Системы технологий

Характеристика исходных веществ и готовой продукции может быть дана в виде таблиц.

Запасы сырья, материалов на складах берут по нормам технологического проектирования. Площади и емкости складов сырья и готовой продукции при приемке и отгрузке рассчитывают на 7- и 14-дневный запас.

Необходимо также указать принцип организации технологического процесса, режим работы предприятия, выпускающего данную продукцию.

Режим работы цехов, заводов принимают в соответствии с нормами технологического проектирования предприятий в данной отрасли промышленности. Установки для тепловлажностной обработки, сушки материалов должны работать круглосуточно. В производствах с крупными тепловыми агрегатами (вагранками, ванными, туннельными и другими печами), а также конвейерными линиями, включающими длительные тепловые процессы, принимают непрерывную рабочую неделю.

Работа отделений тепловлажностной обработки, смесительных, формовочных отделений, задействованных в конвейерной технологии, осуществляется в три смены. В непрерывных производствах отделения, технологические установки, не связанные с основным технологическим процессом, работают в одну-две смены. В таком же режиме работают отделения подготовки материалов на предприятиях по производству минеральных и органических веществ.

Режим работы предприятия используется при расчете количества сырьевых материалов, оборудования, состава работающих.

Получение целевого продукта из приведенных сырьевых материалов может быть осуществлено разными методами. Поэтому необходимо привести сравнительную технико-экономическую оценку существующих методов производства. На основе сравнительной оценки выбирают и проектируют новый технологический процесс получения продукции на данном предприятии.

Далее описывают теоретические основы процесса производства продукции. Они включают физические, физико-химические, химические, биохимические закономерности отдельных стадий процесса.

Описание указанных закономерностей должно сопровождаться физическими, химическими и термохимическими уравнениями, указанием типа катализатора, условий проведения процесса. На основе теоретических закономерностей формируются стадии, операции технологического процесса, обосновываются пути 'Интенсификации процессов.

Для осуществления стадий, операций технологического процесса в производственных условиях необходимо знать количество сырьевых материалов, топлива, энергии, тип оборудования, его производительность, мощность, размеры. Для этого составляют материальный и энергетический балансы процессов. Прежде всего составляют материальный баланс. Его выражают на единицу готовой продукции (килограмм, тонну), либо единицу массы сырья, либо единицу времени (час, сутки).

На основе данных материального баланса составляют энергетический (тепловой) баланс. При этом также используют данные тепловых эффектов физических превращений, химических процессов, протекающих в аппаратах. Учитывают характер подвода энергии в процесс, отвод энергии с продуктами процесса и потери энергии через стенки оборудования.

Материальный и энергетический балансы представляют в виде таблиц, диаграмм, уравнений. В результате расчетов балансов получают расходные коэффициенты (нормы расхода) сырья, материалов, топлива, электроэнергии. На основе данных материального и энергетического балансов рассчитывают, выбирают или уточняют типы и конструкции машин, аппаратов, их производительность, мощность, габаритные размеры.

В связи с этим для всех технологических мероприятий, связанных с введением новых аппаратов, модернизацией узлов, механизмов действующего оборудования, изменением схемы включения оборудования, введением нового катализатора, увеличением загрузки оборудования, числа дополнительно устанавливаемых аппаратов, механизации, автоматизации процесса, необходимо учитывать данные материального и энергетического балансов.

Определив тип оборудования, нормы расхода веществ, энергии, приступают к разработке технологической схемы производства продукции.

Технологическая схема представляет собой графическое изображение машин, аппаратов, участвующих в процессе производства, связанных между собой материальными и энергетическими потоками.

При составлении технологической схемы исходят из требований минимального количества оборудования, обслуживающего персонала, уменьшения производственных площадей, возможности механизации, автоматизации процессов. Технологическая схема должна давать ясное представление о применяемом оборудовании, последовательности стадий, операций технологического процесса.

Машины, аппараты реакторы, печи, теплообменники, насосы в технологической схеме нумеруют согласно стандартам, то есть по первым буквам названия оборудования и его номерам в технологической схеме, например: реактор - Р1, печь - ГТ1.

Технологическую схему оформляют на формате А4 и вкладывают в описание этой схема. Кроме того, технологическая схема включается в графическую часть дипломных проектов, работ.

В процессе описания технологической схемы указывают название стадий, операций процесса, раскрывают их содержание, условия протекания. Изложение каждой стадии, операции начинают с абзаца, при этом обязательно соблюдают их последовательность.

Характеристику оборудования приводят в пояснительной записке в порядке, предусмотренном технологической схемой - от поступления исходного сырья до выхода готовой продукции. Указывают тип аппаратов, материалы, из которых они изготовлены, принцип действия, для каких операций применяют. Б некоторых случаях приводят габаритные размеры оборудования. Для однотипных аппаратов указывают их количество. В некоторых производствах количество единиц оборудования находят по выражению:

где Пч - требуемая сменная или часовая производительность по данному технологическому процессу;

Пап - сменная или часовая производительность выбранного аппарата.

Производительность питающих устройств, обеспечивающих равномерную работу оборудования (дробилок, мельниц, печей, сушилок) должна на 15 - 20% превышать производительность основного оборудования.

Контроль производства и автоматическое регулирование технологического процесса включают краткую характеристику приборов, с помощью которых поддерживаются основные параметры технологического процесса на определенном уровне. При необходимости описывают принципиальную схему автоматизации технологического процесса. Ее показывают в технологической схеме производства.

Применение средств вычислительной техники и автоматизированных систем управления позволяет оптимизировать технологический процесс производства продукции, повысить ее качество.

Количество производственных рабочих рассчитывают по рабочим местам, необходимым для осуществления технологического процесса. Рабочие места определяют, исходя из типа оборудования, его компоновки в технологической схеме, характеристики операций, проводимых на этом оборудовании.

4. Технологические мероприятия, направленные на рациональное

использование энергоресурсов и совершенствование

технологических процессов

Важной задачей, стоящей перед отраслями промышленности Украины, является рациональное использование энергетических ресурсов. В связи с этим приобретают значение технологические мероприятия, способствующие формированию энергосберегающих технологий. Среди таких мероприятий можно выделить следующие мероприятия:

а) рационализация технологических процессов и совершенствование конструкции агрегатов. Такие мероприятия связаны с улучшением проведения тепловых процессов - регенерацией, рекуперацией тепла, интенсификацией процессов теплообмена в технологических агрегатах, установках.

В технологических процессах скрыты большие возможности экономии топлива. Например, повышение нагрева доменного дутья на 100°С ведет к сокращению удельного расхода кокса на 15 - 20 кг на каждую тонну чугуна. Расход кокса сокращается и при вдувании в доменную печь природного газа в количестве 1 кг на каждый 1 м3 природного газа.

Использование кислорода при производстве стали мартеновским методом тоже способствует снижению удельного расхода топлива.

Совершенствование режимов работы печей в производствах строительных материалов, огнеупоров тоже ведет к уменьшению расхода топлива;

б) использование физического тепла горючих газов, образующихся при технологических процессах. Так, например, на металлургических предприятиях за счет доменного и коксового газов покрывают почти 40% потребности в топливе. В ферросплавном производстве для технологических и энергетических целей используют горючие газы, содержащие 80 - 85% оксида углерода. За счет проведения таких мероприятий в черной металлургии может быть сэкономлено до 5 млн. тонн условного топлива в год. На предприятиях металлургии суммарный выход пригодных для использования вторичных энергетических ресурсов составляет 4 млн. тонн условного топлива в год.

Среди трудностей использования физического тепла уходящих газов следует отметить загрязнение поверхности нагрева теплоизолирующих установок, что ведет к снижению паросъема. Поэтому технологические мероприятия в металлургических производствах могут быть направлены на рационализацию конструкций теплоизолирующих установок;

в)использование физического тепла продуктов производства, поскольку много энергии уносится жидкими и твердыми видами продукции. На металлургических предприятиях с жидким чугуном, сталью ежегодно уносится тепло, эквивалентное 1,5+2,0 млн. тонн условного топлива. Использование этой теплоты решается путем непрерывной разливки стали с теплоиспользованием.

В цветной металлургии большое количество тепла уходит с жидкими шлаками. Возврат тепловой энергии в технологические процессы позволил бы сократить на 40% расход первичного топлива в энергетическом балансе производства.

На предприятиях, выпускающих строительные материалы, целесообразно использовать физическое тепло прошедших обжиг материалов. В коксохимических производствах при выгрузке кокса ежегодно теряется тепло, эквивалентное 3,0 млн. тонн условного топлива в год. Часть теплоты утилизируется в установках сухого тушения кокса;

г) использование физического тепла материалов в установках испарительного охлаждения металлургических печей, при этом, наряду с использованием теплоты, обеспечивается надежная работа агрегатов. При производстве черных металлов за счет испарительного охлаждения экономится до 1,5 млн. тонн условного топлива.

Технологические мероприятия, связанные с использованием физического тепла отходящих газов, реализуются путем установки котлов-утилизаторов, нагревательных печей, рекуператоров, экономайзеров.

Могут быть рекомендованы мероприятия по защите технологического оборудования от нагрева, по введению рационального графика разливки металлов, установки паровых, водных аккумуляторов.

В последние десятилетия большое внимание уделяется реконструкции отдельных цехов, действующих производств, модернизации машин, аппаратов.

Под реконструкцией понимают технологические мероприятия, ведущие к переустройству отделения, участка, цеха, производства. Реконструкция позволяет наращивать производственные мощности, находить внутренние резервы предприятия без увеличения производственных площадей.

Модернизация включает технологические мероприятия, связанные с заменой отдельных узлов, механизмов оборудования с целью приближения эксплуатируемого оборудования к техническому уровню современных видов машин, аппаратов, реакторов, теплообменной аппаратуры.

В результате модернизации оборудования могут быть решены следующие вопросы:

а)повышение производительности машин, аппаратов;

б)расширение технологических возможностей оборудования;

в)повышение качества продукции;

г)увеличение срока службы оборудования;

д)увеличение межремонтного пробега оборудования, а также
уменьшение длительности ремонта и его стоимости;

е)уменьшение массы, энергоемкости и стоимости оборудования;

ж)улучшение условий труда и повышение общей культуры производства.

При описании мероприятий, посвященных реконструкции производства и модернизации оборудования, приводят планировки цехов, эскизы, схемы оборудования. Иллюстрационный материал в пояснительной записке располагают непосредственно в описании технологической части или выносят в приложения дипломного проекта.

5. Рекомендации к технологической части дипломных проектов и

работ, выполняемых по данным машиностроительных

предприятий

5.1 Структура технологической части дипломных проектов и работ

Пояснительная записка по технологической части должна включать следующие параграфы:

а)общую характеристику производственного процесса цеха,
завода;

б)выбор и обоснование технологического процесса механической обработки деталей;

в)обоснование заготовок для получения деталей;

г)определение припусков на механическую обработку;

д)выбор и характеристику оборудования, станочного приспособления;

е)обоснование применения режущего инструмента, измерительного инструмента, контрольно-измерительных приспособлений;

ж)выбор режимов резания;

з)определение штучного, штучно-калькуляционного времени обработки деталей;

и) определение необходимого (потребного) количества оборудования;

к) оценку эффективности технологических мероприятий;

л) выводы и предложения.

5.2 Общая характеристика производственного процесса

предприятия

В общей характеристике производственного процесса указывают: существующую организацию производства в цехе, на заводе; годовую программу, нормы времени и годовую трудоемкость; характеристику деталей; определение или характеристику типа производства, величины партии деталей для серийного производства, такта выпуска для массового производства, маршрутную карту обработки деталей.

Описание существующей организации производственного процесса включает: режим работы предприятия (число смен, продолжительность смен, количество рабочих дней в неделю и др.); метод организации производственного процесса (позаказный, партионный, поточный); вид движения детали в производственном процессе, (последовательный, параллельный, последовательно-параллельный); длительность технологического цикла; многостаночное обслуживание и совмещение профессий (на каких станках, операциях); снабжение рабочих мест заготовками; способы перемещения заготовок, деталей от станка к станку (транспортные, грузоподъемные средства); обеспечение рабочих мест режущим, измерительным инструментом, приспособлениями; порядок выдачи задания и приема его выполнения; технический контроль; требования охраны труда и техники безопасности.

Годовая программа и нормы времени на обработку могут быть представлены в виде табл. 11 - 13.

Таблица 11

Годовая программа цеха, завода

№ п/п	Наименование изготавливаемых деталей	Номер чертежа	Годовая программа, шт.	Примечание
1	Вал ведущий
2	Вал ведомый

Таблица 12 Нормы времени на обработку

№ п/п	Наименование изготавливаемых деталей	Нормы времени в минутах по видам обработки	Всего, мин.
		токарная	фрезерная	шлифовальная	и т. д.
1	Вал ведущий	10	7	15		32

Таблица 13 Годовая трудоемкость

№ п/п	Наименование изготавливаемых деталей	Годовая программа, шт.	Трудозатраты по видам обработки	Всего годовой объем работ, ч
			токарная	фрезерная
			норма времени на 1 шт./мин	годовой объем работ, ч
1	Вал ведомый	2000	13		300

Определение или характеристика типа производства приводятся потому, что разработка технологического процесса механической обработки, выбор оборудования, приспособления зависят от типа производства.

Для ориентировочного определения типа производства нужно исходить из годовой программы выпуска деталей, их номенклатуры, массы, времени обработки на основных операциях.

Следует отметить, что при массовом производстве на одном станке обрабатывается одна деталь, при серийном - несколько деталей,

В механическом цехе могут быть станки с различным количеством прикрепленных деталей. Тип производства определяется, исходя из того, какой характер загрузки преобладает. Если большая часть станков имеет массовую загрузку, то и цех относится к массовому производству. Если большая часть станков имеет крупносерийный характер загрузки, то и цех относится к крупносерийному производству.

Характер загрузки станков определяется по операциям технологического процесса. Например, штучная норма времени одной детали на данной операции равна 0,1 ч, годовая программа 38 000 деталей, тогда станок на выполнение данной операции будет загружен 3800 ч. При двухсменной и 41-часовой рабочей неделе станок будет работать 4015 ч. Значит, работа станка при достаточно высоком коэффициенте загрузки будет относиться к массовому производству.

Если же прикрепление одной детали к станку не обеспечивает достаточной его загрузки, то к нему прикрепляется еще несколько деталей, чтобы добиться более полного его использования.

Принято, что работа станков считается крупносерийной при закреплении за ними до 10 деталей, серийной - от 10 до 20 деталей, мелкосерийной - более 25 деталей. Основным показателем, характеризующим тип производства, является его специализация, определяемая по коэффициенту серийности (К):

Количество рабочих мест или станков на поточной линии составляет:

где тшт - штучное время обработки, мин.

Эта величина определяется по каждой операции в отдельности.

Величину партии деталей для серийного производства определяют по выражению:

где N - годовая программа выпуска деталей с учетом запасных частей, шт.,-

h - необходимый запас деталей на складах, в дн.;

Ф - число рабочих дней в году.

Для выбора числа дней запаса деталей нужно руководствоваться данными табл. 14.

Таблица 14

Размер деталей	Единица измерения	Число дней запаса деталей на складе (Ь)
Крупные детали	дни	2-3
Мелкие детали	ДНИ	5-10

При выборе числа дней запаса деталей на складах нужно учитывать коэффициент (степень) серийности выпуска.

Определенный размер партии h нужно откорректировать так, чтобы он был кратен полунедельной, недельной потребности (р). Суточную, полунедельную, недельную, месячную потребность определяют по выражению:

N Р=--, т

где N- годовая программа выпуска деталей, шт.;

т - число рабочих дней (305), полунедель (104), недель (52), месяцев (12).

При определении длительности производственного цикла партии деталей и характера вида движения заготовки учитывают, что в единичном и мелкосерийном производствах применяется последовательный вид движения заготовок. В серийном и крупносерийном производствах применяется последовательно-параллельный вид движения деталей. На поточных линиях применяется параллельный вид движения заготовок, деталей.

В случае последовательного вида движения деталей длительность технологического цикла (Тпосл) обработки партии деталей находят по выражению:

5.3 Выбор и обоснование технологического процесса механической

обработки деталей

Изученный во время преддипломной практики действующий технологический процесс механической обработки заготовок и деталей представляют в виде маршругной карты обработки. В маршрутной карте указывают краткое содержание и основные данные всех операций обработки заготовок деталей в порядке их последовательности. Приводятся также наименования обрабатываемых поверхностей деталей, метод обработки, применяемые приспособления, режущие инструменты, нормы времени, контрольно-измерительные средства.

В общем, технологический процесс механической обработки может быть представлен в виде табл. 15, которая по структуре подобна маршрутной карте.

Таблица 15

Технологический процесс изготовления деталей

№ п/п	Наименование и краткое содержание операций	Тип и модель станка и основные размеры станка	Применяемые приспособления, режущий инструмент, контрольно-измерительные средства	Норма времени на 1 деталь, мин	Примечание

Основываясь на маршрутной карте, дается оценка совершенства технологического процесса, соответствие его современному уровню обработки деталей, проводится выбор баз, выявляются узкие места, где возможно провести технологические мероприятия.

Если технологическая часть дипломного проекта предусматривает разработку технологического процесса обработки деталей или некоторое совершенствование отдельных его операций, то, прежде всего, исходят из рабочих чертежей деталей.

Проектирование технологического процесса обработки деталей идет в следующей последовательности:

а) анализируют технологичность деталей для механической обработки с учетом масштаба производства и типа производства;

б) разрабатывают технологический маршрут механической обработки деталей, то есть последовательность операций с предварительным подбором оборудования;

в) обосновывают возможность применения существующего способа получения заготовок или выбирают новые способы;

г) определяют припуски на обработку для 1-3 поверхностей деталей;

д) устанавливают содержание каждой операции при расчленении ее на установки, переходы;

е) для каждой операции выбирают оборудование по каталогу;

ж) для каждого перехода операции выбирают режущий, измерительный и вспомогательный инструмент;

з) по нормативам выбирают режимы резания;

и) определяют расчетно-технические нормы времени на каждую операцию, а также нормы выработки.

В случае введения в действующий технологический процесс новых операций или существенного изменения уже имеющихся операций в технологической части проекта раскрываются следующие вопросы:

а) указывают порядковый номер операции, ее цель, назначение;

б) наименование операции и краткое ее содержание;

в) указывают поверхности детали, являющиеся в данной операции установочными базами, их характеристику в соответствии с принятой классификацией этих баз;

г) структуру операции, то есть количество установок, позиций, переходов, их содержание;

д) обосновывают требуемые станки для данной операции;

е) выбирают и обосновывают станочное приспособление для
данной операции;

ж) выбирают режущие инструменты для данной операции;

з) выбирают средства операционного контроля;

и) определяют режимы резания;

к) устанавливают нормы времени на данной операции;

л) определяют разряд работы, что может быть использовано для установления расценок.

Следует отметить, что наименование операции определяется по справочникам технолога. От правильного выбора технологической базы зависит качество обработки деталей. При выборе стремятся к совмещению баз, их постоянству.

Структура операции зависит от типа производства, точности и чистоты резания, числа обрабатываемой поверхности, режимов резания, числа обрабатываемых поверхностей, принятого оборудования, приспособлений, режущего инструмента.

На каждую разрабатываемую операцию составляют операционную карту механической обработки и термообработки. Такие карты имеются и но другим операциям.

Операционные карты механической обработки и термовбработ-ки являются основным технологическим документом (табл. 16). На карте изображают операционный эскиз с указанием обрабатываемых поверхностей. Положение заготовки на эскизе должно соответствовать положению заготовки на станке со стороны рабочего места. На эскизе отмечают установочные базы и места прижимов.

Каждая операция записывается в графах подробно по установкам, позициям, переходам. Содержание перехода включает указание метода обработки, наименование и условный номер обрабатываемой поверхности. Указывается количество одновременно обрабатываемых деталей и одновременность выполнения переходов (при совмещении переходов во времени). В соответствующих графах приводятся также данные о размерах обрабатываемых поверхностей, о расчетной длине обработки, сведения о станке, технологической оснастке, режимах резания, нормах времени, которые обосновываются далее в соответствующих подразделах.

Таблица

Операционная карта

1

Операционная карта

Колесо зубчатое

4 см Наименование операции опер

010 Токарно-револьверная

Оборудование Приспособление

Токарный

Токарно-револьверный 1Г340П

Планшайба 393 2602

СОЖ-2

№№ опер, п/п

Содержание перехода

Инструмент

Расч. размер

t

i

Режимы обработки

всомогательныи

режущий

измерительный

Высота, ширина

Длина

S

h

V

Тс

Тп

1

Вставить, закрепить и снять деталь

Схема наладки 200-465Г

0,791

Револьверная

2

Подрезать торец мато-чины, выдерживая размеры 1

Обламывание 210-2742

Резец 21001-0058 ГОСТ 18819-13 (Т5К10)

Скоба 325В15 119-13248

34

14

1

1

0 3 5

1 8 8

2 0 2

03 13 0 2

3

Точить поверхности, выдерживая размеры 2,4,5

Облямывание 210-2743

Резец про- ход.2100- 0051-03 ГОСТ 1ЙЯ7Я-73

Таблица 17

Маршрутная карта		Втулка
Материал	Масса детали		заготовка
		код и вид	размеры		масса
Сталь ШХ15 ГОСТ 801-78	0,66	поковка	088>	49		1,7
Номер	Наименование операции	Оборудование (код, наименование)	Разряд рабочих	Кол-во рабочих	Кол-во обраб. детал	Тпз
цеха	участка	операции						Тшт.
01		000	Заготовительная
01		001	Перемещение
01		005	Токарно-револьверная	Ток.-револ. 1425	3			3,131
01		010	Токарная	Ток.-м.-резц. 1Н713	3			2,034
01		015	Вертикально-протяжная	В-прот. 7В66Н054	4			0,544
01		020	Токарная	Ток.-м.-резц. 1Н713	3			3,81
01		025	Зачистка.	Верстак	2
01		030	Технический контроль	Стол, контр.
Т2		035	Термообработка
01		040	Хонинговальная	Хонинт.ЗМ82С153	4	1	1	1,119
		Разработал	Иванова			24.05.05	Листов
		Проверил					2
							Лист
							1

Операционные карты подписываются дипломником. На основе данных операционных карт составляются маршрутные карты обработки деталей (табл. 17).

5.4 Обоснование заготовок для получения деталей

Прежде всего, дают характеристику конфигурации детали, указывают ее массу, материал, масштаб производства, размеры, точность и качество поверхности детали.

При обосновании заготовок необходимо раскрыть следующие вопросы:

а)описать возможные варианты производства заготовок и обосновать выбранный метод получения заготовок, причем выбор того или иного вида заготовок (поковка, штамповка, прокат, отливка при штамповке по металлическим моделям, в кокилях); дать краткое технико-экономическое обоснование. Метод получения заготовок имеет большое значение, поскольку от него зависит экономичность процесса механической обработки, расход материала, трудоемкость изделия, себестоимость изготовления изделия;

б) выбрать величину общего припуска на механическую обработку на поверхностях заготовок;

в) произвести выбор допусков на размеры заготовок;

г) определить размеры заготовок с учетом размеров деталей, припусков на механическую обработку, допусков на размеры заготовок;

д) определить массу заготовки по объему элементов заготовки;

е) привести чертеж заготовки; на чертеже положение заготовки должно быть таким, какое она будет занимать в процессе изготовления.

При характеристике заготовки учитывают также коэффициенты использования материалов для получения заготовки, готового изделия и общий коэффициент использования материала. Коэффициент использования материала определяют как отношение массы готового изделия к массе заготовки.

Следует отметить, что чем больше размер и форма готовой детали, тем меньше затрачивается при обработке материала времени и средств.

По коэффициенту использования материала можно дать оценку эффективности применения заготовки. Уменьшение расхода металла (кг) на заготовку, программу позволяет снизить затраты на материалы. Расчет количества металла, требуемого в год, ведут путем умножения массы заготовки на годовую программу.

Далее определяют припуски на механическую обработку с помощью табличного или расчетно-аналитического методов.

5.5 Определение припусков на механическую обработку

При использовании табличного метода выбор припусков ведут по справочникам. Выбор общих припусков на механическую обработку устанавливает маршрут обработки по каждой поверхности. Припуски для каждой операции, определяемые по справочникам, заносят в табл. 18.

Таблица 18

Межоперационные и общие размеры заготовки, мм

Наименование операций	Расчетные величины	Литература
	Припуск	Окончательный размер	Допуск на предварительную обработку
Поверхность А
1. Чистовое точение
2. Черновое точение

Выбор допусков и посадок на размеры осуществляется с помощью ГОСТов на все размеры обрабатываемых деталей.

Окончательные размеры заготовки получаются на основе составления межоперационных размеров и общих размеров заготовки.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку используют для определения припусков на 1 - 3 обрабатываемых поверхностях. На остальных поверхностях припуски берутся по нормативам с использованием коэффициента приведения.

Припуски на обработку измеряются по нормам к обработанной поверхности и задаются в миллиметрах на сторону. При обработке поверхностей вращения, а также при одновременной обработке параллельных плоскостей припуски задаются на диаметр или толщину, то есть на обе стороны. На каждый переход или операцию технологического процесса механической обработки определяются как минимальные припуски, так и максимальные.

В общем виде формула для расчета припусков имеет вид:

Дждет - наименьший диаметр детали; Дн0Мзаг - номинальный диаметр заготовки. Далее рассчитывают коэффициент приведения с помощью выражения:

где Z - табличный припуск на сторону; для всех случаев максимальный припуск на сторону находят по выражению:

Следует отметить, что для заготовок верхнее и нижнее отклонение допуска определяет по ГОСТам.

Используя коэффициент приведения, находят для других поверхностей припуски обрабатываемой детали. Для этого припуски, взятые из справочников, умножают на коэффициент приведения. Схемы расположения припусков и допусков представлены на рис. 3 и 4.

В процессе расчета припусков на обработку следует придерживаться следующей последовательности:

а) в зависимости от заданной точности и чистоты обрабатываемой поверхности устанавливают необходимое количество технологических операций или переходов для достижения требуемого размера детали;

б) определяют наибольшую и наименьшую величину припуска на каждый технологический переход и выбирают по таблицам допуск на каждый технологический переход;

в) находят значения предельных размеров детали (наибольший и наименьший), а также заготовки по всем технологическим переходам;

г) определяют номинальный размер заготовки;

д) определяют номинальный припуск на заготовку и коэффициент приведения;

е) строят схему расположения припусков и допусков по всем
технологическим переходам;

Рис. 3. Схема расположения межоперационных припусков и допусков на наружную поверхность



Рис. 4. Схема расположения припусков и допусков на отверстие

ж) все данные расчета припусков и допусков по всем технологическим переходам от заготовки до готовой детали заносят в табл. 19.

Таблица 19

Сводная таблица припусков и допусков

з) для проверки правильности произведенных расчетов припусков и допусков должно выполняться равенство:

где п - число операций или переходов на рассчитываемую поверхность. Следует помнить, что допуск на обработанную поверхность по чертежу не учитывается.

5.6 Выбор и характеристика оборудования, станочного

приспособления, режущих инструментов, средств технического контроля

При выборе станков руководствуются технико-экономическими соображениями.

Выбранные станки должны соответствовать типу производства, размерам обрабатываемой детали, содержанию операций, размеру программы выпуска деталей. Выбор станков производится по каталогам оборудования, справочникам на металлорежущие станки, материалам завода. По каждому станку дается краткая характеристика с указанием типа, модели станка.

Выбор станочных приспособлений проводится в зависимости от характера операции, модели станка, типа производства. Правильный выбор станочных приспособлений может дать значительный экономический результат. Выбор универсальных приспособлений, принадлежностей производится по справочникам, каталогам; нормалям ведомств, предприятий. Специальные приспособления выбираются по альбомам, материалам предприятий. В описании приспособлений указывают: название приспособлений, принцип их работы, устройство (основные элементы), установочные элементы, зажимы, привод приспособлений.

Выбор режущих инструментов должен обеспечивать высокие показатели механической обработки заготовок. Выбирают высокопроизводительные инструменты, обеспечивающие наиболее полное использование возможностей станков. Для выбора нормальных режущих инструментов используют ГОСТы, технологические справочники. В описании инструмента указывают наименование инструмента, номер ГОСТа, материал режущей части, основные геометрические параметры, основные конструктивные размеры.

В тех операциях, где обойтись нормальным инструментом нельзя, применяют специальные режущие инструменты.

Для шлифовальных работ производится выбор абразивных кругов. Принимают форму, размеры кругов соответственно паспортным данным, а также сорт абразивного материала, его зернистость, твердость, материалы связки. Могут быть использованы алмазные круги, пасты.

В каждой операции механической обработки деталей нужно проводить проверку размеров обработанной поверхности, степени ее чистоты, отдельных пунктов технических требований. Для этого выбирают средства технического контроля. Применяют нормальные, универсальные, специальные измерительные средства. Нормальные измерительные инструменты берут по ГОСТам, из технологических справочников, справочников производственного контроля, данных предприятия. Средства контроля должны соответствовать типу производства.

В тех случаях, когда нормальные и универсальные средства недостаточны, применяют специальные, контрольные приспособления. Основные данные, касающиеся характеристики оборудования, станочных приспособлений, режущих инструментов, средств технического контроля механической обработки деталей заносят в операционные карты, а далее - в маршрутные карты обработки деталей.

Для подробно разрабатываемой операции устанавливают режимы резания. С использованием справочной литературы ведут определение наиболее выгодного режима резания для двух переходов. Режим резания устанавливают в следующем порядке:

а) по технологическому переходу определяют глубину резания;

б) в зависимости от материала детали, режущего инструмента, глубины резания, шероховатости поверхности (в случае чистового точения) выбирают подачу;

в) по паспорту станка принимают наименьшую подачу;

г) определяют скорость резания на станке;

д) рассчитывают число оборотов (двойных ходов);

е) по паспорту станка устанавливают ближайшую скорость резания;

ж) определяют мощность резания, коэффициент использования
мощности станка.

Далее в разработке операции рассчитывают нормы времени на механическую обработку деталей.

5.7 Техническое нормирование операций технологического

процесса

Определение норм времени ведут расчетно-аналитическим методом. При этом учитывают оптимальные режимы резания, своевременное снабжение рабочего места всем необходимым.

Расчет технических норм времени ведут в следующей последовательности. Определяют машинное время обработки деталей (основное время) (тм ) на основе выбранных режимов резания для каждого перехода операции. Далее определяют время на установку, снятие детали, переходы. Это время называют вспомогательным временем (тв). Его берут по нормативам для каждой установки, переустановки, перехода.

От суммы машинного и вспомогательного времени в процентах находят время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (смену инструмента, регулирование приспособлений, наладку оборудования, смазку, раскладывание инструмента) (ттам, т ) и отдых рабочих (тшпд). Величину процента берут по справочнику.

Путем суммирования времени по всем указанным элементам находят штучное время обработки деталей (Тшт):

Штучно-калькуляционное время (Тшк) на операцию определяют суммированием штучного времени и подготовительно-заключительного времени (тп.) делением на количество деталей в партии (пд) (для кассового и крупносерийного производства не определяют).

Для серийного производства далее составляют таблицу(табл. 20), куда заносят штучно-калькуляционное время, установленное в проекте или полученное на предприятии.

Таблица 20

Нормы времени по технологическому мероприятию проекта и по предприятию

№ п/п	Наименование операций	По технологическому мероприятию	Штучно-калькуляционное время предприятия, ш.к.пред. МИН
		Штучное время, Тшт, мин	Подготовительно-заключительное время, мин	Размер партии, пд, шт	Штучно-калькуляционное время, 1,.. мин
1.	Токарная
2.
3.
Итого:					Ј шх	2-1 ш.к.поел.

На основе данных табл. 20 рассчитывают коэффициент сокращения заводских норм времени (К ) в связи с усовершенствованием операций технологического процесса

Далее корректируют годовой объем времени по видам работ на участке, в цехе.

Уточнение годового объема времени по видам работ для мелкосерийного, серийного производства ведут по штучно-калькуляционному времени, а для массового производства - по штучному времени.

Результаты уточнения годового объема времени по видам работ представляют в виде таблицы (табл. 21).

Таблица 21

Годовой объем времени по видам работ

№ п/п	Наименование деталей	Виды работ	Всего
		Токарные	Фрезерные
		Нормы времени на 1 деталь, ш.к.	Годовая программа штук, N	Годовой объем работ, ч, год

Для расчета годового объема времени по видам работ используют выражение:

5.8 Уточнение потребности количества единиц оборудования

Для расчета количества оборудования необходим фонд времени работы оборудования.

Фонд времени работы оборудования может быть номинальный и действительный.

Таблица 22 Расчет потребного количества оборудования

№ п/п	Виды работ (обработки)	Годовой объем работ, ч	Действительный фонд времени оборудования, ч	Количество оборудования	Примечание
				расчет	принято
1.	Токарные	2000	200	10	10
2.	Фрезерные	500	250	2	2

На поточных линиях операции по времени не синхронизированы, что ведет к неполной загрузке оборудования. В этих условиях загрузка рабочих мест достигается многостаночным обслуживанием и совмещением профессий.

Многостаночное обслуживание предусматривает работу на нескольких станках. При выполнении одноименных операций количество станков, обслуживаемых i рабочим, определяют по выражению:

Совмещение профессии предусматривает работу рабочего на втором станке после выполнения работы на первом.

Эффективность многостаночного обслуживания и совмещения профессий характеризуют величиной процента загрузки рабочих при соответствующей загрузке оборудования.

5.9 Оценка эффективности технологических мероприятий

Если технологическое мероприятие связано с разработкой всего технологического процесса или его отдельных операций, то проводят оценку внедряемого процесса.

Показателем, определяющим эффективность технологического процесса, является производительность труда. Рост производительности труда достигается за счет снижения трудоемкости работ по механической обработке деталей. Процент роста производительности труда (А) определяют по выражению:

где Б - процент снижения трудоемкости работ.

Тогда срок окупаемости дополнительных капитальных вложений определяют путем сравнения нового технологического процесса с прежним процессом:

где Г - число лет, в течение которых окупится стоимость наиболее дорогого оборудования;

К2 - стоимость оборудования по прежнему процессу;

К2 - стоимость оборудования по новому процессу;

С1 - технологическая себестоимость по прежнему процессу;

С2 - технологическая себестоимость по новому процессу;

N - годовая программа выпуска деталей.

В качестве технологического мероприятия может быть новое или усовершенствованное приспособление. Экономическую эффективность приспособления определяют путем сравнения технологической себестоимости выполнения данной операции до усовершенствования и после усовершенствования приспособлений.

Себестоимость выполнения операций с применением одного из вариантов приспособлений находят по выражению:

Ц - цеховые накладные расходы (берут по данным предприятия);

U - ориентировочная стоимость приспособления, по данным предприятия, коп.;

N - годовая программа выпуска деталей, шт.;

А - срок амортизации приспособлений в годах (для простых приспособлений А = 1 год, средней сложности А = 2 - 3 года, сложных А = 4 - 5 лет);

Р - процент расходов, связанных с приспособлением.

6. Рекомендации к технологической части дипломных проектов,

посвященной обработке деталей на автоматических линиях

Сначала в технологической части дается обоснование необходимости применения автоматической линии для механической обработки данных деталей.

Далее приводят сравнительную характеристику масштабов выпуска деталей разными предприятиями и характеристику технологии механической обработки деталей. Указывают состав применяемого оборудования (универсальные, специализированные, автоматические линии).

Исходя из технологичности конструкции деталей, устанавливают сложность обработки деталей, через сколько лет детали будут сняты с производства, а также длительность эксплуатации автоматической линии. Данные о поверхностях для базирования, о взаимном расположении обрабатываемых поверхностей, классах точности позволяют вносить предложения об изменении конструкции деталей, повышении их технологичности.

При разработке нового или характеристике действующего технологического процесса обработки деталей необходимо раскрыть следующие вопросы:

а) указывают вид и характер заготовок, технические условия на изготовление заготовок, технологичность, экономичность заготовок;

б) выбирают или рассчитывают припуски на механическую обработку деталей;

в) выбирают технологические базы деталей, составляют план механической обработки деталей;

г) приводят характеристику выбранной или применяемой технологической оснастки (приспособлений, режущих, измерительных инструментов), указывают степень автоматизации крепления деталей, порядок смены режущих инструментов;

д) дают характеристику принятых методов технического контроля обрабатываемых деталей, измерительного инструмента, контрольных приборов специального назначения;

е)заполняют операционные карты технологического процесса, составляют циклограммы работы автоматической линии.

Автоматические линии могут быть на базе универсальных, серийных, агрегатных, специальных станков, линии также бывают переналаживаемые и непереналаживаемые.

При характеристике типа автоматической линии необходимо:

а) указать производительность и ритм обработки деталей на линии;

б) указать или определить межоперационные заделы на линии на основе длительности циклов обработки на каждой операции;

в) выбрать или указать агрегаты для приема, хранения и выдачи деталей на линию;

г) указать возможность переналадки линии на обработку дру гих деталей;

д) привести требования охраны труда и техники безопасности;

е) дать характеристику габаритов автоматической линии
станков.

Далее приводится обоснование системы управления автоматической линии. Описывают работу такой системы при автоматическом и наладочном режимах. Характеризуют привод рабочих органов автоматической линии.

Необходимо также указать организацию ремонта автоматической линии; дать характеристику межремонтного цикла, его длительности, указать категорию сложности ремонтов автоматической линии.

7. Краткая характеристика технологических мероприятий,

направленных на совершенствование процесса производства

изделия

Наиболее распространенными технологическими мероприятиями дипломных проектов, выполняемых по данным машиностроительных предприятий, являются мероприятия, которые направлены:

а) на совершенствование технологии изготовления изделий, отдельных операций механической обработки заготовок, деталей;

б) на модернизацию, усовершенствование конструкции технологической оснастки (приспособлений, режущих инструментов, контрольно-измерительных приспособлений);

в) на улучшение организации производственного процесса;

г) на разработку, обоснование загрузочных, разгрузочных и транспортирующих механизмов автоматической линии станков.

Совершенствование технологии изготовления изделий, механической обработки деталей включает применение производительных методов обработки, например, введение многорезцовой обработки, перевод на автоматические, полуавтоматические станки, использование многошпинлелевого сверления, применение специальных станков взамен универсальных, более производительных приспособлений, выбор выгодных режимов резания.

Если технологические мероприятия связаны с разработкой или усовершенствованием станочного приспособления, контрольно-измерительного приспособления, режущего инструмента, то обязательно приводят характеристику конструкций указанных приспособлений, инструмента.

При разработке нового или усовершенствовании действующего станочного приспособления нужно уяснить содержание операции, для которой предназначено приспособление. Указывают цель операции, порядок установления базы изделия, положение деталей при обработке, тип станка, применяемый инструмент. Изучаются литературные источники, в которых разобраны подобные приспособления, далее создают эскиз, а затем выполняют общий вид приспособления.

В описании приспособления также должны быть указаны назначение, принцип работы приспособления, сущность проведенного усовершенствования, материал основных деталей приспособления. При необходимости могут быть даны расчеты точности базирования, усилий зажима деталей.

Описание технологического мероприятия, посвященного разработке режущего инструмента, должно содержать цель применения инструмента, устройство и режим работы инструмента. Обосновывают выбор материала для режущей и других частей инструмента. В расчетной части описания мероприятия приводят расчет инструмента с указанием геометрических и конструктивных параметров инструмента.

При изготовлении режущего инструмента, деталей технологические мероприятия могут быть связаны с термической обработкой и другими видами немеханической обработки поверхностей этих изделий. Термическая обработка, термохимическая обработка, электролитическое хромирование, оксидирование используются для улучшения поверхностного слоя изделий. Из других видов немеханической обработки могут быть использованы сварка, пайка, наплавка.

В описании таких мероприятий указывают назначение, сущность метода, технологию проведения обработки изделий. Составляют карту обработки и дают расчет эффективности технологического мероприятия.

В процессе разработки, выбора контрольно-измерительного приспособления, инструмента необходимо описать устройство, принцип его работы, порядок регулирования, настройки, проверки точности, а также правила пользования им. Обосновывают выбор материала для основных деталей контрольно-измерительных устройств. Приводят расчет исполнительных размеров и допусков на эти размеры. Схематически показывают взаимное расположение полей допусков измеряемого размера детали и контрольно-измерительного приспособления, инструмента. Приводят чертеж общего вида таких устройств.

Технологические мероприятия могут быть направлены на разработку, обоснование загрузочных, разгрузочных, транспортирующих, ориентирующих механизмов автоматической линии. Тогда описывают конструкцию этих механизмов, указывают схему и привод для осуществления движения (электрический, механический, гидравлический). Обосновывают мероприятия, благодаря которым повышается надежность, долговечность механизмов.

Технологические мероприятия, направленные на улучшение организации производственного процесса, могут затрагивать:

а) снабжение рабочих мест заготовками;

б) снабжение рабочих мест инструментами, приспособлениями;

в) использование подъемно-транспортных средств.

Правильная организация производственного процесса способствует максимальному сокращению непроизводственных движений работников, созданию удобств для выполнения работ, экономии производственных площадок, удобству обслуживания рабочих мест.

8. Рекомендации по составлению графической части дипломных

проектов и работ

Графическая часть является обязательной частью дипломных проектов и работ. Ее материалы должны быть непосредственно связаны с технологической частью проектов и наглядно характеризовать сущность технологических процессов и разрабатываемых студентами-дипломниками технологических мероприятий.

Графическую часть выполняют на листах плотной бумаги формата А1. Объем графической части зависит от характера производства, по которому осуществляются технологические мероприятия, целей дипломных проектов и работ и составляет 2-4 листа формата Л1.

Подготовку графической части начинают во время преддипломной практики. Изучая производственный и технологический процессы, студенты-дипломники должны взять на предприятии копии технологических схем, планировок цехов, заводов, чертежей аппаратов, реакторов, станков, приспособлений, инструментов, заготовок, то есть необходимые графические материалы для разработки технологической части проектов.

В процессе проектирования материалы графической части корректируются, перерабатываются, либо составляются новые схемы, чертежи с учетом предлагаемых технологических мероприятий.

Сначала все материалы графической части выполняются карандашом в тонких линиях. После просмотра консультантом по технологии схем, планировок цехов, заводов, чертежей оборудования, выполненных на листах формата А1, студенты-дипломники получают разрешение на обводку графических материалов.

Графическая часть дипломных проектов (работ) выполняемых по данным металлургических, угле- и нефтеперерабатывающих, деревообрабатывающих, химических производств, производств строительных материалов может включать:

а) планировки цехов, заводов;

б) технологические схемы производства продукции;

в) чертежи основного оборудования;

г) чертежи аппаратов, узлов, механизмов, машин согласно технологическим мероприятиям.

В планировках цехов, заводов и технологических схемах принятыми условными обозначениями указывают машины, аппараты, механизмы, подъемно-транспортные средства, реакторы, участвующие в технологических процессах. Нумерация оборудования осуществляется слева направо по часовой стрелке. Оборудование одной модели обозначают одноименными буквами, цифрами. На планировках указывают габаритные размеры производственных помещений, размеры ширины проездов, проходов, расстояние между колоннами, размеры, связанные с привязкой оборудования. На технологических схемах условными обозначениями показывают подвод электроэнергии, воды, сжатого воздуха, других энергоносителей и веществ.

Перечень оборудования в технологических схемах указывают по форме согласно табл. 23, которую располагают на формате А1 в правом углу над штампом.

Таблица 23 Перечень оборудования

В состав основного оборудования входят реакторы, промышленные печи, аппараты, действующие в основном производстве.

Разрезы на чертежах оборудования даются в таком количестве, чтобы получить полное представление о машине, аппарате, узле, механизме. Для обозначения материалов в местах разрезов применяется штриховка тонкими линиями в соответствии с ГОСТами обозначения материалов. Чертежи должны быть снабжены таблицами штуцеров, спецификацией оборудования (табл. 24, 25).

Таблица 24

Таблица 25 Спецификация оборудования

Таблицу штуцеров указывают на чертежах в правом верхнем углу, а спецификацию приводят над штампом в правом нижнем углу. Штамп чертят по следующей форме: