85, масса отливки 5,5 кг.
Базирование при этом производится по наружным необработанным поверхностям заготовки.
Расчет припусков ведем в виде таблицы, в графы которой последовательно записываем технологический маршрут обработки и все значения элементов припуска
приведены в таблице2.1.
Табл. 2.1 Карта расчета припусков на обработку отверстий 16h13(-0.3).
Техно-ло-гичу-ские пере-ходыЭлементы припуска, мкмРас-чет-ныйпри-пуск, мкм Рас-чет-ныйраз-мер, мм До-пуск, мм Предельные размеры, ммПредельные значения припусков, мкмRZ Т dMINdMAX2zMIN 2zМАХ
Заготовка 700 700 1193 - - 19.121 1900 19.121 21.021 - -
Фрезеро-вание черновое 50 50 50 256 2593 16.128 400 16.128 16.528 2993 4493
Фрезеро-вание чистовое 30 30 40 63 428 15.7 300 15.7 16 428 528
Итого: - - - - - - - - - 3421 5021
Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество литых заготовок, составляет 700 мкм [1, с.63]
для зенкерования RZ1=Т= 50 мкм [1, с.65]
для растачивания RZ2=Т= 30 мкм [1, с.65]
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:
(2.5)
где КОР - погрешность коробления,
СМ- погрешность смещения.
КОР = ∆К L = 1 650 = 650 мкм (2.6)
Где ∆К= 1 - удельная кривизна заготовки [1, с.71],
L= 650 мм– диаметр отверстия детали.
Погрешность смещения внутреннего контура, относительно наружного согласно чертежа равна СМ= 1000 мкм.
Таким образом, имеем по формуле 2.5:
мкм
Остаточная погрешность после первого перехода обработки [1, с.73]
1= ЗАГ кУ = 11930,06 = 72 мкм (2.7)
1= ЗАГ кУ=11930,04=48
где кУ= 0,06;0,04 - коэффициент уменьшения погрешности [1, с.73]
Погрешность установки определяем по формуле:
(2.8)
гдеБ- погрешность базирования,
З- погрешность закрепления,
ПР- погрешность положения приспособления.
Погрешность базирования в нашем случае равна нулю: Б= 30.
Погрешность закрепления в нашем случае равна З= 250 мкм [1, с.79] Погрешность положения приспособления возникает из-за того, что приспособление установлено на подвижном столе обрабатывающего центра и равна ПР=50 мкм [1, с.74]
Таким образом, имеем погрешность установки при зенкеровании по формуле 2.8:
мкм (2.8)
Остаточная погрешность установки при растачивании равна
у2 = у10,05+пр=2560,05+50=63 мкм (2.9)
Расчет минимальных значений припусков ведем по формуле:
(2.10)
Тогда имеем:
для чернового фрезерования
мкм
для чистового фрезерования
мкм
Расчетные размеры:
dР2 = dДЕТMAX= 16 - 0,3 = 15,7 мм,
dР1 = dР2+z2МIN = 15,7 + 0,428 = 16,128 мм,
dРЗАГ= dР1+ z1МIN = 16,128 +2,593 = 19,121 мм.
Допуски:
2 = ДЕТ = 300 мкм,
1 = 400 мкм,
ЗАГ = 1900 мкм (из ГОСТ 26645-85).
Предельные размеры:
DЗАГMАХ =dЗАГ2 +ЗАГ=19,121+1,9=21,021мм,
DЗАГMIN=dЗАГ2 - ЗАГ = 21,021 – 1,9=19,121мм,
d1MINdР1 += 16,128 мм,
d1 MAX = d1MIN + 1 =16,128 - 0,4 = 16,528 мм,
d2MIN dР2 = 15,7мм,
d2MAX = d2MIN- 2 = 15,7 + 0,3 = 16 мм.
Предельные значения припусков:
Z1МIN= dЗАГMIN – d1MIN = 19,121 – 16,128 = 2,993 мм = 2993 мкм;
Z1MАХ = dЗАГMАХ – d1MАХ= 21,021-16,528 = 4,493 мм = 4493 мкм;
Z2МIN = d1MIN – d2MIN = 16,128 – 15,7 = 0,428 мм = 428 мкм;
Z2MАХ= = d1MАХ – d2MАХ= 16,528 – 16 = 0,528 мм = 528 мкм;
Общие припуски
ZО МIN= 2993+428 = 3421 мкм;
ZО МАХ = 4493+528 = 5021 мкм.
Проверка правильности выполненных расчетов:
z2MАХ - z2МIN= 528-428 = 110 мкм; 1 - 2 = 400-300 = 100 мкм;
z1MАХ - z1МIN= 4493-2993 = 1500 мкм; ЗАГ - 1 = 1900-400 = 1500 мкм

Рисунок 2.1 — Графическое расположение припусков, допусков обработки поверхности
2.7 Выбор оборудования
Данные о применяемом в техпроцессе оборудовании с учетом предлагаемых улучшений сводим в табл. 2.2
Таблица 2.2 Оборудование, используемое в техпроцессе
Номер операции Наименование операции Модель станка Цена станка, млн. руб. Ремонтная сложность Габариты станка, ммммМощность
электродвигателя,
кВт
1 2 3 4 5 6 7
005 Агрегатная АМ 14599 840 64 4,2*2 8,2
015 Агрегатная АМ 14600 920 72 4,5*2,2 8,2
Продолжение: Таблица 2.2 Оборудование, используемое в техпроцессе
1 2 3 4 5 6 7
020 Радиально-фрезерная 6Р11 10,5 18 1,5*2 5,5
025 Радиально- сверлильная 2К522 120 22 1,48*0,94 1,5
2.8 Выбор станочных приспособлений
Данные о применяемых в техпроцессе станочных приспособлениях сводим в табл. 2.3
Таблица 2.3 - Сводная таблица станочных приспособлений
№ опер Наименование операции Наименование приспособления Вид привода Обозначение ГОСТ Код
015 Агрегатная
1-я устано- 7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
7304 - 4470 3091330240
020 Горизонтально-фрезерный - 7227 - 4003 3091320180
7227 - 4003 3091320180
7356 - 4024 3091320180
7356 - 4024 3091320180
7356 - 4024 3091320180
7356 - 4024 3091320180
7356 - 4024 3091320180
2.9 Выбор режущего инструмента
Основными факторами, влияющими на выбор режущего инструмента, являются следующие:
вид обработки резанием (точение, фрезерование, сверление т.д.);
тип производства (единичное, серийное или массовое);
свойства обрабатываемого материала принадлежность обрабатываемого материала к какой-либо из основных групп материалов по ISO: Р – углеродистые и легированные стали, стальное литье; М – коррозионностойкие и жаропрочные стали; К – все виды чугунов, закаленная сталь, цветные сплавы;
тип обработки (черновая, получистовая, чистовая);
требования к шероховатости поверхности обрабатываемой детали;
тип применяемого технологического оборудования;
профиль обрабатываемой поверхности.
В большинстве случаев целесообразно применять для обработки стандартный режущий инструмент, так как его цена значительно ниже цены специального инструмента, а качество как правило выше.
Данные о применяемом в техпроцессе режущем инструменте сводим в табл. 2.4
Таблица 2.4 Сводная таблица режущего инструмента
№ опер. Наименование операции Наименование инструмента Материал режущей части Обозначение ГОСТ Код
1 2 3 4 5 6
005 Агрегатная Фреза ВК8 39180-24360 3091460302
Зенкер 391610-12489 3024101506
Центровка спец. спец.
Сверло Р6М5 391330-2034 3021101011
Метчик 391330-3266 3913634021
Зенкер 391610-12489 3024101506
015 Агрегатная Центровка спец. спец.
Сверло Р6М5 391267-2034 3021101011
Метчик 391330-3266 3913634021
020 Фрезерная Фреза ВК8 393311-24360 3091460302
Фреза цилиндрическая Р6М5 3910802-17025 3018331331
Продолжение: Таблица 2.4 Сводная таблица режущего инструмента

1 2 3 4 5 6
025 Радиально-сверлильная Центровка спец. спец.
Сверло Р6М5 391267-2034 3021101011
Метчик 391330-3266 3913634021
Сверло Р6М5 спец. спец.
2.10 Выбор средств контроля

Данные о применяемых в техпроцессе средствах контроля сводим в
табл. 2.5
Таблица 2.5 - Сводная таблица средств контроля
№ опер Наименование операции Наименование средств контроля Контролируемый размер Обозначение ГОСТ Код
1 2 3 4 5 6
005 Агрегатная Штангенциркуль 220-0,1-2 393311-166 3933112501
Штангенциркуль 200-0,1-2 393311-166 3933112501
Пробка 48 393120 3063140098
Штангенциркуль 125-0,1-2 393311-166 3933112501
Пробка М8 393120 3063140098
Пробка 60 39312012202 3063140098
015 Агрегатная Калибр - 393112 3075000400
020 Радиально-фрезерная Штангенциркуль 200-0,1-2 393311-166 3933112501
Штангенциркуль 200-0,1-2 393311-166 3933112501
025 Радиально-сверлильная Штангенциркуль 125-0,1-2 393311-166 3933112501
Пробка М8 393120 3063140098
Пробка 12,4 393120 3063140098
2.11 Выбор средств механизации и автоматизации на участке
Механизацию и автоматизацию технологических процессов на производстве осуществляют путем применения различных приспособлений и устройств, которые обеспечивают механизированное закрепление заготовок, подвод и отвод инструмента, и автоматическую загрузку оборудования. Механизация и автоматизация процессов производства распространяется также на контроль, регулирование и управление производством. При автоматизации станков применяют также различные средства активного контроля путем использования электромагнитных индуктивных и фотоэлектрических устройств. Эти приборы осуществляют не только контроль за качеством обработки, но и обеспечивают управление станком и под наладку инструментов. Высшей формой автоматизации металлорежущего оборудования является применение счетно-решающих устройств и таких систем управления, которые позволяют получать детали заданной формы и размеров по заранее установленной программе работы станка с определенным режимом без участия человека в управлении станком. В таких станках размеры и форма обрабатываемых заготовок, а также режимы резания задаются в виде определенной записи (кода) на различных носителях. Специальные устройства считывают и расшифровывают записи, обеспечивая подачу соответствующих сигналов управления исполнительным узлом станка, которые обрабатывают заготовку в соответствии с заданной программой.
Автоматизация - совокупность технологических процессов, когда автоматизированы связанные между собой технологические операции (процессы) или несколько единиц оборудования (автоматические линии, многоцелевые станки, транспортно-загрузочные роботы и др.); они обеспечивают автоматическую работу комплексов технологического оборудования, координированное функционирование большого числа локальных систем; необходимость в групповом управлении вызвана потребностями комплексной автоматизации многофункциональных участков технологического оборудования или сложных многосвязных технологических циклов; промышленного производства;
Различают несколько уровней автоматизации производства:
локальная автоматизация, т.е. автоматизация отдельных технологических операций или единиц оборудования, построенная на базе узко специализированных по назначению автоматических регуляторов или широко универсальных систем, в которых, как правило, используют современные методы цифрового управления;
функциональная гибкость локальных систем управления технологическим оборудованием определяет их широкую универсальность и комплексность применения в различных сферах производства;
автоматизация управления производством, т.е. создание автоматизированных систем планирования и управления производством на базе вычислительной техники; такие системы используют при управлении, как технологическими объектами, так и коллективами людей, осуществляющими производственный процесс; на этом уровне большое значение придается организационному управлению, связанному преимущественно с решением задач экономического характера, разработкой планов и производственных программ на заданные сроки, управлением материальными потоками, запасами, поддержанием ритмичного хода производства, учетом и статистическим анализом состояния производства;автоматизация инженерно-технической деятельности, когда автоматизируются проектирование, конструирование новых изделий, технологическая подготовка производства; важными средствами такой автоматизации стали САПР.
Однако осуществление той или иной степени механизации и автоматизации процесса обработки зависит от экономической эффективности ее применения для данных конкретных производственных условий.
Эффективность механизации и автоматизации технологических процессов, определяют следующими показателями: 1) повышением производительности труда; 2) снижением времени на обработку детали; 3) повышением качества обработки; 4) снижением себестоимости продукции и 5) облегчением условий труда.
Непосредственное влияние на характер автоматизации технологических процессов оказывает объём производства, размер партии деталей и их повторяемость, размеры и норма изготовляемых деталей и характеристика действующего оборудования.
В настоящее время разработана методика укрупненного определения уровня механизации и автоматизации производственных процессов в машиностроении. Этой методикой предусмотрено три основных показателя:
1) степень механизированного труда: [4, с.54]
(2.8)
2) уровень механизированного труда в общих трудовых затратах: [4, с.55]
(2.9)
3) уровень механизации и автоматизации производственных процессов: [4, с.55]
(2.10)
где Рм — число выполняющих работу механизированным способом; Рр — число работающих ручным способом; Тм — время механизированного труда; Тр — время ручного труда; Ра — число выполняющих работу во всех сменах на данном рабочем месте или на участке в цехе механизированным способом; kм — коэффициент многостаночного обслуживания; ka — коэффициент производительности, равный Т0/ Т1 (То — трудоемкость изготовления детали на универсальном оборудовании с наинизшей производительностью; Т1 — трудоемкость изготовления детали на действующем оборудовании); Рпр — приведенное число работающих: [4, с.57] (2.11)
Коэффициент k определяют для каждого вида оборудования и рабочего места по формуле: [4, с.58]
(2.12)
где ТВМ—вспомогательное механизированное время; Топ — оперативное время.
При отсутствии операционных технологических процессов и технических норм времени коэффициент определяют на основе хронометража элементов приемов работ. Все эти показатели являются в сумме системой дополнительных технико-экономических показателей, характеризующих фактический уровень механизации и автоматизации участка, цеха или предприятия.
2.12 Расчет режимов резания.
1 Расчет режимов резания для фрезерования (операция 005 позиция 2).
Исходные данные:
Станок — АМ14599
Ширина фрезерования — В=85 мм
Длина резания — Lрез=320 мм
Снимаемый слой — t=2 мм
Шероховатость — Ra=3,2
Для данной операции выбираем фрезу со вставными призматическими зубьями, оснащенные пластинами из ВК6. Диаметр выбирается в зависимости от ширины фрезерования по формуле 2.10: [2, с.72]
(2.10)
По ГОСТ 27066-86 подбираем ближайший стандартный диаметр и число зубьев:

Рассчитываем длину рабочего хода: [2, с.74]
(2.11)
[2, с.301]

Определяем рекомендованную подачу на зуб:
[2, с.84]
Определяем стойкость инструмента:
[2, с.87]
Определяем табличную скорость резания:
[2, с.101]
Рассчитываем чистоту вращения шпинделя станка: [2, c.74]
(2.12)

По справочнику подбираем ближнее стандартное частота вращения для данного станка:

Т.к. были изменены частота вращения, то мы определяем действительную скорость резания:
(2.13)

Определяем минутную подачу: [2, с.76]
(2.14)

Определяем время обработки: [2, с.76]
(2.15)

Уточняем подачу на зуб: [2,с.76] (2.16)

Проверяем по мощности резанья
(2.17)

Проверим условие:
(2.18)
(2.19)


Т.к<,то обработка возможна
Операция 005 агрегатная Позиция 4
Исходные данные:
1) Модель станка – АМ14599
2) Режущий инструмент – сверло Ø6,7
3) Припуск на обработку – t=3,35 мм
4) Материал заготовки – АК9Необходимо назначить режимы резания и определить основное время.
1) Рассчитываем длину рабочего хода: [2, c.303]
Lр.х= Lрез+ y + Lдоп (2.20)
где Lрез – длина резания;
y – величина врезания;
Lдоп – длина допустимая;
Принимаем следующие значения Lрез,y , Lдоп : [2, c.300]
Lрез =20 мм
y =2 мм
Lдоп=0 мм
Подставляем выбранные значения в формулу : (2.26)
Lрез =20+2+0;
Lрез =22 мм;
2) Определяем подачу на оборот по нормативам в мм/зуб: [2, c.110]
=0,28 мм/об;
3) Определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:
[2, c.114]
=20 мин;
4) Определяем рекомендуемую нормативами скорость резания V в м/мин:
[2, c.50]
; (2.21)
где – табличная величина скорости резания;
– коэффициент, зависящий от размеров обрабатываемой заготовки;
– коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности и её твердости;
– коэффициент, зависящий от стойкости и материала инструмента;
Принимаем следующие значения , ,, [2, c.115]
и подставляем их в формулу: 2.21
=42
=1,0
=1,25
=1,0
5) Расчёт частоты вращения шпинделя, соответствующего рекомендуемой скорости резания: [2, c.115]
; (2.22)
где - диаметр сверла в мм;
- скорость резания в м/мин;
;

6) Рассчитываем скорость резания по принятым оборотам шпинделя: [2, c.115]
(2.23)
где - диаметр сверла;
- принятая по паспорту частота вращения шпинделя 2000;


7) Рассчитываем минутную подачу по принятым оборотам шпинделя: [2, c.116]
(2.24)
где - подача на оборот шпинделя;
-обороты шпинделя;


8) Рассчитываем основное машинное время в минутах: [2, c.116]
(2.25)


9) Делаем проверочные расчеты по определению осевой силы резания в кгс:
[2, c.124]
Определяем
; (2.26)
где - табличная осевая сила резания;
- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
Выбираем следующие значения,,: [2, c.125]
=75 кгс
=1,0


Сравниваем с осевой силой резания, выдаваемой станком: [2, c.125] < (2.27)
Т.к<, то обработка возможна
10) Делаем проверочные расчеты по мощности: [2, c.126]
Определяем
; (2.28)
где - диаметр стола;
- поправочный коэффициент;
Выбираем следующие значения [2, c.127]
=0,21
=1,0


Сравниваем с мощностью двигателя станка: [2, c.27]
(2.29)
где - паспортная мощность двигателя;
- коэффициент полезного действия;


Т.к,то обработка возможна
3 Расчет режимов резания для резьбонарезная (операция 005 позиция 6)
Исходные данные:
Станок – АМ14599
Глубина сверления — Lрез=16мм
Резьба — М8.
Рассчитываем длину рабочего хода: [2, с.161]
(2.23)
[2, с.161]

Определяем рекомендованную подачу: [2, с.162]
При резьбонарезной подача на один оборот инструмента равна шагу резьбы:
Определяем скорость резания: [2, с.162]
(2.24)

[2, с.163]

Определяем мощность резания: [2, с.165]
(2.25)
(2.26)
МкрТ=90 Н∙мК1=0,7
К2=0,4


Определяем время обработки: [2, с.166]
(2.27)

3 Расчет режимов резания для сверления (операция 025)
Исходные данные:
Станок — 2Н135
Инструмент — Сверло с коническим хвостовиком ø12,4
Длинна резания — 12 мм
Материа инструмента — Р6М5 ГОСТ 3882-74
1) Расчет длины рабочего хода.

где - длина резания = 12мм.; у – длина подвода, врезания и перебега инструмента = 5мм.
мм.
2) - Назначение подачи на оборот шпинделя станка:
=0,4мм/об
3) - Стойкость инструмента по нормативам в минутах резания.

где - коэффициент времени резания каждого инструмента, равный отношению длины резания этого инструмента к длине рабочего хода.
- стойкость в минутах машинной работы станка.

4) - расчет скорости резания в м/мин.

5) - расчет числа оборотов шпинделя станка

Принимаем окончательно п=1500об
6) - расчет основного машинного времени обрабоки в мин.

7) Производим проверку по мощности.
Для возможности использования рассчитаных режимов резания необходимо что бы выполнялось неравенство:


где КN— коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
КN=1;
NТабл=0,4 кВт;


По паспорту станка ;


Станок сможет преодолеть силы резания, значит рассчитаные режимы резания можно внедрять на станке.
2.13 Расчет технически обоснованных норм времени
005 Агрегатная В массовом и крупносерийном производстве норма штучного времени рассчитывается по формуле [1, c.101]
; (2.30)
где -основное время (время обработки), мин;
- вспомогательное время, мин;
- время на обслуживание рабочего места, мин;
- время перерывов на отдых и личные надобности, мин;
Определяем вспомогательное время: [1, c.102]
; (2.31)
где - время на установку детали, мин;
-время на закрепление и открепление детали, мин;
- времяна управление станком, мин;
- время на измерение детали, мин;
- коэффициент, равный для крупносерийного производства 1,5;
Принимаем следующие значения ,,, [1,c.197-213]
и подставляем в формулу 2.18:
=0,08 мин;
=0,044 мин;
=0,8 мин;
=0,3мин;

Принимаем следующие значения и , [1, c.197-213]
и подставляем в формулу 2.36:
и =5%
;
Нормы времени для остальных операций назначаются аналогичным методом, а результаты расчетов приведены в таблице 2.7
Таблица 2.7 –Сводная таблица норм времени
Номер операции Наименование операции ,мин ,мин +,% ,мин
1 2 3 4 5 6
010 Агрегатная 0,72 1,8 5 2,65
015 Агрегатная 0,6 1,7 5 3,4
020 Радиально-фрезерная 0,86 0,95 5 1,73
025 Радиально-сверлильная 0,8 1,98 5 3,62
2.14 Определение потребного количества оборудования и коэффициента его загрузки
1 Расчет потребного количества оборудования
Потребное количество оборудования на каждой операции технологического процесса определяется по формуле:2,37
, ( 2.37)
где Тшт -штучное (штучно-калькуляционное) время на выполнение i-ой операции,мин;
n-расчетное количество оборудования на i-ой операции;
i -номер операции;
N- годовая программа выпуска детали, шт;
F- действительный годовой фонд времени работы оборудования, час (принимается для оборудования, работающего в одну смену – 2003 часов, в две – 4029 часов, в три – 5960 часов );
К - коэффициент выполнения норм выработки (принимается 1,0…1,2);
60 – коэффициент перевода минут в часы;
Расчетное количество оборудования округляется до ближайшего большого целого числа.
; принимаем 1 станок ;; принимаем 1 станок ;; принимаем 1 станок ;; принимаем 1 станок ;Расчет коэффициента загрузки оборудования.
Коэффициент загрузки оборудования по операциям технологического процесса определяется по формуле 2.38
К (2.38)
где К - коэффициент загрузки оборудования на i- ой операции
n - принятое количество оборудование на i- ой операции
Расчет среднего коэффициента загрузки оборудования на участке.
Расчет среднего коэффициента оборудования на участке определяем по формуле 2.39
К, (2.39)
где m – количество операций технологического процесса;
К - средний коэффициент загрузки оборудования на участке.

3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
3.1 Описание конструкции и расчет режущего инструмента
Данная фреза является торцевой сборной с механическим креплением пластин. Пластинки выполнены из твердого сплава. Режущие зубья располагаются по торцу инструмента, но основную работу выполняют боковые грани зубьев, а торцевые подчищают обработанную поверхность. Фреза предназначена для обработки плоских поверхностей. В некоторых случаях можно обрабатывать уступы.
Рассчитываем сборную торцовую фрезу с механическим креплением пластика из твердого сплава для чернового фрезерования плоской плавности шириной в=85 мм. заготовки из алюминиевого сплава. Припуск на обработку h=2 мм.
Рассчитываем отверстие под оправку по формуле [6, ст.244 ] (3.1)
где М сум.- суммарный момент при изгибе и скручивании оправки, Н.м Суммарный момент при изгибе и скручивании рассчитывается
по формуле [6,ст.244]
(3.2)
где Р - равнодействующая сила Pzи Py; Р=1,411 Рz
l - длина насадочного участка оправки, мм;
- допустимое напряжение на изгиб оправки =(180…250).106МПа
Силу резанья рассчитываем по формуле [5,ст.282]
QUOTE (3.3)
где: Z - число зубьев фрезы
n - частота вращение фрезы, об/мин.
D-диаметр фрезы
Диаметр фрезы определяют из соотношения D=1,6ВD=1,6.85=137,6мм. Задаемся предварительно диаметром стандартной фрезы
D= 136мм
Число зубьев рассчитываем из соотношения [6, ст.247]
(3.4)
где: m - коэффициент, зависящей от типа фрезы.
Для торцовой крупнозубой фрезы m=1,2

Для данного диаметра фрезы принимаем стандартное число зубьев Z=14
Рассчитываем Рz:







Равнодействующая сила равна:

Суммарный момент при изгибе и скручивании оправки равен:
Отверстие под оправку равно:
; принимаем d=40 мм
Принимаем окончательно торцовую фрезу с механическим креплением ножей из твёрдого сплава Т5К10 диаметром D=136 мм, отверстием под оправку d=40 мм,
3.2 Описание конструкции и расчет мерительного инструмента
При проектировании технологического процесса механической обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент или контрольно-измерительное приспособление.
Метод контроля должен способствовать повышению производительности труда контролера и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения ее себестоимости.
В массовом и крупносерийном производстве рекомендуется применять предельные калибры (скобы, пробки, шаблоны и т.п.) и методы активного контроля, которые получили широкое распространение во многих отраслях машиностроения.
Затраты по эксплуатации измерительных инструментов обычно малы и в расчетах экономической эффективности не учитываются.
Проектируемый мною калибр предназначена для измерения размера на детали коллектор впускной. Изготавливают из стали У10А ГОСТ1435, подвергают химическому оксидированию и промасливанию.
Дано:
Д =12,4мм
По ГОСТ 25346-89 находим основные отклонения и рассчитываем предельные размеры.
ES = +0,28EI = 0
Дmax. =12,68 мм
Дmin.=12,4 мм
Определяем номинальный размер проходной и непроходной части.
ПР = Дmin. =12,4 мм
НЕ = Дmax. =12,68мм
Находим допуски на размеры по ГОСТ 24856-89.
Н = 3 мкм
Z = 4 мкмY = 4 мкм

Рассчитываем предельные размеры проходной и непроходной стороны.
ПРmax. = Dmin.+Z +
ПРmax. =12,4+0,004+0,003/2= 12,4055 мм
ПРmin. = Dmin.+Z -
ПРmin. = 12,4+0,004-0,003/2=12,4025 мм
ПРизн. = Dmin-y +
ПРизн. =12,4-0,004+0=12,396 мм
ПРисп. = ПРmin0.-Н
ПРисп. = 12,4025-0,004
НЕmax. = Dmax.+-
НЕmax. = 12,68+0,003/2-0=12,6815 мм
НЕmin. = Dmax. --
НЕmin.= 12,68-0,003/2=12,6785мм
НЕисп. = НЕmax0-H.
НЕисп. =12,6815-0,004

Рисунок 3.1 Схема расположения полей допусков
3.3 Описание конструкции и расчет станочного приспособления
В современном машиностроении широко применяют дополнительные устройства к металлорежущим станкам, расширяющие технологические возможности станков, повышающие их производительность и точность обработки заготовок, облегчающие работу на станке. К числу таких устройств относятся механизмы для загрузки станков заготовками (бункеры, подъемники), для автоматизации отдельных элементов работы станков, для измерения обрабатываемых деталей в процессе их обработки, для установки и закрепления обрабатываемых заготовок и режущих инструментов, для выключения станка при окончании обработки заготовок и др.
Особое место занимают устройства для установки и закрепления на станке обрабатываемых заготовок и режущих инструментов, без которых при современных требованиях к точности деталей и производительности труда не может обходиться ни одно машиностроительное предприятие.
Дополнительные устройства к металлорежущим станкам, предназначенные для установки и закрепления обрабатываемых заготовок в определенном, соответствующем технологическому процессу положении относительно режущих инструментов и рабочих органов станка, называются станочными приспособлениями. Устройства, предназначенные для установки и закрепления режущих инструментов, называются вспомогательными инструментами.
Применение приспособлений при обработке заготовок создает преимущества,
1. Значительно повышается качество и точность обработки деталей. Сокращается брак. При установке заготовки и ее закреплении в приспособлении исключаются ошибки и неточности, зависящие от квалификации и внимательности рабочего, обеспечивается правильное взаимное положение обрабатываемой заготовки и режущих инструментов.
2. Сокращается трудоемкость обработки заготовок в основном в результате резкого уменьшения времени, затрачиваемого на установку, выверку и закрепление обрабатываемых заготовок и режущих инструментов (вспомогательное время). В многоместных приспособлениях сокращается и основное время.
3. В большинстве случаев отпадает необходимость в разметке заготовок перед их обработкой.
4. Облегчается труд рабочих вследствие механизации и
создания удобных условий для установки и закрепления заготовок.
5. Расширяются технологические возможности станков. Оснащение станков приспособлениями и вспомогательными инструментами позволяет во многих случаях производить на них такие операции, которые без оснащения делать нельзя.
6. Снижаются требования к точности станков. Во многих случаях детали
с необходимой точностью можно получить на старых станках путем оснащения этих станков приспособлениями.
7. Создается возможность одновременной обработки нескольких заготовок, закрепленных в общем приспособлении.
8. Снижаются требования к квалификации станочников.
Специальные приспособления предназначены для выполнения определенной операции обработки данной заготовки. При смене объекта производства специальные приспособления в дальнейшем не могут быть использованы, за исключением некоторых деталей. Поэтому специальные приспособления рационально применять лишь в крупносерийном и массовом производстве.
Автоматизированные приспособления применяют в условиях массового производства. Их компонуют на базе как специальных. так и универсально-наладочных и групповых приспособления при автоматизации и механизации установки, выверки н зажима деталей. В поточных линиях массового производства работают в основном автоматизированные приспособления.
Станочные приспособления имеют следующие механизмы:
1) установочные, определяющие положение заготовки относительно режущего инструмента и рабочих органов станка; 2) зажимные, служащие для закрепления заготовки; в некоторых приспособлениях установка и зажим заготовок осуществляются одними и теми же механизмами; в этом случае они называются установочно-зажимными; 3) направляющие и настроечные — для направления режущих инструментов в процессе обработки или установки их в нужном положении относительно заготовки перед началом обработки; 4) делительные и поворотные для изменения положения заготовок относительно режущего инструмента; 5) привода (пневматического, гидравлического, электрического) для механизации зажимов, поворотов и других элементов цикла работы приспособления; 6) вспомогательные—крышки, фиксаторы, стопоры, ножки, рукоятки, выбрасыватели и пр.; 7) корпусы, соединяющие элементы приспособления в один агрегат.
Приспособление сверлильное для станка радиально-сверлильного 2Н135
Данное приспособление работает с помощью пневмопривода. Работает сверлильное приспособление так: воздух под давлением подаётся в безштоковую полость пневмоцилиндра. Возникает сила, толкающая поршень вниз (см. чертёж сверлильного приспособления) и соответственно давит на шток. Шток в свою очередь давит на рычаг, меньшим своим концом он посажен на ось а больший конец рычага прижимает заготовку. При разжиме заготовки воздух перестает поступать в цилиндр, пропадает давление поршень благодаря пружине возвращается в исходное положение.
При работе с цилиндром одностороннего действия одно отводящее отверстие в распределительном кране заглушается, а в нерабочей полости пневматического цилиндра предусматривается отверстие для выпуска излишка воздуха. В этом случае поршень возвращается в исходное положение пружиной 3.2
1) Определяем момент крутящий в процессе резания:
; (3.2)
где: , ; ; ; ;

2) Определяем усилие, создаваемое крутящим моментом:
;
где: - коэффициент запаса
- коэффициент трения

3) Находим усилие, приложенное к прихвату [4. c.288]
; (3.4)
;
4) Находим усилие, создаваемое гидроцилиндром:
(3.5)
где: α,β- угол трение на осях
-коэффициент трения но опорной поверхности

5) Определяем диаметр гидроцилиндра:
; (3.6)

Принимаем диаметр из стандартного ряда Д=75 мм
ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ
4.1 Описание научной организации труда на спроектированном участке с разработкой рациональной планировки участка
Уровень эффективности труда рабочего непосредственно зависит от степени технической и организационной оснащенности рабочего места. Отсутствие необходимой оснастки, несовершенство ее конструкции вызывает появление лишних нерациональных трудовых движений, приводит к загромождению рабочих мест предметами труда, усложнению их транспортировки и снижению качества продукции.
В системе мероприятий по организации рабочих мест существенное значение имеет обеспечение его рациональной планировки. Под планировкой рабочего места понимают рациональное пространственное размещение всех материальных элементов производства: оборудования, технологической и организационной оснастки, инвентаря и т.д., обеспечивающее экономное использование производственной площади, высокопроизводительный и безопасный труд рабочего. Расположение средств и предметов труда определяет состав трудовых движений рабочего, их количественные и качественные характеристики, площадь рабочего места.
Внедрение и закрепление передовых предметов и методов труда, устранение лишних и нерациональных движений, максимальное сокращение перемещений самого рабочего и материальных элементов трудового процесса основывается на обязательном совершенствовании планировки рабочего места. Нарушение принципов размещения средств и предметов труда приводит к ненужным хождениям, наклонам и поворотам рабочего, т.е. увеличивает и усложняет работу, в результате чего снижается производительность труда, повышается утомляемость рабочего, увеличиваются потери рабочего времени.
При планировании участка оборудование для обработки корпуса термостатов располагаем в линию в порядке осуществления операций технологического процесса, обеспечив прямоточность и последовательность прохождения деталей по станкам. При размещении оборудования был реализован принцип максимального использования производственной площади в сочетании с удовлетворением требований охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.
Для удобства обслуживания станки участка располагаем вдоль прохода. Концы линии станков прилегают к главному проезду цеха. С тыльной стороны станков под полом цеха располагаем скребковый транспортер для удаления стружки от станков к месту переработки. Ширина цеховых проходов и проездов устанавливается в зависимости от применяемого оборудования, транспортных средств и обрабатываемых заготовок.
4.2 Организация уборки стружки на участке и межоперационного транспорта на участке
На проектируемом участке уборка стружки осуществляется при помощи скребкового конвейера, который в свою очередь отводит стружку от станков и транспортирует ее по общецеховой системе, потом стружка идет на участок утилизации. На этом участке стружку прессуют. На вторчермет стружка транспортируется при помощи автотранспорта. При такой организации основные рабочие только снимают стружку из станка, дальше ее путь осуществляется на транспортерах. Применение скребкового конвейера обусловлено тем, что стружка чугунная.
На проектируемом участке роль межоперационного транспорта играет подвесной конвейер, что позволяет перемещать заготовки между рабочими местами. Тем самым он освобождает рабочих от непроизводительного труда.
4.3 Организация инструментального хозяйства

От полного и своевременного обеспечения рабочих мест качественным инструментом зависит ритмичная работа оборудования, качество выпускаемой продукции, рост производительности труда.
Задачами инструментального хозяйства являются:
полное и своевременное обеспечение рабочих мест нужным и качественным инструментом;
устранение простоев из-за несвоевременного обеспечения инструментом;
освобождение основных рабочих мест от работы по заточке и работе инструмента;
организация работ по восстановлению и ремонту инструмента.
В инструментальное хозяйство завода входит: инструментальный цех, центральный инструментальный склад (ЦИС), центральный абразивный склад (ЦАС). Общее руководство всем инструментальным хозяйством завода осуществляет инструментальный отдел.
При построении системы инструментообеспечения производственных участков за основу принята система централизованного обеспечения технологического оборудования комплектами заранее настроенных инструментов в соответствии с производственной программой выпуска. В комплекты, для определенного вида оборудования, входят режущие вспомогательные и измерительные инструменты.
Инструментальный цех изготавливает, ремонтирует и восстанавливает специальный режущий, мерительный и вспомогательный инструмент, а также ремонтирует и восстанавливает и ремонтирует стандартный инструмент, изготавливает и ремонтирует приспособления для станочных и контрольных работ.
Весь годный к работе инструмент, в соответствии с графиком, поступает в ИРК цеха или непосредственно к оборудованию.
В проектируемом цеху принята принудительная смена инструмента. Она базируется на следующих основных принципах:
доставка инструмента на рабочие места и возврат его для обмена осуществляется только работниками ИРК;
на рабочие места подается инструмент тех типоразмеров, которые предусмотрены технологическим процессом;
инструмент передается наладчику, который проводит наладку и смену затупившегося инструмента;
принудительная смена инструмента производится через определенные промежутки времени работы или после обработки определенного количества деталей;
сборка и под наладка инструмента производится вне станка;
оборотный фонд инструмента создается и поддерживается на определенном уровне, обеспечивающим возможность принудительной его замены;
Заточка режущего инструмента производится в заточном отделении цеха заточниками в централизованном порядке, что дает сокращение времени и снижение затрат на заточку, повышается ее качество за счет высокой квалификации рабочих - заточников, применения для заточки специальных заточных станков, разработки техпроцессов и правил заточки.
Заточное отделение цеха находится непосредственно рядом с ИРК цеха, что облегчает и упрощает передачу затупившегося инструмента на заточку из ИРК и последующую приемку его после заточки.
Контроль заточенного инструмента производится в контрольно-проверочном пункте, расположенном между ИРК и заточным отделением.
4.4 Разработка мероприятия по охране труда, противопожарной защите, защите окружающей среды
Опасными и вредными производственными факторами, характерными для данного техпроцесса, являются: движущиеся машины и механизмы (подвесной конвейер для межоперационного транспортирования деталей); незащищенные подвижные элементы производственного оборудования; передвигающиеся и вращающиеся изделия; образующаяся при резании металлическая чугунная пыль; повышенное напряжение в электроцепи. Все данные факторы относятся к группе физических опасных и вредных производственных факторов. Кроме того, на рабочих участка воздействуют психофизиологические опасные и вредные производственные факторы: физическое и умственное перенапряжение, нервно-психологические перегрузки.
Рабочие участка для защиты от таких опасных производственных факторов, как стружка обрабатываемого материала, высокая температура обработанных деталей и заусенцы на их поверхностях, движущиеся части оборудования, обеспечиваются специальной одеждой (костюмами для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий по ГОСТ 12.4.108, 109-82), спецобувью и средствами защиты (специальными рукавицами типа М по ГОСТ 12.4.068-79; защитными очками по ГОСТ 12.4.003-80). Для защиты кожи рук от воздействия СОЖ на участке применяется дерматологическое средство – паста по ГОСТ 12.4.068-79.
Приточно-вытяжная общеобменная система вентиляции цеха является сочетанием естественной и механической вентиляции. Естественная вентиляция воздуха осуществляется аэрацией и дефлекторами, а механическая – с помощью приточных и вытяжных центробежных вентиляторов в сочетании с фильтрами для очистки воздуха и калориферов для его нагревания в холодное время года для приточных вентиляторов.
Одним из важнейших факторов создания нормальных условий труда является освещение рабочего места. При освещении рабочих мест участка используется система комбинированного освещения, сочетающая в себе естественное общее освещение в светлое время суток и искусственное общее и местное в темное время суток. В соответствии со СНБ 2.04.05-98, работы, осуществляемые на участке, относятся к разряду зрительной работы IIв (выполняется работа очень высокой точности; наименьший размер объекта различения составляет 0,15-0,3 мм). В связи с этим в цеху установлены следующие нормы: минимальная освещенность на рабочем месте составляет 2000 лк; коэффициент естественной освещенности при совмещенном освещении 4,2 %. Источниками искусственного освещения на участке являются газоразрядные люминисцентные лампы для общего освещения и лампы накаливания для местного освещения. Лампы общего освещения устанавливаются в открытых светильниках, так как в помещении невысокая запыленность и нормальная влажность; а лампы местного освещения – в светильниках прямого света в открытом исполнении типа «Универсаль». Местное освещение имеет напряжение 36 В. Источниками шума и вибраций на участке являются металлорежущие станки. Вместе с тем, в конструкциях станков предусмотрены достаточно эффективные меры снижения данных вредных воздействий (уменьшение шума в источниках за счет качественной балансировки вращающихся деталей станков, принудительного подвода смазки ко всем трущимся поверхностям, уменьшения зазоров в соединениях, своевременного ремонта станков; рациональная планировка цеха; применение звукоизолирующих кожухов; установка станков на виброизолирующие фундаменты), которые позволяют снизить уровень шума на участке до допустимых значений, которые согласно ГОСТ 12.1.003-83 составляют в нашем случае 80 дБ.
Параметры вибрации на участке не превышают значений, установленных ГОСТ 12.1.012-90 для частотного диапазона 2-63 Гц,: виброускорение не более 0,2 м/с2; его логарифмический уровень 56 дБ, виброскорость – 0,2∙10-2 м/с, ее логарифмический уровень 92 дБ.
Помещение цеха по требованиям электробезопасности относится к особоопасным, так как на участке имеются два условия, создающих повышенную опасность поражения током: наличие токопроводящих железобетонных полов и наличие возможности одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям здания с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой. В связи с этим на участке предусмотрены меры защиты от поражения электрическим током: защитное заземление оборудования, изоляция и зануление электрических цепей, защитно-отключающие устройства в них, расположение электрической аппаратуры станков внутри закрывающихся на ключ электрошкафов, применение пониженного напряжения (36 В) для осветительных ламп накаливания станков и ручного переносного инструмента.
Выполнение технологического процесса корпуса термостатов связано с работой на различных металлорежущих станках. При этом существует целый ряд опасных зон, которые могут привести к травмированию рабочих: вращающиеся и перемещающиеся прямолинейно режущие инструменты (фрезы, сверла, зенкера, развертки, протяжки); приводные и передаточные механизмы станков; движущиеся приспособления с закрепленной заготовкой.
Самым опасным фактором из вышеперечисленных является наличие вращающихся режущих инструментов и заготовок. В связи с этим в конструкции соответствующих специальных и универсальных станков предусматриваются ограждения зоны резания.
Приводные и передаточные механизмы всех станков участка в процессе эксплуатации не представляют особой опасности, так как имеют ограждения. Однако в процессе наладки и ремонта станков часто приходится открывать данные ограждения, что может привести к травмам.
Участок обработки корпуса термостатов, как часть цеха холодной обработки металлов, по пожарной опасности относится к категории Д (непожароопасные) – в нем обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. По огнестойкости здание цеха относится к I степени (здание из железобетона). Огнестойкость несущих стен цеха не менее 1 часа, перегородок - не менее 0,5 часа.
К возможным причинам пожара на участке относятся: неисправность электрооборудования участка, наличие промасленной ветоши.
К мероприятиям по устранению причин возгорания относятся: профилактическое обслуживание электрооборудования, периодический вывоз промасленной ветоши на пункт утилизации.
Для эвакуации людей из помещения цеха предусмотрены два эвакуационных выхода в противоположных сторонах здания, так как расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего выхода для помещений категории Д не нормируется. Ширина эвакуационного выхода 1,5 м, ширина пожарного проезда – 4,5 м.
В качестве первичных средств пожаротушения на участке используем химические пенные огнетушители ОХП-10 и углекислотные ОУ-5 (по одному на 600...800 м2 площади участка).
Процесс механической обработки металлов сопровождается выделением стружки, пыли, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему, сточные воды могут попасть в окружающую среду, если не предпринять соответствующих мер.
В механических цехах для приготовления СОЖ, промывки изделий, уборки помещений используется вода. В результате этого образуются производственные сточные воды. Основными примесями сточных вод являются пыль, металлические и абразивные частицы, масло, сода, растворители.
Для предотвращения выброса вредных отходов в окружающую среду применяют различные способы. Так для очистки от кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, циклоны и другие инерционные устройства.
Для очистки сточных вод от твердых частиц используют следующие методы: процеживание, отстаивание, фильтрование, отделение твердых частиц под действием центробежных сил. Процеживание - это первичная стадия очистки сточных вод и предназначено для выделения крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а также более мелких волокнистых загрязнений. Отстаивание основано на особенностях процесса осаждения твердых частиц примесей в жидкости. Отделение твердых частиц под действием центробежных сил осуществляется в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах. Фильтрование сточных вод предназначено для очистки их от мелкодисперсных примесей с небольшой концентрацией.
Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием. Отстаивание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде. Очистка флотацией заключается в интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Заключительным этапом очистки является фильтрация.
Очистка сточных вод от растворимых примесей осуществляется экстракцией, сорбцией, нейтрализацией, электрокоагуляцией.
Радикальное решение проблем охраны окружающей среды от негативного воздействия промышленных объектов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий.
С целью защиты окружающей среды на предприятии предусмотрены следующие мероприятия: установлены пылемаслоуловители для очистки воздуха от пыли; фильтрующие элементы для очистки сточных вод.
4.5 Разработка мероприятий по утилизации и экономии материальных ресурсов
На современных предприятиях производят очень много мероприятий по охране окружающей среды, утилизации отходов и экономии материалов.
Все металлические отходы после рабочих операций собирают либо в тару и доставляются к месту утилизации с помощью электрокаров, либо с помощью конвейера передвигают к месту утилизации. Затем сортируют по крупным партиям и отправляют на переплавку. Также для экономии металла при изготовлении заготовок используют достаточно прогрессивные методы, что позволяет сохранить не только металл заготовок и деталей, но и понизить процесс изнашивания режущего инструмента.
В экономию материалов входит:
-экономия электроэнергии
-разумное использование металла
-экономия использования охлаждающих средств.
Для экономного использования охлаждающих средств, металла, электроэнергии осуществляется контроль над рациональным использованием. Электричество используется только в ходе рабочей смены. СОЖ используется в строго определенном количестве и только на операциях, непосредственно требующих охлаждения.
Все эти мероприятия помогают сохранить денежные средства.
5 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ
5.1 Исследование возможных видов брака на участке, причин его возникновения
Виды брака при сверлении.
Неудовлетворительное качество поверхности:
- сверление производится изношенным или неправильно заточенным сверлом;
- слишком большая подача;
- недостаточное количество СОЖ.
Не выдержан диаметр обрабатываемого отверстия–выше требуемого
Смещение отверстия:
- биение сверла, шпинделя станка;
- увод сверла;
- неправильная разметка.
Отклонение от перпендикулярности оси отверстия в плоскости:
- не перпендикулярен поворот стола относительно оси шпинделя;
- попадание стружки под деталь;
- неисправное приспособление.
Увеличение глубины сверления:
- неправильная установка упоров, на глубину сверления.
Виды брака при зенкеровании.
Невыдержан размер отверстия:
- неправильно выбран диаметр инструмента.
Неудовлетворительная шероховатость:
- большой износ зенкера;
- повешенная подача;
- большой припуск;
- отсутствие необходимой СОЖ.
Часть поверхности отверстия не обработана:
- малый припуск;
- заготовка установлена с большим смещением.
Разработка мероприятий по устранению возможных видов брака на участке
При сверлении:
Для получения требуемого качества поверхности необходимо:
- переточить инструмент;
- уменьшить подачу;
- увеличить подачу СОЖ.
Для получения требуемого диаметра сверления:
- проверить на биение консольное отверстие.
Чтобы не было смещения отверстия необходимо:
- устранить биение;
- проверить правильность заточки.
Для предотвращения отклонения от перпендикулярности оси отверстия в плоскости необходимо:
- проверить поворот стола;
- очистить стол от стружки;
- проверить приспособление.
Для предотвращения увеличения глубины сверления необходимо:
- переустановить упор.
При зенкеровании:
Для выдержки размеров отверстия необходимо:
- заменить зенкер.
Для получения требуемой шероховатости необходимо:
- переточить зенкер;
- уменьшить подачу;
- заменить СОЖ.
Для обработки всей поверхности необходимо:
- увеличить припуск;
- совместить ось отверстия с осью зенкера.

Приложенные файлы

  • docx 11048121
    Размер файла: 595 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий