Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная работа

на тему Безопасность технологического процесса при обработке вала на шлифовальном станке на участке ремонта оборудования ОАО ''АВТОВАЗ''

Введение

Улучшение условий и повышение безопасности труда на производстве являются важнейшей социально-экономической задачей развития предприятия и всей страны.

Интенсивное использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды, широкое внедрение техники, систем механизации и автоматизации во все сферы общественно-производственной деятельности сопровождаются появлением и широким распространением различных природных, биологических, техногенных и других опасностей. Все это создает реальные предпосылки для улучшения условий труда, повышение его безопасности, снижения уровня профессиональных заболеваний.

Решение проблемы безопасности жизнедеятельности состоит в обеспечении нормальных (комфортных) условий производственной деятельности людей, в защите человека и окружающей его производственной среды от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно-допустимые уровни. Поддержание оптимальных условий деятельности и отдыха человека создает предпосылки для высокой работоспособности и продуктивности.

Обеспечение безопасности труда и отдыха способствует сохранению жизни и здоровья людей за счет снижения травматизма и заболеваемости.

За последние годы удалось добиться значительных результатов в профилактике производственного травматизма. Поэтому работник службы охраны труда должен проводить контроль параметров и уровня отрицательных воздействий на организм человека, на их соответствие нормативным требованиям; эффективно применять средства защиты от отрицательных воздействий; разрабатывать мероприятия по повышению безопасности производственной деятельности; планировать и осуществлять мероприятия по повышению устойчивости производственных систем и объектов; планировать мероприятия по защите производственного персонала в чрезвычайных ситуациях.

С учетом вышесказанного целью дипломного проекта является анализ и повышение безопасности рабочего места шлифовщика в цехе ремонта оборудования 38-3 ОАО «ОАО АВТОВАЗ», обоснование выбора оптимальных экономически обоснованных методов и средств их индивидуальной и коллективной защиты, организация и содержание работы по обеспечению безопасности производства в ОАО «ОАО АВТОВАЗ».

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. определены законодательно установленные правила и требования к охране труда на предприятиях;

2. раскрыто влияние условий труда на эффективность деятельности компании;

3. дана характеристика условиям труда в цехе ремонта оборудования 38-3 ОАО «ОАО АВТОВАЗ» и определены неблагоприятные факторы труда на рабочем месте шлифовщика;

4. разработаны предложения по улучшению условий труда и определен экономический эффект от их внедрения.

Таким образом, объектом данного дипломного исследования является цех ремонта оборудования 38-3 ОАО «ОАО АВТОВАЗ», предметом - технологический процесс изготовления вала.

Дипломная работа написана на 102 листах и состоит из введения, семи глав, разбитых на параграфы, заключения и списка использованной литературы.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕКТА

1.1 Расположение

Исследуемый объект: Самарская область, г. Тольятти, Южное шоссе 36 ОАО “АВТОВАЗ” Механосборочное производство. Цех ремонта оборудования 38/3 Участок механической обработки № 31

Площадь участка 130 м2

Число работающих на участке: 52 человек.

Количество смен: 2

1.2 Производимая продукция

ОАО "АвтоВАЗ" - крупнейший производитель легковых автомобилей в России. В 2010 году компания выпустила 765,6 тысяч автомашин. Чистая прибыль за 2010 год составила свыше 2,5 миллиарда рублей. Всего по итогам 10 месяцев 2010 года в России реализовано 542,5 тысяч автомобилей производства ОАО "АвтоВАЗ", что на 2,2% выше показателя за тот же период предыдущего года.

Покупательский интерес к продукции АвтоВАЗа восстанавливается за счет новинок, которые появляются в производстве, - это автомобили семейств "Lada Kalina" и "Lada Priora" с антиблокировочной системой тормозов. В конце 2007 года изготовлены первые универсалы "Lada Kalina", в январе 2008 года завод приступил к сборке хэтчбеков "Lada Priora".

С начала производства с конвейера сошло уже более 126 тысяч автомобилей "Lada Kalina". В конце апреля 2007 года запущено производство новой модели "Lada Priora", которая с июля полностью заменила "Lada 110". Чтобы удержать позиции на рынке, необходимо ежегодно увеличивать суммарную долю новых моделей в общем объеме выпуска автомобилей и автокоплектов. В 2010 году она должна составить 22%, в следующем - 37%, а в 2011 - 41%.

Виды деятельности

Один из главных проектов ОАО "АвтоВАЗ" - это разработка и запуск в производство автомобилей на унифицированной платформе класса "С", которая станет базовой для нового модельного ряда. 27 октября 2007 г. завершилось действие Протокола о намерениях но созданию совместного предприятия между ОАО "АвтоВАЗ" и Magna International Inc. Данный документ был подписан 18 мая 2007 г. и предусматривал изучение и оценку возможностей создания в Тольятти совместного предприятия но производству семейства автомобилей класса "С". Проведенное специалистами обеих сторон исследование подтвердило плодотворность сотрудничества в "Проекте С". Анализ вариантов реализации проекта и оценка бизнес-планов показали, что наиболее целесообразным является производство новой модели такого класса на имеющихся площадях ОАО "АвтоВАЗ". Документ предусматривает создание в Тольятти совместного предприятия по производству семейства автомобилей класса "С". Проектная мощность первой очереди завода - 220 тыс. машин в год. Сейчас завершена первая фаза совместных работ - создание концепта базового автомобиля. Сформирована документация на все системы будущего автомобиля, определены их технические параметры, ведется активная работа по привлечению поставщиков. Цена новой модели будет находиться в сегменте до 12 тыс. долл.; выпуск планируется начать в конце 2009 г. Объем инвестиций в проект составит 1,6 - 1,7 млрд. долл.

Сотрудничество ОАО "АвтоВАЗ" и Magna International Inc. продолжится в трех направлениях: разработка продукта, поставка компонентов и узлов, а также определенные сферы производства. Компания Magna и ОАО "АвтоВАЗ" разделят ответственность по созданию седана, хэтчбека, универсала на базе новой платформы класса "С". Также стороны договорились о совместной разработке кроссовера. Кроме того, Magna сохраняет приоритет в поставке компонентов и узлов и выступаете предложением поставок крупной кузовной штамповки, пластмассовых изделий интерьера и экстерьера, компонентов системы полного привода, а также рассматривает возможности инвестирования в развитие производства пластмассовых изделий и прессового производства ОАО "АвтоВАЗ".

В настоящее время для ОАО "АвтоВАЗ" также актуален проект с компанией "Фиат". Данное сотрудничество будет охватывать инжиниринг и технологические процессы, разработку, производство и поставку изделий, двигателей и других компонентов. Развитие бренда группы "Фиат" в России, основанное на предыдущих соглашениях с другими партнерами, будет продолжено независимо от подписанного между ними меморандума. Компаниями, согласно меморандуму, будут созданы рабочие группы с целью определения возможности сотрудничества. Обе компании планируют подписать конкретные соглашения в ближайшие месяцы.

Участок механической обработки цеха 38-3 представляет собой укомплектованный парк станочного и слесарного оборудования. На участке выполняются весь комплекс металлообрабатывающих операций, необходимых для функционирования ремонтной службы предприятия. А так же часть слесарных работ.

1.3 Характеристика производственных, санитарно-бытовых, административных помещений

Микроклимат производственных помещений в ОАО “АВТОВАЗ” - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры окружающих поверхностей.

Метеорологические условия рабочей среды на участке механической обработке цеха 38-3 оказывает влияние на процесс теплообмена и характер работы.

Высокая температура воздуха на участке способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, становится причиной простудных заболеваний либо обморожения.

Влажность воздуха оказывает влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек.

В производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей ниже температуры кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно конвекцией и излучением. Если температура воздуха и окружающих поверхностей равна температуре кожи или выше ее, теплоотдача происходит за счет испарения влаги с поверхности тела и с верхних дыхательных путей, если воздух не насыщен водяными парами.

На механическом участке в условиях избыточной тепловой энергии ограничение или даже полное исключение отдельных путей теплоотдачи может привести к нарушениям терморегуляции, в результате которого возможно перегревание организма, т.е. повышение температуры тела, ускорение пульса, обильное потоотделение и при сильной степени перегревания- тепловой удар, расстройства координации движения, падение артериального давления, потеря сознания.

Вследствие нарушения водно-соляного баланса может развиться судорожная болезнь, которая проявляется в виде тонических судорог конечностей, слабости, головных болей и др.

Таблица 1

Показатели микроклимата в рабочей зоне механического участка

Наименование производственного фактора	ПДУ, допустимый уровень	Фактический уровень	Степень вредности
Температура, tc	15-21	15.4	2
Относительная влажность, W%	15-75	68	2
Скорость движ.возд., м/с	н/б 0.4	0.15	2

Как видно из таблицы 1, показатели микроклимата в механическом участке термообработки деталей соответствуют санитарным нормам микроклимата производственных помещений №548-96.

На механическом участке цеха 38-3 фактором повышения работоспособности является соблюдение обоснованного режима труда и отдыха, сокращенный рабочий день, дополнительные перерывы.

На заводе широко применяется вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей, называемые механической.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ - большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению; организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.

На механическом участке используется общеобменная приточно-вытяжная механическая вентиляция с подачей воздуха в верхнюю зону помещения или рассеяно в рабочую зону с такой скоростью, чтобы обеспечить на рабочем месте подвижность воздуха не более 0,6 м/с. Размер вытяжных отверстий на 25% превышает размер приточных отверстий.

Также рабочие места сухой шлифовки оборудованы местной вытяжной вентиляцией.

1.4 Технологическое оборудование, режим работы

Орудие труда

Основным орудием труда шлифовщика является “Универсальный круглошлифовальный станок 3М132В.

Особенности конструкции

Бесступенчатое регулирование частоты вращения изделия, скоростей поперечных и продольных подач обеспечивает возможность шлифования на оптимальных режимах.

Скорость резания основного шлифовального круга 50 м/с (9840 фут/мин) гарантирует высокую производительность и качество шлифования. Три сменные шпиндельные головки с диаметром 100, 80 и 60 мм (соответственно 4, 3,15 и 2,36”) обеспечивают достаточную скорость резания при шлифовании отверстий различных диаметров во всём диапазоне шлифуемых диаметров.

Гидростатические опоры шпинделя передней бабки гарантирует высокую стабильность положения его оси при вращении на протяжении всего срока службы без каких-либо затрат на ремонт.

Индикатор контроля размаха колебаний шлифовального круга при помощи балансировочного устройства помогает быстро свести к минимуму дисбаланс шлифовального круга.

Установка двухступенчатой очистки СОЖ способствует повышению качества шлифования и увеличению срока службы самой СОЖ.

Винт-гайка качения в механизме подач гарантирует высокую точность перемещения шлифовальной бабки на заданный размер независимо от возникающих внешних нагрузок на бабку.

Вращение лимба при работе станка в цикле с автоматическими подачами обеспечивает возможность визуального контроля съёма припуска.

Гидрофицированный прибор для автоматической правки шлифовального круга по копиру значительно повышает производительность станка при обработке партии деталей.

Точность цилиндрической поверхности образца постоянство диаметра в продольном сечении - 3 мкм;

круглость - 1,0 мкм.

Плоскостность торцовой поверхности образца (выпуклость не допускается) - 3,6 мим.

Шероховатость Rа обработанных поверхностей:

цилиндрической наружной - 0,125 мкм;

цилиндрической внутренней - 0,25 мкм;

плоской торцовой - 0,5 мкм.

Таблица 2

Технические характеристики круглошлифовального станка модели 3М132В

Так же используется следующая оснастка и инструмент:

Cтаночная оснастка:

Люнет (подвижный, неподвижный)

Патрон 3-х кулачковый

Патрон магнитный

Центра жесткие (грибковые, обратные)

Центра вращающие

Цанги зажимные

Хомутики

Поводки

Оправки

Переходные втулки

Слесарные инструменты:

Ключи торцовые

Ключи гаечные

Напильники

Абразивная бумага

Мерительный инструмент:

Штангенциркуль ШЦ-1

Микрометр гладкий (0-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-125мм)

Индикатор часового типа

Индикатор рычажно-зубчатый

Нутромер индикаторный

Нутромеры типа “Teza” ( от 3 до 90мм)

Режим работы:

Смена I

7:00-15:45

Обеденный перерыв: 11:00-11:45

Смена II

15:45-00:15

Обеденный перерыв: 19:00-19:30

1.5 Виды работ, штатное расписание

На участке механической обработке цеха 38-3 выполняется весь спектр работ по металлообработке необходимый для работы ремонтной службы цеха.

Таблица 3

Виды работ участка механической обработке цеха 38-3

Вид работ	Габариты, мм	Точность	Примечание
Токарные работы	Длина до 3000 мм, диаметр до 500 мм	До 6 квалитета точности
Фрезерные работы	До 800х400х400 мм	До 9 квалитета точности
Сверлильные работы	Диаметр отв до 100 мм, глубина до 300 мм	До 7 квалитета*	* выполняется зенкерование и развертывание отверстий
Координатно-расточные работы	Габариты до 800х400х200 мм, диаметр отверстий до 200 мм	± 0,005 мм межцентровые расстояния, отверстия до 7 квалитета точности
Зубофрезеровка, зубодолбёжка	Шестерни диаметром до 400 мм, звёздочки диаметром до 300 мм, модуль до 6
Плоское шлифование Круглое флифование Внутреннее шлифование	- 800*400*200 мм - диаметром до 100мм, длинна до 500 мм - диаметром до 300мм, длинна до 200мм

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 План размещения основного технологического оборудования

Рис 1 Участок механической обработки цеха 38/3

1 - Шлифовальный станок; 2 - Токарный станок; 3 -Фрезерный станок; 4 - Стол мастера; 5 - разметочный Стол; 6 - Сверлильный станок; 7 - Заточной станок; 8 - Рабочее место шлифовщика

2.2 Описание технологической схемы, технологического процесса

Шлифование- это процесс резания материалов с помощью абразивного материала, режущими элементами которого являются абразивные зерна. Шлифование применяется как для черновой так и для чистовой и отделочной обработки.

При шлифовании главным движением является вращение режущего инструмента с очень большой скоростью. Чаще всего в качестве шлифовального инструмента пользуются шлифовальные круги. Абразивные зерна расположены в круге беспорядочно и удерживаются связующим материалом. Каждое абразивное зерно работает как зуб фрезы, снимая стружку.

Процесс резания при шлифовании имеет значительное отличие по сравнению с работой лезвийного инструмента. При вращательном движении круга, в зоне его контакта с заготовкой часть зерен срезает материал в виде очень большого числа тонких стружек (до 100 000 000 в минуту). Шлифовальные круги срезают стружки на очень больших скоростях- от 30 м/c и выше (порядка 125 м/c). Процесс резания каждым зерном осуществляется почти мгновенно. Обработанная поверхность представляет собой совокупность микроследов абразивных зерен и имеет малую шероховатость. Часть зерен ориентирована так, что не может резать обрабатываемую поверхность.

Такие зерна производят работу трения по поверхности резания. Абразивные зерна могут также оказывать на заготовку существенное силовое воздействие. Происходит поверхностное пластическое деформирование материала, искажение его кристаллической решетки. Деформирующая сила вызывает сдвиг одного слоя атомов относительно другого. Вследствие упругопластического деформирования материала обработанная поверхность упрочняется. Но этот эффект оказывается менее ощутимым, чем при обработке металлическим инструментом.

Шлифование применяют в основном для заготовок из закаленных сталей. С развитием малоотходных технологий доля обработки металлическим инструментом будет уменьшаться, а абразивным увеличиваться.

ИНСТРУМЕНТ

В промышленности находят применение как естественные, так и искусственные абразивные материалы.

К естественным абразивным материалам относятся алмаз, корунд, наждак и некоторые другие. Однако ввиду того, что свойства этих материалов нестабильны, а запасы их ограничены, основное применение в промышленности получили искусственные материалы. К искусственным абразивным материалам относятся электрокорунд, карборунд, карбид бора, синтетические алмазы и сверхтвердые материалы, полученные на основе кубического нитрида бора.

Электрокорунд представляет собой кристаллический оксид алюминия Al2O3. D зависимости от содержания оксида алюминия различают три типа электрокорунда: нормальный электрокорунд (Э), содержащий до 95% Al2O3, электрокорунд белый (ЭБ), содержащий 95-98% Al2O3 , режущая способность которого значительно выше (на 30-40%), и монокорунд, содержащий 98-99% Al2O3. Чем выше содержание кристаллического оксида алюминия в электрокорунде, тем выше его режущие свойства. Электрокорунд применяется для шлифования сталей, чугунов и цветных металлов. Абразивные материалы из монокорунда предназначены для получистового и чистового шлифования деталей из цементированых, закаленных и высоколегированных сталей. Карбид кремния (карборунд SiC) по сравнению с электрокорундом обладает большей твердостью, но и хрупкостью. При дроблении его зерна имеют более острые кромки, что обеспечивает повышенную производительность обработки.

Карбид кремния выпускают двух марок. Карбид кремния черный (КЧ) содержит 95-97% SiC и применяется для обработки хрупких металлических материалов, цветных металлов и неметаллов. Карбид кремния, содержащий не менее 97% SiC, имеет зеленый цвет (КЗ) и обладает более высокими свойствами. Он преимущественно используется для заточки твердосплавного режущего инструмента.

Карбид бора (B4C) отличается чрезвычайно высокой прочностью, но очень хрупок и дорог. Используется в основном в виде несвязанных абразивных зерен для доводки твердосплавного режущего инструмента, притирки, резки драгоценных камней и т.д..

Синтетические алмазы (СА) получают из графита (99,7%С и 0,3%примеси) в специальных камерах при давлении около 1,3 ГПа в присутствии катализатора и температурах 1200-2400 С. В зависимости от температуры получается различная форма кристаллов и окраска от черного цвета при низких температурах до светлого при высоких.

Синтетические алмазы имеют большую остроту режущих кромок по сравнению с естественными и потому более производительны в качестве абразивного инструмента. Алмаз имеет чрезвычайно высокие режущие свойства, так как он является самым твердым веществом, обладает очень высокой теплопроводностью и износостойкостью, имеет малый коэффициент трения по металлу. Однако он недостаточно теплостоек (до 800С), что позволяет его использовать в основном для обработки хрупких материалов, цветных металлов и неметаллов.

Кубический нитрид бора (КНБ)- эльбор, боразон и другие- синтетический сверхтвердый материал близок по твердости к алмазам, но имеет теплостойкость почти вдвое более высокую (до 1500С). Высокая теплостойкостью малое химическое сродство с железом позволяет успешно использовать его для обработки высокопрочных и закаленных сталей и сплавов на основе железа.

Зерна абразивных материалов являются режущими элементами абразивных инструментов. Основным видом абразивных инструментов являются шлифовальные круги, форма и размер которых определяет ГОСТ 2424-60, который предусматривает 22 профиля с диаметрами от 3 до 1100 мм. Среди них наиболее часто применяются следующие формы: плоские прямые (ПП), плоские с выточкой (ПВ), чашечные цилиндрические (ЧЦ) и конические (ЧК), кольца (1К), тарельчатые (2Т) и т.д..

Все большее применение находит обработка с применением абразивной ленты. Этот метод применяется для черновой, чистовой и отделочной обработки и во многих случаях обеспечивает значительное повышение производительности труда.

Свойства абразивных инструментов и их работоспособность будут определяться маркой абразивного материала, а также характеристиками инструмента: зернистостью абразива, видом связки, твердостью и структурой. По размеру абразивные зерна подразделяются на 26 номеров зернистости и делятся на шлифзерна(номера зернистости 200-16), шлифпорошки (номера 12-3) и микропорошки (номера М40-М5). Номер шлифзерна и шлифпорошка соответствуют размеру зерен в сотых долях миллиметра, а номер микропорошков показывает размер зерна в микрометрах.

Выбор зернистости абразивного инструмента определяется величиной припуска на обработку, чистотой обработанной поверхности и точностью обработки. Для грубой предварительной обработки и обработки вязких материалов рекомендуется крупнозернистые инструменты, обеспечивающие высокую производительность, но низкое качество. Отделочные работы производятся мелкозернистыми кругами.

Для соединения абразивных зерен в абразивный инструмент служит связка. Связки подразделяют на органические и неорганические. Из неорганических связок наиболее часто применяются керамические (К) и силикатные (С).

Керамическая связка состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, талька и жидкого стекла. Благодаря высокой прочности, водостойкости и жаропрочности она является самой распространенной. Недостатком керамической связки является значительная хрупкость.

Силикатная связка представляет собой жидкое стекло и имеет небольшую прочность. Круги на силикатной связке предназначены для обработки деталей в тех случаях, когда не допускается повышение температуры и нельзя применять смазочно-охлаждающие жидкости.

К органическим связкам относятся вулканитовая (В) и бакелитовая (Б). Вулканитовая связка состоит из 70% каучука и 30% серы. Абразивные инструменты на такой связке обладают большой прочностью, но имеют малую теплостойкость. Связка применяется для узких фасонных кругов. Бакелитовая связка представляет собой синтетическую смолу. Круги, изготовленные на этой связке, прочны, эластичны, допускают большие окружные скорости, но могут применяться при температуре не выше 180С.

Алмазные круги состоят из стального, алюминиевого или пластмассового кольца (основания) и закрепленного на нем алмазного слоя толщиной 1,5-5,0 мм.

Абразивные инструмент должен обладать определенной твердостью. Под твердостью понимается способность связки удерживать абразивные зерна. В соответствии с этим разработана шкала твердости, согласно которой все абразивные делятся на 16 степеней твердости. Для каждого конкретного случая обработки необходимо подбирать инструмент определенной твердости. В круге повышенной твердости при работе продолжают удерживаться притупившиеся зерна, что приводит к повышению температуры в зоне резания и прижогу обрабатываемой поверхности. Такой круг требует частичной правки для восстановления режущей способности. Слишком мягкий круг будет сильно изнашиваться, при этом будут выкрашиваться зерна, не потерявшие еще своей остроты.

При подборе круга для данных условий обработки стремятся добиться "самозатачивания". В этом случае своевременно будут выкрашиваться затупившиеся зерна и открываться новые, острые.

В любом абразивном инструменте наряду с абразивными зернами и связкой имеются поры(пустоты), способствующие его охлаждению в процессе работы. Структура абразивного инструмента определяется количественным соотношением в нем зерен, связки и пор. Имеется 13 номеров структур. Чем больше номер структуры, тем меньше в единице объема зерен и больше пор.

Характеристики абразивных кругов маркируются на нерабочей поверхности круга, где приводятся их условные обозначения: вид абразивного материала, зернистость, форма, размер и допустимая максимальная скорость вращения.

В процессе работы шлифовального круга абразивные зерна изнашиваются и теряют режущую способность, а круг засаливается продуктами обработки. Для восстановления режущих свойств и геометрической формы производится периодическая правка круга. Наиболее качественная правка производиться алмазными инструментами.

Более грубая правка осуществляется шарошками, оснащенными монолитными твердосплавными дисками, металлическими дисками и звездочками из износостойких сталей или правочными кругами из карбида кремния, термокорунда т.д..

2.3 Технологический процесс изготовления детали типа “Вал”

Рисунок 2 Эскиз детали типа “Вал”

Разработка технологических процессов обработки элементарных поверхностей

Предварительный выбор методов обработки элементарных поверхностей и числа необходимых переходов (операций) производят на основе данных справочных таблиц экономической точности обработки или на основе обобщенных таблиц примерных маршрутов исходя из требований, предъявляемых к конечной точности и качеству поверхностей, вида исходной заготовки, свойств материала и типа производства.

Определив первый и окончательный переходы, устанавливают Необходимость промежуточных переходов, число которых тем больше, чем ниже точность исходной заготовки и выше конечные Требования к поверхности. Число вариантов обработки поверхности может быть довольно большим, и их сокращение возможно с учетом некоторых нюансов, к которым относятся, например, целесообразность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов и ее обработки совместно с другими поверхностями заготовки за один установ, ограничение возможности применения некоторых методов из-за недостаточной жесткости детали и т.п.

Расчет припусков

Припуск -- слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода. Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и для компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Минимальный припуск:

при обработке поверхностей вращения в центрах

(1)

Отклонение расположения Е необходимо учитывать у заготовок (под первый технологический переход), после черновой и получистовой обработки лезвийным инструментом (под последующий технологический переход) и после термической обработки. В связи с закономерным уменьшением величины Е при обработке поверхности за несколько переходов на стадиях чистовой и отделочной обработки ею пренебрегают.

На основе расчета промежуточных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам. Промежуточные расчетные размеры устанавливают в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления (для наружных поверхностей) к исходному размеру готовой детали промежуточных припусков или путем последовательного вычитания (для внутренних поверхностей) от исходного размера готовой детали промежуточных припусков. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам определяют, округляя их увеличением (уменьшением) расчетных размеров до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие (наименьшие) предельные размеры вычисляют путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) предельному размеру.

Предельные значения припусков определяют как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняемого и предшествующего) переходов.

Выбор и обоснование баз, способов закрепления для заготовки

Конструкторские базы назначаются конструктором изделия при простановке размеров на рабочем чертеже. На выбор той или иной схемы при простановке размеров влияют как конструкторские, так и технологические требования. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, выбор баз, конструкцию приспособления и т.д.

Выбирая схему простановки размеров, конструктор должен исходить из обеспечения принципа технологичности конструкции. Более технологичной является та конструкция, на изготовление которой затрачивается меньше времени, требуется более простое приспособление, а заданная точность достигается просто и надежно.

Базирование заготовки в приспособлении производится, как правило, двумя или тремя базами, причем оно сводится, по существу, к базированию ее отдельных баз. Обнаружено, что в группе баз значимость каждой из них для данной операции неодинакова. Среди них выделяется основная база. Заготовка, устанавливаемая этой базой в приспособление, получает почти полную ориентацию, лишаясь трех или четырех степеней свободы. Для лишения заготовки остальных степеней свободы используются другие, вспомогательные базы. Основную базу необходимо выделять из группы баз еще и потому, что способ ее базирования принципиально отличается от способа базирования остальных баз.

В связи с этим представляется возможным рассматривать типовые способы базирования основной базы определенной формы безотносительно к форме и размерам заготовок, тем более что круг поверхностей, используемых в качестве основной базы, ограничен тремя видами -- плоской поверхностью, цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью.

Основную базу выбирает конструктор приспособления. Иногда это делает технолог при разработке технологического процесса, проставляя на операционном эскизе значками тип опорного элемента и число опорных точек. За основную базу предпочтительно брать поверхность, которая обеспечивает заготовке устойчивое положение в приспособлении даже при базировании только одной этой базы.

Наиболее полно такому требованию отвечает плоская поверхность заготовки, располагающаяся снизу и обладающая достаточной протяженностью. Если у заготовки такой поверхности нет, выбирают другую поверхность достаточной протяженности -- боковую плоскую поверхность, цилиндрическое отверстие, либо цилиндрическую наружную поверхность.

Выполнение всех операций производим базированием левой или правой частей валов как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 Базирование вала

- данная схема базирования показывает, что применяем трехкулачковый патрон.

Кроме того применяем установ А и Б, которые показывают как изменяется положение вала при выполнении различных операцией.

Выбор станков и режущего инструмента, обеспечение точности обработки

1) Для выполнения операций: подрезание торца черновое, подрезание торца чистовое, обработка внутренней поверхности и подрезания торца чернового, применяем одношпиндельный токарно-многорезцовый полуавтомат (токарный многорезцовый копировальный полуавтомат 1 П 707 Ф2).

Мы принимаем данный полуавтомат т.к. на токарных многорезцовых копировальных полуавтоматах возможна обработка цилиндрических, фасонных, конических и торцовых поверхностей деталей. Станки серийного выпуска позволяют обрабатывать заготовки диаметром до 80 мм, длиной до 400 мм. Мы используем данный полуавтомат для обработки торцевых поверхностей, и диаметр детали составляет 40 мм. Т.е. те операции, которые данный станок в состоянии выполнить, по своим техническим данным.

Проектирование наладок. Для описанных выше операций нам необходимо, что бы выполнялись требования по квалитету точности. Необходимы следующие квалитеты - 10, 12, 14. На токарных многорезцовых копировальных полуавтоматах обеспечивается точность обработки 11 --13-го квалитета. При правильном выборе наладки и технологической оснастки точность может быть повышена до 6 --9-го квалитета. Т.е. по условию обеспечения точности станок подходит.

Для данного станка характерно использования резцов из быстрорежущей стали.

Выбираем резец токарные отрезные из быстрорежущей стали Р9 по ГОСТ 18874-73. Выбираем данный тип резца, поскольку он обладает удовлетворительной прочностью, повышенной износостойкостью при средних и повышенных скоростях резания, узким интервалом оптимальных закалочных температур, повышенной пластичностью при температурах горячей деформации.

2) Для выполнения просверливания отверстий, используем станок сверлийный 2М57.

Выбираем данный тип станка, поскольку он подходит по частоте вращения, кроме того, он обеспечивает просверливание отверстия необходимого диаметра. Так же на данном станке выполняется зенкерование - предварительная обработка литого отверстия под последующее протягивание. При точности отверстия 11-13 квалитета, что как раз является необходимыми условием для нас.

Производим выбор сверла спирального из быстрорежущей стали (усиленное) по ГОСТ 18874-73. Так как данное условие удовлетворяет следующим требованиям: обеспечивает при обработке деталей в кондукторах точность расположения отверстия 0,15 мм, удовлетворяет глубину сверления и точность отверстия.

3) Для нарезания шлицов применяем станок Токарный

одношпиндельный автомат продольного точения 1М10В.

Диаметр точения щлицов 40 мм, длина 250 мм. По данным значениям станок соответствует требованиям, предъявляемым деталью. При нарезании обеспечивается необходимая нам точность обработки 14 квалитета. Параметры шероховатости протягиваемого паза Rz =50мкм.

Резец токарный из быстро режущей стали по ГОСТ 18874-73

4) Для точения чернового и точения чистового применяют токарно-револьверный полуавтомат 1П410Ф3.

Выбор данного станка обусловлен следующими причинами: поверхности обрабатываемые сверлами позволяют достичь точности 12--14-го квалитета и допустимого биения в пределах допуска на диаметр. Так же станок обеспечивает соблюдения необходимой соосности при обработке детали, диаметр детали входит в допустимый ряд для данного станка, длина детали так же находится в допустимых значениях.

Выбираем резец проходной прямой с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18879-73.Выбор данного сверла обусловлен повышенной прочностью, повышенной вторичной твердостью и износостойкостью.

5) Операция чернового шлифования выполняется на круглошлифовальном станке 3М132В.

Данный станок позволяет обеспечить соблюдение рабочего цикла шлифования. Снимаемый припуск за каждый оборот детали или глубина Т срезаемого слоя не остаются постоянными, они изменяются на протяжении всей операции и определяют структуру рабочего цикла шлифования.

Черновое шлифование целесообразно выполнять v= 50-60 м/с. отличие от токарной обработки, обдирочное шлифование обеспечивает более высокую точность обработки (8--9-го квалитета) шероховатость поверхности Rа = 2,5 - 5,0. Данные значения шероховатости соответствуют тем требованиям, которые предъявляются к данной детали.

Выбор шлифовального круга ПП 400Ч40 24А 25Н С1 5 К5 35 м/с 1 кл. А ГОСТ 2424-83связано с тем, что он подходит по диаметру, высоте, твердости. Так же содержание абразивных элементов и зернистость являются приемлемой для того что бы выполнить требуемые условия по шлифованию.

Операция Круглошлифовальная

Переходы:

1. Снять, установить и закрепить заготовку.

2. Шлифовать поверхность окончательно.

Исходные данные:

Материал заготовки - сталь 45;

Метод шлифования - врезное.

Диаметр до обработки d1= 38,072 мм (определен раньше)

Диаметр после обработки d2 = 38 мм (определен раньше)

Станок круглошлифовальный модели 3М132В.

Выбор характеристик шлифовального круга

1) Размеры шлифовального круга:

Диаметр Dk = 400 мм (по паспорту станка)

Высота (ширина) Вк = 40 мм (по паспорту станка)

2) Принятая форма круга - П П (прямого профиля)

Материал - 24А (электрокорунд белый)

3) Характеристики круга:

Зернистость - 25]

Твердость - С1

Номер структуры - 5

Связка - керамическая К5

Допустимая окружная скорость Vк = 35 м/с

Полное обозначение круга

ПП 400Ч40 24А 25Н С1 5 К5 35 м/с 1 кл. А ГОСТ 2424-83

1. Расчетный диаметр круга D = Dk = 400 мм.

Расчетная частота вращения круга:

. (2)

Принимаем по паспорту станка nкр = 1670 об/мин.

Фактическая скорость резания:

. (3)

Расчетный диаметр заготовки Dз = d1= 15,06 мм.

Табличная окружная скорость заготовки:

Vз = 20…40 м/мин.

Принимаем Vз = 25 м/мин.

Частота вращения заготовки:

. (4)

(находится в паспортных пределах)

2. Табличная врезная (радиальная) подача на 1 оборот заготовки:

Sрад = 0,001…0,005 мм/об.

Принимаем радиальную подачу:

Sрад = 0,002 мм/об.

Скорость минутной врезной подачи:

(5)

(находится в паспортных пределах)

Диаметры до и после обработки (по исходным данным):

d1= = 38,072 мм, d2 = 38 мм.

Припуск на шлифование (на сторону):

. (6)

Расчетная длина хода L = h = 0,036 мм.

3. Число рабочих ходов i = 2.

Коэффициент, учитывающий время на выхаживание:

K = 1,2…1,3.

Принимаем K = 1,3.

4. Основное время на операцию:

.(7)

Требования безопасности при работе с абразивным и эльборовым инструментом (ГОСТ 12.3.028-82)

1.Требования безопасности

1.1. При обработке материалов абразивным и эльборовым инструментом опасными и вредными производственными факторами являются:

разрыв шлифовального круга, отрыв эльборосодержащего слоя от корпуса круга, отрыв сегментов от корпуса инструмента;

повышенная запыленность воздуха рабочей зоны, образование в нем аэрозолей при обработке с использованием смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ);

1.2. Уровни концентрации вредных веществ в рабочей зоне не должны превышать предельно допустимых значений, установленных ГОСТ 12.1.005.

2. Требования к производственному оборудованию

2.1. Абразивный и эльборовый инструмент должен эксплуатироваться на оборудовании, отвечающем требованиям ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.2.009, ГОСТ 12.2.010.

2.2. На оборудовании должны быть предусмотрены:

устройства для удаления абразивной пыли и отходов шлифования из зоны обработки;

устройства для защиты рабочего от аэрозолей, образующихся при использовании СОЖ;

устройства для защиты рабочего от абразивной, металлической и неметаллической пыли, частиц обрабатываемого материала, образующихся в процессе правки, шлифования, заточки и т.п.

2.3. Элементы крепления, применяемые для установки инструмента, должны соответствовать требованиям ГОСТ 2270 и обеспечивать соосность инструмента со шпинделем станка, а также зажатие сегментов по длине на величину не менее его высоты. Зазор между отверстием круга и посадочным местом должен быть в пределах допусков на диаметр посадочного отверстия по ГОСТ 2424, ГОСТ 21963 и посадок по ГОСТ 2270.

Между прижимными фланцами и инструментом должны ставиться прокладки из картона по ГОСТ 9347 или другого эластичного материала толщиной от 0,5 до 1,0 мм. Прокладки должны перекрывать всю прижимную поверхность фланцев и равномерно выступать наружу по всей окружности не менее чем на 1,0 мм.

2.4. При закреплении инструмента не допускается применение насадок на гаечные ключи, ударного инструмента.

2.5. На станках с ручной подачей изделий запрещается использовать рычаг для увеличения усилия нажима обрабатываемых деталей на шлифовальный круг.

2.6. При обработке шлифовальными кругами изделий, незакрепленных жестко на станке, должны применяться подручники. Подручники должны быть передвижными, обеспечивающими установку и закрепление их в требуемом положении. У станков, имеющих два подручника, каждый подручник должен иметь независимое перемещение. Перестановка подручников во время работы не допускается.

Подручники должны иметь достаточную по величине площадку для обеспечения устойчивого положения обрабатываемого изделия. Подручники должны устанавливаться так, чтобы верхняя точка соприкосновения изделия со шлифовальным кругом находилась выше горизонтальной плоскости, проходящей через центр круга, но не более чем на 10 мм.

Зазор между краем подручника и рабочей поверхностью шлифовального круга должен быть меньше половины толщины шлифуемого изделия, но не более 3 мм.

Края подручников со стороны шлифовального круга не должны иметь выбоин, сколов и других дефектов.

2.7. У станков с электромагнитными плитами должны быть блокирующие устройства, обеспечивающие автоматический отвод шлифовального круга от изделия и выключение перемещения стола в случае прекращения или падения ниже предельно допустимого значения электрического напряжения.

3. Требование к применению средств защиты работающих

3.1. Абразивный и эльборовый инструмент и элементы его крепления (болты, гайки, фланцы и т.д.) должны быть ограждены защитными кожухами, прочно закрепленными на станке.

3.2. Защитные кожухи для шлифовальных кругов, работающих с рабочей скоростью до 100 м/с, должны изготовляться сварными из листовой углеродистой конструкционной стали марок Ст3кп, Ст3сп по ГОСТ 380, стали марок 20, 15 по ГОСТ 1050.

Примечание. При работе набором кругов, высота которого более 200 мм, толщина стенок кожуха должна быть не менее предусмотренной для кругов высотой 200 мм.

3.3. Форма и толщина стенок защитных кожухов для инструмента, работающего с рабочей скоростью свыше 100 м/с, должна соответствовать нормативному документу на шлифовальное оборудование.

3.4. Форма и толщины стенок защитных кожухов для ограждения кругов при работе на ручных пневматических и электрических шлифовальных машинах - по нормативному документу на ручные шлифовальные машины.

3.5. Обод и боковые стенки защитного кожуха, изготовляемые из листовой стали, должны свариваться сплошным усиленным швом высотой не менее толщины боковой стенки. Сварной шов должен быть без наплывов и прижогов. Наружные трещины шва и околошовной зоны, несварные кратеры, подрезы и непровары корня шва - не допускаются.

3.6. В места вырезов в кожухе под устройства для правки или для других целей стенки кожуха должны быть усилены на величину, равную толщине стенки.

При этом ширина усиления должна быть не менее удвоенной толщины стенки.

3.7. Расположение и наибольшие допустимые углы раскрытия защитных кожухов должны соответствовать указанным в ГОСТ.

3.8. Для кожухов, не имеющих предохранительных козырьков, угол раскрытия над горизонтальной плоскостью, проходящей через ось шпинделя станка, не должен превышать 30°. При угле раскрытия более 30° должны устанавливаться передвижные металлические предохранительные козырьки, позволяющие уменьшить зазор между козырьком и кругом при его износе. Конструкция козырьков должна обеспечивать их перемещение и надежное закрепление в различных положениях.

Передвижной предохранительный козырек по ширине должен перекрывать расстояние между двумя торцевыми стенками защитного кожуха. Толщина козырька должна быть не менее толщины цилиндрической части защитного кожуха. Перемещать козырьки разрешается только после остановки круга.

Примечания:

1. На шлифовальных станках с механической или автоматической подачей при угле раскрытия кожуха выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось шпинделя, допускается работа без козырьков при условии, что расстояние между верхней точкой раскрытия кожуха и горизонтальной плоскостью не превышает величину 0,5d1 фланцев по ГОСТ 2270.

2. На круглошлифовальных бесцентровых станках-автоматах допускается автоматическое перемещение козырька по мере износа круга без его остановки.

2.4 Опасные и вредные производственные факторы на рабочем месте шлифовщика

Идентификация опасных и вредных производственных факторов включает ряд стадий:

- выявление опасных и вредных факторов, определение их полной номенклатуры;

- оценка воздействия негативных факторов на человека, определение допустимых уровней воздействия и величин приемлемого риска;

- определение (расчетное или инструментальное) пространственно-временных и количественных характеристик негативных факторов;

- установление причин возникновения опасности;

- оценка последствий проявления опасности.

Главной и наиболее сложной составляющей процесса идентификации производственных опасностей является установление возможных причин проявления опасности. Полностью идентифицировать опасность очень трудно. Причины некоторых аварий и катастроф остаются невыясненными долгое время. Идентификация опасностей может быть различного уровня: полной, приближенной, ориентировочной.

Важное значение на первой стадии идентификации опасностей имеет классификация опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ). По воздействию на человека ОВПФ подразделяются на четыре группы:

- физические;

- химические;

- психофизиологические.

Таблица 4 Идентификация ОВПФ шлифовщика

Группа ОВПФ	Факторы	Источники ОВПФ	Последствия воздействия ОВПФ
1	2	3	4
Физические	Механические факторы силового воздействия	Движущиеся машины и их рабочие органы, подъемно-транспортные, режущий и колющий инструмент, заусенцы, шероховатые поверхности.	Травма
	Акустические колебания	Инфразвук (источники низкочастотной вибрации, двигатели внутреннего сгорания); шум (транспорт, инструмент и т.д.).	Заболевание
	Электромагнитные поля и излучения: - инфракрасное (тепловое) излучение; - ультрафиолетовое излучение.	Линии электропередачи, трансформаторы. Нагретые поверхности.	Заболевание, травма
	Электрический ток	Электрические сети, электроустановки, электроприводы и т.д.	Травма
	Загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны	Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; абразивная пыли и микрочастицы металлов. Пары СОЖ	Заболевание
	Освещенность рабочей зоны	Отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны.	Заболевание
Химические	Токсические, раздражающие, влияющие на репродуктивную функцию	абразивная пыли и микрочастицы металлов. Пары СОЖ	Заболевание, травма
Психофизиологические	Физические перегрузки: - статические; - динамические	Продолжительная работа в неудобной позе. Подъем и переноска тяжестей, ручной труд.	Утомляемость

Таблица 5 Перечень средств индивидуальной защиты (СИЗ), которые должны быть выданы работнику, согласно действующим нормам

Наименование СИЗ	Ед.изм	Кол-во	Периодичность	Фактическое выполнение	Нормативный документ
1	2	3	4	5	6
Костюм хлопчатобумажный	шт	1	12 месяцев	1	ГОСТ 27575-87
Ботинки кожаные	пара	1	12 месяцев	1	ГОСТ 12.4.137-84
Респираторы ШБ-1 "Лепесток"	шт	1	По мере необходимости	1	ГОСТ 12.4.028-76
Очки защитные	шт	1	12 месяцев	1	ГОСТ Р 12.4.013-97
Перчатки вязанные	пара	До износа	ГОСТ 5007-87

Требования безопасности перед началом работы

РД 153-34.0-03.292-00

1. Перед началом работы шлифовщик обязан:

- принять станок от сменщика: проверить, хорошо ли убраны станок и рабочее место. Не приступать к работе до устранения выявленных недостатков;

- надеть спецодежду, застегнуть рукава и куртку, надеть головной убор;

- проверить наличие и исправность защитного экрана и защитных очков, предохранительных устройств защиты от абразивной пыли и охлаждающих жидкостей;

- отрегулировать местное освещение так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена и свет не слепил глаза;

- проверить наличие смазки станка. При смазке пользоваться только специальными приспособлениями;

- проверить на холостом ходу станка:

а) исправность органов управления;

б) исправность системы смазки и охлаждения;

в) исправность фиксации рычагов включения и переключения (убедиться в том, что возможность самопроизвольного переключения с холостого хода на рабочий исключена).

Проверить паспорт об испытании на прочность кругов диаметром 150 мм и выше.

1.2 Шлифовщику запрещается:

- работать в тапочках, сандалиях, босоножках и т.п.;

- применять неисправный инструмент и приспособления;

- устанавливать на станок неисправные круги;

- прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, открывать дверцы электрошкафов. В случае необходимости следует обращаться к электромонтеру.

2. Требования безопасности во время работы

2.1. Во время работы шлифовщик обязан:

- перед установкой на станок обрабатываемой детали и приспособления очистить их от стружки и масла;

- тщательно очистить соприкасающиеся базовые и крепежные поверхности, чтобы обеспечить правильную установку и прочность крепления;

- установку и снятие тяжелых деталей и приспособлений производить только с помощью грузоподъемных средств;

- поданные на обработку и обработанные детали укладывать устойчиво на подкладках;

- перед установкой на станок шлифовальный круг подвергнуть внешнему осмотру с целью определения заметных трещин и выбоин;

- проверить надежность крепления абразивного или алмазного круга;

- проверить исправную работу станка на холостом ходу в течение 3-5 мин, находясь в стороне от опасной зоны возможного разрыва абразивного круга. Убедиться в отсутствии сверхпредельного радиального и осевого биения круга;