0,029

2

6.

Кладовщики складирования заготовок

0,0133

1

7.

Кладовщики складирования готовых деталей

0,02

2

8.

Комплектовщик наладок

0,044

3

9.

Комплектовщик сборок

0,044

3

10.

Разнорабочие (подсобные рабочие), занятые на складских и транспортных работах

0,031

2

11.

Уборщики производственных и вспомогательных помещений

0,013

1

12.

Контролер ОТК

0,0324

2

13.

Техническое обслуживание металлорежущих станков (слесари, электромонтажники)

0,0165

1

14.

Техническое обслуживание подъемно-транспортного оборудования

0,052

4

15.

Слесари по ремонту инструмента и приспособлений, КЮ приборов

0,046

3

16.

Станочники по ремонту инструмента и приспособлений

0,023

2

17.

Шорники-смазчики

0,01

1

18.

МОП

0,025

2

Всего по цеху:

36

3.3.6 Определение численности ИТР и служащих

К категории инженерно-технических работников относятся работники, выполняющие обязанности, связанные с техническим руководством производственными процессами, или занимающие должности, для которых требуется квалификация инженера или техника: начальники цехов и их заместители, технологи, мастера и т. д.

К категории служащих относятся персонал, выполняющий работы по счету, отчетности, снабжению и т. д.

Определение количества ИТР и служащих производится по штатному расписанию в соответствии со схемой управления или укрупненно по числу основных рабочих.

Расчет количества ИТР и служащих для базового ТП:

№ п/п	Должность	Количество ИТР и служащих
1	Начальник цеха	1
2	Заместитель начальника цеха	1
3	Секретарь	1
4	Старший мастер	1
5	Сменный мастер	4
6	Старший инженер-технолог	1
7	Инженер-технолог	1
8	Техник-технолог	1
9	Мастер по ремонту приспособлений	1
10	Старший диспетчер	1
11	Диспетчер	2
12	Нарядчик-учетчик	1
13	Техник-нормировщик	1
14	Старший механик	1
15	Бухгалтера и экономисты	3
Всего по цеху:	21

Расчет количества ИТР и служащих для проектируемого ТП:

№ п/п	Должность	Количество ИТР и служащих
1.	Начальник цеха	1
2.	Сменный мастер	3
3.	Старший инженер-технолог	1
4.	Инженер-технолог	1
5.	Техник-технолог	1
6.	Мастер по ремонту приспособлений	1
7.	Старший диспетчер	1
8.	Нарядчик-учетчик	1
9.	Техник-нормировщик	1
10.	Старший механик	1
11.	Бухгалтера и экономисты	2
Итого:	14

Сводная таблица работающих в цехе.

Базовый ТП

№ п/п	Наименование категорий работающих	Кол-во рабочих по категориям
1.	Основные работающие	102
2.	Вспомогательные и МОП	57
3.	ИТР и служащие	21
Итого по цеху:	180

Сводная таблица работающих в цехе.

Проектируемый ТП.

№ п/п	Наименование категорий работающих	Кол-во рабочих по категориям
1.	Основные работающие	58
2.	Вспомогательные и МОП	36
3.	ИТР и служащие	14
Итого по цеху:	108

3.3 7 Расчет площади производственных участков

S = S_уд С_пр,

где S_уд - удельная площадь на единицу оборудования, м²;

С_пр - принятое количество единиц оборудования

S_уд.стч(станки с ЧПУ, ТЕМ, КИМ, УЗУ) = 14 м²

S_уд.ст(вертикально-сверлильный) = 10 м²

S_{уд.верст} (КС)= 8 м²

S = S_уд.стч С_пр.ст + S_уд.ст С_пр.ст + S_уд.вр С_пр.вр = 14 24 +10 4 + 8 4 = 408 м²

S_секц = 216 м²

К полученной площади, занятой непосредственно оборудованием прибавляем еще площадь 4 секции на производственные проходы, резервные места, места для складирования:

S_{произ.расч} = S + 4S_секц = 408 + 864 = 1272 м²

Количество секций, занятых оборудованием определяется по формуле:

= = 5,89

Полученное значение округляется до целого: n_{секц.пр} = 6

Окончательная производственная площадь:

S_пр = n_{секц.пр} S_секц = 6 216 = 1296 м²

3.3.8 Расчет площади служебно-бытовых помещений

Укрупненный расчет ведется для всего комплекса бытовых и служебных помещений предприятия по показателям развернутой площади на 1000 работающих на предприятии по списочному составу, на которых приходится S_удел м² служебно-бытовых помещений /15/ 279 с.:

№ п/п	Помещения	Площадь Sудел, м2
1	Санитарно-гигиенические	1430
2	Общественного питания	350
3	Медицинские	40
4	Культурно-массового обслуживания	200
5	Служебные	50
Всего:	2520

На основании этого составляется пропорция:

1000 работающих - 2520 м²

108 работающих - Х м², тогда

Полученные площади заносятся в таблицу:

№ п/п	Помещения	Площадь Sудел, м2
1	Санитарно-гигиенические	154,44
2	Общественного питания	37,8
3	Медицинские	4,32
4	Культурно-массового обслуживания	21,6
5	Служебные	5,4
Всего:	223,56

3.3.9 Расчет площади вспомогательных отделений

1. Заточное отделение предусматривается для централизованной переточки режущего инструмента. Основным его оборудованием являются заточные станки. Количество заточных станков:

С_зат = С_пр 0,04,

где, С_пр - принятое количество металлорежущих станков;

С_зат = 14 0,04 = 1

Общая площадь заточного отделения:

S_зат = С_зат S_удел 0,8,

где, S_удел - удельная площадь на единицу оборудования

S_зат = 1 10 0,8 = 8 м².

2. Отделение ремонта инструмента и оснастки предназначается для выполнения среднего и текущего ремонта инструмента и оснастки. Количество основных станков отделения определяется по нормам (в данном случаи - 3 станка). Общая площадь отделения определяется по норме 20-22 м² (при мелких изделиях) на один основной станок отделения:

S_реи = S_{удел.рем} C_рем 0,8= 20 3 = 48 м².

3. Инструментально-раздаточная кладовая служит для снабжения рабочих мест инструментом, а также для их проверки.

S_уд.нор. = 0,4ч1

S_ирк = S_удел С_пр =0,8 14 = 11 м².

4. Контрольные отделения и пункты следует размещать рядом с обслуживаемыми ими участками. Укрупненно площадь контрольного отделения определяют по норме S_отк = (5-6) м² на одного работника контроля, работающего в отделении, с применением коэффициента К_отк = (1,5-1,75) на расположения оборудования, инвентаря и проходов. Количество работников ОТК берется из таблицы “Численность вспомогательных рабочих”

S_отк = S_{удел.ОТК} R_ОТК К_ОТК = 5 2 1,5 = 15.

5. Кладовые приспособлений и абразивов служит для снабжения рабочих мест приспособлениями и абразивом.

S_присп = S_удел С_пр =0,8 14 = 11 м².

6. Площадь отделения для приготовления и раздачи СОЖ укрупненно определяется в зависимости от количества технологического оборудования. Т. к. количество оборудования до 60, тогда S_СОЖ = 35 м².

7. Площадь отделения для сбора и переработки стружки определяется в зависимости от количества технологического оборудования. Т. к. количество станков до 60, тогда S_струж = 60 м²

8. Площадь помещения энергетических санитарно-технических установок S_эс= 15 м².

9. Склады:

- Заготовок S = 20 м².

- Вспомогательных материалов S = 20 м².

- Готовой продукции S = 20 м².

- Межоперационный S = 20 м².

- ЛВЖ S = 20 м².

№ п/п	Наименование вспомогательного отделения	Площадь, м2
1	Заточное отделение	8
2	Отделение ремонта инструмента и оснастки	48
3	Инструментально-раздаточная кладовая	11
4	Контрольный пункт (ОТК)	15
5	Кладовая приспособлений и абразивов	11
6	Отделение приготовления и раздачи СОЖ	35
7	Отделение сбора и переработки стружки	69
8	Помещение энергетических и санитарно-технических установок	15
9	Склад заготовок	20
10	Склад вспомогательных материалов	20
11	Склад готовой продукции	20
12	Межоперационный склад	20
13	Склад ЛВЖ	20
Всего по цеху:	312

3.3.10 Расчет общей площади цеха

Предварительная площадь цеха определяется по формуле:

S_{цеха.расч} = S_пр + S_вспом + ,

где, S_пр - производственная площадь

S_вспом - площадь вспомогательных помещений

S_сл-быт - площадь служебно-бытовых помещений

S_{цеха.расч} = 1296 + 312 + = 1719,78 м²

Предварительное количество секций определяется по формуле:

Расчетное число секций округляем до ближайшего большего целого числа:

n_секц = 8

Окончательная площадь цеха определяется по формуле:

S_цеха = n_секц S_секц = 8 216 = 1728 м².

4. Раздел безопасности жизнедеятельности

4.1 Анализ вредных и опасных факторов на рабочем месте станочника

В процессе труда человек взаимодействует со средствами производства, с производственной средой и с предметами труда. При этом он, как правило, подвергается воздействию большого числа факторов, различных по своей природе, формам проявления, характеру действия и ряду других показателей, которые влияют на здоровье и работоспособность человека /17/, /18/.

Производственные факторы в зависимости от последствий, к которым может привести их действие, принято подразделять на опасные и вредные. Фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому резкому ухудшению здоровья, называется опасным производственным фактором (опасным фактором). Фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности, называется вредным производственным фактором (вредным фактором). В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный фактор может стать опасным.

По природе действия на организм рабочего опасные и вредные производственные факторы подразделяются на три группы: физические, химические, психофизические.

К опасным и вредным физическим производственным факторам относят: факторы, характеризующие оборудование, технологию - движущиеся машины и механизмы, подвижные части оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки и материалы, разрушающиеся конструкции, острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхности заготовок, инструментов и оборудования, повышенный уровень вибрации, расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли, повышенная температура поверхностей оборудования и материалов, повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека, повышенный уровень статического электричества. Для снижения опасности данных факторов с каждым работающим за станком человеком, следует проводить в установленной очередности инструктаж по технике безопасности, а в процессе работы проверять у него знание и соблюдение им требований техники безопасности.

Факторы, характеризующие производственную среду - повышенная запыленность или загрязненность воздуха рабочей зоны, повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, повышенный уровень шума на рабочем месте, повышенный уровень ультразвуковых колебаний, повышенный уровень инфразвуковых колебаний, повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне, повышенный уровень электромагнитных излучений, повышенная напряженность магнитного поля, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, повышенная яркость света, пониженная контрастность, повышенная пульсация светового потока, повышенный уровень инфракрасной радиации. Если правильно спроектировать и установить вентиляционные установки, то опасность повышенной запыленности и загазованности воздуха можно сократить до установленных пределов. Для защиты от контактного воздействия ультразвука, которое чаще всего бывает на руки в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковых ванн, необходимо использовать рукавицы или перчатки. Для защиты от поражения электрическим током следить за состоянием электропроводки, всех выключателей и розеток.

Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются по характеру воздействия на человека: токсические (вызывающие отравления организма), раздражающие (вызывающие раздражение дыхательного тракта и слизистой оболочки), канцерогенные (приводящие к изменению наследственности), влияющие на репродуктивную функцию (детородную, на воспроизводство потомства), по пути проникновения в организм человека: через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Психофизические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические (статические, динамические и гиподинамические) и нервно-психологические перегрузки (умственное напряжения, перенапряжения анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки).

К опасным и вредным факторам, которые возможны на рабочем месте, можно отнести: факторы, характеризующие оборудование, подвижные части оборудования, заготовки и материалы, повышенное или пониженное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

К факторам, характеризующим производственную среду на рабочем месте, можно отнести: повышенный уровень шума, повышенный уровень ультразвуковых колебаний, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны.

При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиться исключения или уменьшения выделения вредных веществ в воздух.

4.2 Защита от вибраций и шума в цехе

В помещении цеха имеется повышенный уровень вибрации и шума. В борьбе с производственным шумом необходимо применяют следующие методы:

1) Технологические и конструктивные /17/;

2) Нормирования;

3) Санитарно-технические;

4) Лечебно-профилактические.

Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами (ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация), так и индивидуальными средствами (ГОСТ 12.4.051-87 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия и методы испытаний).

Коллективные средства защиты в свою очередь подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике достигается путём его конструктивных изменений. Это обеспечивается изменением движения деталей, улучшением смазки и класса чистоты трущихся поверхностей, заменой материалов и т.д.

Снижение шума на пути его распространения достигается проведением строительно-акустических мероприятий. Методы снижения шума на пути его распространения реализуются применением: кожухов, экранов, кабин наблюдения (при дистанционном управлении), звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума и др.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования" защита от вибрации включает в себя технические и медико-профилактические мероприятия.

К техническим мерам защиты относятся:

1) снижение вибрации в источнике её возникновения путём более точной балансировкой вращающихся частей и изменением резонансной частоты системы;

2) вибрагашение, путем установления механизмов на самостоятельные фундаменты и применение динамических вибрагасителей, увеличением массы (инерции) фундаментов или их жёсткости;

3) вибраизоляция, препятствующая передаче вибрации от источника (механизма) к защищаемому объекту, и осуществляемая с помощью виброизоляторов (дерево, резина, войлок, пружины, рессоры);

4) вибропоглощение (вибродемпфирование) путём покрытия вибрирующих деталей виброизолирующим материалом.

Широкое распространение получили вибродемпфирующие покрытия, которые подразделяются на жёсткие и мягкие. Первые эффективны в области низких частот, вторые - в области высоких.

Наиболее эффективны покрытия из вязко-упругих материалов, к которым относятся твёрдая пластмасса, рубероид, битуминизированный войлок со слоем фольги и др. В качестве жёстких применяются металлические покрытия на основе алюминия, меди, свинца, олова и др. Мягкими вибродемпфирующими покрытиями являются мягкие пластмассы, резины, пенопласт и др.

В борьбе с вибрацией при работе с ручным инструментом важное значение имеет также удобство рабочей позы. Необходимы организации режима труда и отдыха, гимнастические упражнения (1-2 раза в смену), полезны тепловые ванны, массаж конечностей, ультрафиолетовое облучение, проведение медицинских осмотров.

Рекомендуется, чтобы общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует допустимым уровням, не превышала 2/3 длительности рабочей смены, а непрерывная продолжительность воздействия вибрации, включая микропаузы, не более двадцати минут.

4.3 Расчет освещенности на рабочем месте контролера

Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях машиностроительной промышленности обеспечивает возможность нормальной производительной деятельности. Сохранить зрение человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения также зависит производительность труда и качество выпускаемой продукции /18/.

При освещении производственных помещений используют естественное, создаваемое светом неба (прямым и отраженным), искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение подразделяется на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочего места). Применение одного местного освещения внутри здания не допускается.

Основная задача освещения на производстве - создание наилучших условий для видения. Эту задачу возможно решить только осветительной системой, отвечающей следующим требованиям:

1. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими тремя параметрами:

объект различия - наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различить в процессе работы.

фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается

контраст объекта с фоном - характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, пятно, трещина и др.) и фона.

2. Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства.

3. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. Наличие резких теней создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажая размеры и формы объектов различения, в результате повышается утомляемость, снижается производительность труда. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами.

4. В поле зрения должно отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т. е. ухудшение видимости объекта.

5. Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети имеют большую амплитуду, каждый раз вызывая переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Пульсация освещенности связана также с особенностью работы газоразрядных ламп.

6. Следует выбирать оптимальную направленность светового потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других - различить рельефность элементов рабочей поверхности.

7. Следует выбирать необходимый спектральный состав света. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов.

8. В производственных помещениях при отсутствии или недостаточном естественном освещении (КЕО < 0,1 %) должны предусматриваться установки эритемного (профилактического ультрафиолетового) облучения для компенсации солнечной недостаточности. Эритемные установки длительного действия монтируют совместно со светильниками рабочего освещения, и они облучают работающих в течении всего рабочего времени.

9. Все элементы осветительных установок - светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети - должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара или взрыва.

При сравнении источников света друг с другом и при их выборе пользуются следующими характеристиками:

1) Электрическими - номинальное напряжение в вольтах, электрическая мощность в ваттах.

2) Светотехническими - световой поток, излучаемый лампой Ф, в люменах, максимальная сила света, которая задается для некоторых ламп вместо светового потока I_max, в канделах.

3) Эксплуатационными - световая отдача лампы ш в лм/Вт, т. е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности ш = Ф/Р; срок службы, в том числе полный срок службы.

4) Конструктивными (форма колбы лампы, форма тела накала - прямолинейная, спиральная, биспиральная и триспиральная; наличие и состав газа, заполняющего колбу лампы; давление газа.

Расчет освещенности на рабочем месте контролера

При системе комбинированного освещения, освещенность на рабочем месте контролера Е_н должна составлять 400 люкс, из которых 150 лк обеспечиваться за счет общего освещения /20/.

Для общего освещения используются люминесцентные лампы, для местного - лампы накаливания.

Расчет общего люминесцентного освещения точечным методом при расположении светильников рядами производится с помощью графиков линейных изолюксов. Они дают значение относительной освещенности и плотности потока ламп в ряду, которая рассчитывается путем определения величины L^' = L / h и p^'= p / h. L - длина части ряда светильников, p - расстояние от точки А, в которой определяется освещенность, до рядов светильников по горизонтали.

Ряд светильников разбит отрезком р на две части L₁ и L₂ (рис. 1). Для каждой части ряда светильников относительная освещенность е находиться отдельно.

При освещении точки А светильниками, расположенными в 2 ряда, освещенности суммируются и находится ?е.

Величина освещенности в точке А определяется по формуле:

, (4. 3. 1)

где k - коэффициент запаса; h - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью; F₁ - плотность светового потока на 1 м линии светильников.

F₁ = N F / S_л, (4. 3. 2)

где N - произведение числа ламп в светильнике на число светильников в лини; F - световой поток одной лампы; S_л - длина линии в метрах.

Рис. 4. 3. 1. Схема расположения светильников

Относительная освещенность от 1-го ряда светильников:

е₁: L₁^' = 2,92 / 5 = 0,58, p^'= 0,82 / 5 = 0,16; из графика е₁ = 100;

е₂: L₂^' = 6,64 / 5 = 1,33 p^'= 0,82 / 5 = 0,16; е₁ = 160;

?е_1ряд = 260.

Относительна освещенность от 2-го ряда светильников:

е₁: L₁^' = 2,92 / 5 = 0,58, p^'= 0,82 / 5 = 0,16; е₁ = 100;

е₂: L₂^' = 6,64 / 5 = 1,33 p^'= 0,82 / 5 = 0,16; е₁ = 160;

?е_2ряд = 260.

Сумма относительной освещенности от всех рядов

?е = ?е_1ряд + ?е_2ряд = 260 + 260 = 520.

Плотность светового потока на 1 м линии светильников выражается из формулы (4. 3. 1):

= 150 1000 1,5 5 / 300 = 2160.

Световой поток F от одной лампы выражается из формулы (4. 3. 2):

F = F₁ S_л / N = 2160 4,5 / 6 =1620 лм.

Из таблицы “Световые и электрические параметры ламп накаливания и люминесцентных ламп” /18/ 129 с., полученному световому потоку соответствует лампа ЛД 30.

Из таблице “Величина освещенности от светильников местного освещения” /20/ стр. 29 выбирается светильник МЛ 220 с высотой подвеса 0,5 метра, мощностью 20 Вт, создающий освещенность 300 люкс на поверхности диаметром 0,4 метра.и подготовке к проектированию технологического процесса (ТП) обработки возникает необходимость в более детальном анализе чертежа, чтобы выявить недостающие размеры и конструктивно-технологические данные, носите

5. Технологический раздел

5.1 Особенности разработки технологического процесса изготовления корпусных деталей оптического производства

Технологический процесс (ТП) обработки на станке с ЧПУ, в отличие от традиционного технологического процесса, требует большей детализации при решении технологических задач и учета специфики представления информации. Структурно технологический процесс также делится на операции, элементами которых являются установы, позиции, технологический и вспомогательный переходы, рабочие и вспомогательные ходы.

Детализация технологического процесса для оборудования с ЧПУ приводит к разделению ходов на шаги, каждый из шагов представляет собой перемещение на участке траектории инструмента вдоль определенного геометрического элемента, на котором не изменяется режим. Например, шагами являются отдельные перемещения инструмента вдоль прямой или окружности с постоянной скоростью, а также разгон и торможение в начале и конце движения.

Простейшими составляющими процесса обработки являются элементарные перемещения и технологические команды, отрабатываемые УЧПУ. Элементарные перемещения формируются с учетом ограничений конкретного УЧПУ. К ним относятся, например, необходимость расположения дуги окружности в пределах одного квадранта или задания отрезка прямой числом дискретным, не превышающим емкости регистра памяти УЧПУ. Технологические команды, реализуемые исполнительными механизмами станка, обеспечивают необходимые условия отработки элементарных перемещений. Последовательность элементарных перемещений и технологических команд определяет содержание УП.

Разработка ТП и УП для станков с ЧПУ является одной из задач технологической подготовки производства (ТПП) и должна выполняться в строгом соответствии со структурными связями системы ТПП, в общем случае являющейся частью системы разработки и запуска продукции в производство на предприятии.

Этапы проектирования технологического процесса для станков с ЧПУ. В общем случае проектирование ТП для станков с ЧПУ можно разделить на три стадии: разработку маршрута детали; разработку ТП; подготовку УП. Каждая стадия содержит несколько этапов проектирования. Создание УП для станков с ЧПУ в условиях автоматизированного производства является важнейшей задачей всей системы ТПП. Документация, разработанная на первой стадии, является исходной для выполнения работ на второй и третьей стадиях.

Технологические процессы и управляющие программы разрабатывают на основе разнообразной информации, носителем которой является технологическая документация.

Технологической документацией называется комплекс текстовых и графических документов, определяющих в отдельности или в совокупности технологический процесс изготовления изделия и содержащих данные, необходимые для организации производства.

Государственными стандартами установлена Единая система технологической документации (ЕСТД), в которой определены правила ее разработки, оформления и комплектации, применяемые всеми машиностроительными и приборостроительными предприятиями. Основное назначение стандартов ЕСТД - унификация обозначений и последовательности размещения однородной информации в формах документов, разрабатываемых для работ различных видов.

Технологическую документацию, используемую при разработке технологических процессов (ТП) и подготовке УП можно разделить на справочную и сопроводительную. Сопроводительную документацию составляют при выполнении того или иного этапа работ.

Структура и содержание технологического процесса обработки резанием заготовок корпусных деталей, зависит от их конструктивного использования, геометрической формы, размеров, массы, вида заготовки, сложности предъявляемых технических требований и характера производства.

Имеются общие закономерности в разработке технологического процесса резанием корпусных деталей различных конструктивных исполнении. Эти закономерности относятся к задачам выборы технологических баз, определению последовательности обработки поверхностей, в соответствии с намеченными технологическими базами, к определению необходимого количества переходов об обработке определенных поверхностей детали, к выбору оборудования и формированию операции.

При разработке технологии на корпусные детали приборов маршрут обработки должен максимально использовать возможности выбранного обрабатывающегося центра. Если обработку на ОЦ проходит деталь, которая в настоящее время изготавливается на универсальных станках, необходимо рационально использовать имеющуюся технологию.

При обработке деталей из алюминиевых сплавов или других цветных сплавов, отливки которых отличаются высокой точностью и не требуют старения, возможно и рекомендуется совмещение черновых переходов. При этом необходимо учитывать жесткость детали и ее деформацию при зажиме. При совмещении черновых и чистовых переходов могут возникнуть тепловые деформации, влияющие на окончательную точность детали. Поэтому при наличии отверстий большой длины и плоскостей большой площади черновые и чистовые переходы должны быть выделены в отдельные операции.

Таким образом, технологический маршрут для большинства корпусных, плоских и деталей сложной формы определяется группой операции.

При разработке черновых и чистовых операции следует исходить из следующих положений:

Последовательность перемещений инструмента или рабочих органов станка при выполнении перехода определяется минимальным временем и обеспечением точности обработки;

Последовательность выбора инструмента для обработки отверстий и плоскостей производится по типовым схемам обработки корпусных деталей.

При обработке группы отверстий несколькими инструментами с одной, двух и более сторон инструмент не меняется, пока не будут им обработаны все отверстия. Это связано с тем, что поворот стола происходит быстрее, чем цикл смены инструмента.

При построении технологических операций необходимо стремиться к совмещению обработки различных поверхностей одним инструментом.

Разработка операций обычно начинается с выбора обрабатываемых поверхностей для этой операции. Для каждой поверхности выбирается последовательность технологических переходов и соответствующий инструмент.

Число инструментов проверяется по емкости инструментального магазина и, в случае ее превышения, часть переходов переносится на следующую операцию или пересматриваются все операции на ОЦ. Последовательность выполнения переходов зависит от выбора обработки, числа переходов, выполняемых одним инструментом, технических требований, точности ОЦ, количества одинаковых поверхностей, расположенных на одной или нескольких плоскостей, взаимного положения пересекающихся отверстий и т.д.

Черновые операции обычно начинаются с фрезерования основных плоскостей, имеющих небольшой припуск. В зависимости от ширины обрабатываемой плоскости используют фрезы максимально возможного диаметра для уменьшения числа переходов. При этом должны соблюдаться соотношения между шириной обрабатываемой поверхности и диаметра фрезы: в=(0,6-0,8)D_ф.

При обработке закрытых выборок и пазов, когда врезание фрезы на заданную глубину может быть осуществлено только осевой подачей, необходимо предварительно сверлить технологическое отверстие на глубину обработки диаметром большим, чем диаметр выбранной фрезы.

При обработке выборок на перепадах плоскостей следует использовать жесткие короткие концевые фрезы.

Перед сверлением отверстия на скосах следует подготовить фрезерованием плоскость для центрирования.

Обработку резьбовых отверстий производят обычно в чистовых операциях перед доводочными переходами, с тем, чтобы возникающие деформации не влияли на форму других поверхностей.

Если в корпусных деталях черновые и чистовые переходы можно выполнять при одной установке, то последовательность их сохраняется.

Итак, разработка операций на ОЦ окончательно определяет виды и число обрабатываемых поверхностей, последовательность их обработки, которые служат основой для создания и наладки программы.

5.2 Выбор оборудования

Многоцелевые станки с ЧПУ позволяют выполнять множество операций с одной установкой детали на станке, что особенно выгодно при большом числе переходов. Станки классифицируют по технологическому назначению с учетом типа деталей (тела вращения, корпусные, плоские и др.), точности обработки (повышенной, высокой и др.) и серийности производства. По конструктивному признаку многоцелевые станки с ЧПУ делят на станки с горизонтальным шпинделем с поворотным столом для комплексной фрезерно-расточно-сверлильной обработки корпусных деталей (ширина стола 250-4000мм), с вертикальным шпинделем для комплексной обработки плоских деталей (ширина стола 250-1000мм), с продольным столом для комплексной обработки длинномерных деталей (ширина стола 400-2500мм). Начат выпуск многоцелевых станков для обработки тел вращения.

Многоцелевые станки часто разрабатывают на основе фрезерных, расточных и сверлильных станков.

Из анализа обрабатываемых деталей установлено, что наиболее целесообразной является бес консольная компоновка станка средних размеров с крестовым столом и с горизонтальным или вертикальным шпинделем, причем в первом случае станки часто оснащают встроенным поворотным столом. Эта компоновка обладает повышенной жесткостью по сравнению с консольным расположением стола, что обеспечивает повышение точности обработки, а постоянное расположение стола по высоте дает возможность оснащать станки с ЧПУ устройствами для автоматической смены заготовок.

Многоцелевые станки с ЧПУ в одно- и двух стоечном исполнениях с продольным движением стола обеспечивают обработку заготовок повышенной длины. Эта компоновка также имеет повышенную жесткость по сравнению со станком, обладающим крестовым столом.

Современный технический уровень выдвигает повышенные требования к производительности труда и технологическим возможностям станков с ЧПУ за счет повышения (у моделей последних выпусков) жесткости станка, мощности главного привода (в 1.5 раза), верхнего предела частоты вращения шпинделя (до 12000об/мин), скоростей рабочих подач (до 3000 мм /мин) и быстрых ходов (до 50 м/мин), за счет снижения времени автоматической смены инструмента (до 3-5 с), применение многоинструментальных головок, механизированной загрузки заготовок, высокомоментных двигателей постоянного тока с высокоэнергетическими магнитами (такие двигатели обеспечивают хорошее динамическое качество приводов подач, особенно при переходных процессах), за счет применения контурных УЧПУ, в том числе устройств с интегральными элементами, а также электронной автоматики взамен релейной, за счет использования современных датчиков типа индуктосина в целях обратной связи, применение фрезерных, расточных, шлифовальных бабок различного технологического назначения, гидростатических направляющих и передач червяк-рейка для тяжелых станков с ЧПУ.

Ниже приведены характеристики некоторых станков с ЧПУ.

Обрабатывающий центр горизонтальный с ЧПУ ИР320ПМФ4

Вес 12300

Завод производитель: Иваново, Завод металлорежущего оборудования ОАО.

Габариты 6850x2300x2507

Описание:

Горизонтальный обрабатывающий центр ИР320ПМФ4 предназначен для комплексной обработки сложных корпусных деталей из конструкционных материалов в условиях многономенклатурного производства в автономном режиме или в составе гибких производственных систем. Обработка детали производится при подаче стола по оси Х, шпиндельной бабки по оси Y, ползуна по оси Z и вращении вертикально расположенного рабочего стола по оси А. Помимо традиционных операций, выполняемых на обрабатывающих центрах, широкий диапазон круговых подач рабочего стола станка позволяет производить токарную обработку, а также круговое фрезерование и обработку криволинейных профилей на цилиндрической поверхности. Непрерывный стол (дискретность, град. - 360 000x0,001.), габариты стола 320х320 мм, система ЧПУ фирм BOSCH или FANUC.

Технические характеристики:

1 ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

1.1 Сани стола - по оси X, мм 400

1.2 Шпиндельная бабка вертикально - по оси Y, мм 360

1.3 Ползун продольно - по оси Z, мм 400

1.4 Поворотный стол - по оси А, град 360.

2 РАБОЧИЙ СТОЛ

2.1 Размер паллеты, мм 320x320

2.2 Количество паллет, шт 4 (12)

2.3 Грузоподъемность паллеты, кг 150

2.4 Индексируемый поворот рабочего стола, град 360000х0,001.

3 ШПИНДЕЛЬ

3.1 Исполнение конуса шпинделя ISO 40

3.2 Мощность главного привода, кВт 7,5...11

3.3 Наибольший момент на шпинделе, Нм 200

3.4 Скорость вращения, мин-1 13...5000

4 УСТРОЙСТВО СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА

4.1 Емкость инструментального магазина, шт 36

4.2 Наибольшая масса инструмента, кг 10

4.3 Наибольшие размеры инструмента, мм 150x200

4.4 Время смены инструмента, c 14

5 ПРИВОДА ПОДАЧ

5.1 Рабочие подачи по линейным осям, мм/мин 1...3200

5.2 Ускоренные перемещения по линейным осям, м/мин 10

5.3 Скорости вращения стола (ось А), об/мин 0,05...200

6 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

6.1 Питающий ток переменный 3-фазный, 380В, 50Гц

6.2 Класс точности Повышенный

7 ГАБАРИТЫ И МАССА

7.1 Габаритные размеры станка с 4-местным накопителем паллет (BxLxH), мм 3840x2300x2507 (6850x2300x2507)

7.2 Общая масса станка с 4-местным накопителем, кг 8000 (12300)

Обрабатывающий центр многоцелевой специальный с контурной системой ЧПУ ИР800ПМФ4

Вес 10050

Завод производитель Иваново, Завод металлорежущего оборудования ОАО

Габариты 5388х5300х3455

Описание:

Обрабатывающий центр многоцелевой специальный ИР800ПМФ4 с контурной системой программного управления, автоматической сменой инструмента и столов-спутников предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов. Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач, наличие поворотного стола, высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станков и позволяют использовать их в составе гибких производительных систем. Дискретный стол (число поз. град. . 120x3.), габариты стола 800х800 мм, система ЧПУ фирм BOSCH или FANUC. Возможна установка систем ЧПУ Российского производства.

Технические Характеристики:

1) Точность линейного одностороннего позиционирования стола, мкм 25

2) Точность линейного одностороннего позиционирования стойки, шпиндельной бабки, мкм 25

3) Постоянство положения рабочей поверхности стола-спутника при повороте на 30., мкм 20

4) Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг 1500

5) Размеры рабочей поверхности стола, мм 800х800

6) Частота вращения поворотного стола (с круговой подачей), об/мин 5

7) Количество позиций поворота стола 120 (через 3.)

8) Индексируемый поворот стола, угл. с 360000х0,001.

9) Точность автоматической установки поворота стола .3"

10) Конус для крепления инструмента в шпинделе 50 ISO

11) Частота вращения шпинделя, об/мин 21,2-3000

12) Мощность электродвигателя привода вращения шпинделя, кВт 14-22

13) Величина перемещения стола (поперечное), мм 1000

14) Величина перемещения бабки (вертикальное), мм 710

15) Величина перемещения стойки (продольное), мм 800

16) Время смены столов-спутников, с 50-70

17) Количество столов-спутников в накопителе 2

18) Рабочие подачи стола, шпиндельной бабки, стойки, мм/мин 1-3600

19) Скорость быстрых установочных перемещений, мм/мин 12000

20) Емкость инструментального магазина, шт 30

21) Время смены инструмента, с 5

22) Наибольший диаметр рядом стоящих инструментов, мм 125

23) Наибольший диаметр инструмента при свободных соседних гнездах, мм 160

24) Масса станка (без электрооборудования, гидростанции, устройств ЧПУ, смены столов-спутников и принадлежностей).

Центр обрабатывающий сверлильно-фрезерно-расточной с ЧПУ ИС500ПМФ4-01

Вес 10500

Завод производитель Иваново, металлорежущего оборудования ОАО

Описание:

Предназначен для обработки особо сложных корпусных деталей в авиационной, автомобильной, оборонной промышленности, машиностроении и др. отраслях, т.е.там, где одними из главных направлений развития производства являются высокая производительность и точность, а также повышение степени осуществления "безлюдной" технологии. Непрерывный стол (дискретность, град. - 360 000x0,001.), габариты стола 500х500 мм, система ЧПУ фирм Bosch или Siemens.

Технические Характеристики:

1) ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, ММ

ось Х 1000

ось Y 630

ось Z 800

ось B (непрерыв. стол), дискретность, град. 360000х0,001.

2) ПРЕДЕЛЫ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ

Шпинделя, мин-1 8...4500

3) ДИАПАЗОН РАБОЧИХ ПОДАЧ

по осям X, Y, Z, мм/мин. 1...6000

по оси B (непрерывный стол), мин-1 1...1080

4) СКОРОСТЬ БЫСТРОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

по осям X, Y, Z, мм/мин. 12000

по оси B, мин-1 10

5) НАИБОЛЬШИЙ ДИАМЕТР ИНСТРУМЕНТА, ММ

без пропуска гнезд 125

с пропуском гнезд 315

6) ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Емкость инструментального магазина, шт. 40, 64(100)*

Длина инструмента, мм 400

Наибольшая масса инструмента, кг 25

Габариты стола-спутника, мм 500х500

Грузоподъемность стола-спутника, кг 800

Емкость накопителя столов-спутника, шт 2(8)

Центр обрабатывающий сверлильно-фрезерно-расточной горизонтальный многоцелевой с ЧПУ ИС800ПМФ4-1

Вес 21525

Завод производитель Иваново, Завод металлорежущего оборудования ОАО

Габариты 8295х4750х4000

Описание:

Предназначен для высокопроизводительной обработки особо сложных корпус деталей из любых конструкционных материалов в различных отраслях промышленности, в т.ч. для производства сложных прессформ. Сочетает в себе высокий уровень универсальности, компактности и точности.

Непрерывный стол (дискретность, град. - 360 000x0,001.), габариты стола 800х800 мм, система ЧПУ фирм Bosch или Siemens.

Технические Характеристики:

1) ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, ММ:

ось Х 1000

ось Y 1000

ось Z 800

ось B (непрерыв. стол), дискретность, град. 360000х0,001.

2) ПРЕДЕЛЫ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ:

Шпинделя, мин-1 8...4500

3) ДИАПАЗОН РАБОЧИХ ПОДАЧ:

по осям X, Y, Z, мм/мин. 1...6000

по оси B (непрерывный стол), мин-1 1...1080

4) СКОРОСТЬ БЫСТРОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ:

по осям X, Y, Z, мм/мин. 12

по оси B, мин-1 10

5) НАИБОЛЬШИЙ ДИАМЕТР ИНСТРУМЕНТА, ММ:

без пропуска гнезд 125

с пропуском гнезд 315

6) ДОПОЛНИТЕЛЬНО:

Емкость инструментального магазина, шт. 40, 64(100)*

Длина инструмента, мм 400

Наибольшая масса инструмента, кг 25

Габариты стола-спутника, мм 800х800

грузоподъемность стола-спутника, кг 2000

Емкость накопителя столов-спутника, шт 2(6)

Обрабатывающий центр горизонтальный скоростной прецизионный Супер-центр ИС800

Вес 22000

Завод производитель Ивановский завод тяжелого станкостроения АО

Габариты 4740х7220х4330

Описание:

Обрабатывающий центр горизонтальный скоростной прецизионный с четырьмя одновременно управляемыми осями предназначены для обработки сложных корпусных и базовых деталей из черных, цветных металлов и сплавов. Высокие скорости резания, скорости позиционирования узлов, смены инструмента и палет позволяют максимально увеличить производительность обработки. Станок спроектированы для предприятий общего машиностроения, автомобильной, моторостроительной, энергетической, других отраслей промышленности и обеспечивают гибкое, быстропереналаживаемое на выпуск новых образцов производство на современном технологическом уровне, конкурентоспособное как на российском, так и на внешнем рынке. Четыре позиционных устройства (с конической поверхностью) отжима-зажима столов-спутников на поворотном столе осуществляют высокую точность и повторяемость базирования и фиксацию при зажиме с помощью встроенных гидроцилиндров. Супер-центр ИС800 дополнительно оснащается двумя платформами для установки инструментальных оправок длиной до 800 мм и угловых многошпиндельных головок. Перемещение подвижных узлов осуществляется с применением двухзаходных шарико-винтовых пар. В качестве направляющих используются рельсовые роликовые направляющие качения, обладающие высокой жесткостью и точностью. Применение автоматической дозированной смазки шариково-винтовых пар и роликов опор качения гарантируют срок службы не менее 10 лет.

Станок оснащены встроенным в шпиндельную бабку мотор-шпинделем, имеющим высокие скорости вращения и обеспечивающим высокую точность обработки за счет применения прецизионных подшипников с керамическими телами качения. Для исключения тепловых деформаций и получения стабильных размеров обработки применяется контроль нагрева подшипников шпинделя и жидкостное внутреннее охлаждение подшипников шпинделя и двигателя. Консистентная смазка подшипников рассчитана на длительный срок службы. Мотор-шпиндель оснащен устройством подачи СОЖ через инструмент с расходом 20 л/мин при давлении 50 атм. Устройство смены палет Супер-Центра ИС800 имеет две дополнительные платформы, позволяющие устанавливать и автоматически менять в шпинделе инструмент увеличенной до 800 мм длины и массы до 50 кг, а также тяжелые торцевые фрезы массой до 70 кг. При специальном исполнении шпиндельной бабки возможна установка и многошпиндельных головок. Применение инструмента увеличенной длины и массы позволяет, в частности, вести комплексную высокопроизводительную обработку деталей автомобильных, тракторных и других двигателей. При работе обычным инструментом их обработка ведется с поворотом стола на 180, что приводит к дополнительным затратам времени и снижает точность при растачивании соосных отверстий. При комплексной обработке даже самых крупных картеров 12-цилиндровых двигателей на станке Супер центр ИС800 возможен отказ от разворота этих деталей на 180 градусов с обеспечением высокой точности и производительности обработки. Применение тяжелых и длинных инструментов стало возможным с внедрением в конструкцию шпинделя современного прогрессивного способа крепления инструмента на конус HSK по стандарту DIN69893-1. Существующие исполнения станков имеют как традиционные шпиндели с конусами 40 или 50, так и шпиндели, выполненные по стандарту HSK:

1. Модельный ряд ИС800 2-40АТ3 ГОСТ25827

2. Модельный ряд ИС800 (No.40 ISO7388/DIN69871)

3. Модельный ряд ИС800 2-50АТ3 ГОСТ25827

4. Супер центр ИС800-50 (No.50 ISO7388/DIN69871)

5. Супер центр ИС800-50 HSK A63 DIN69893-1

Станки оснащаются системой ЧПУ Sinumeric 840D и электроприводами Siemens, измерительными системами Handenhein и другими комплектующими ведущих мировых производителей. Выпускается также модификация станка c современной российской системой ЧПУ NC100 и основной комплектацией российского производства.

Основные технические характеристики:

1) Наибольшие программируемые перемещения

2) сани шпиндельной бабки по оси Х мм 1200/1450

3) шпиндельная бабка по оси Y мм 1000

4) рабочий стол по оси Z мм 1200

5) рабочий стол по оси В град 360.

6) Предельные размеры обрабатываемых поверхностей мм 1000x1000

7) Расстояние от оси шпинделя до поверхности стола мм 60...1060

8) Расстояние от торца шпинделя до оси вращения стола мм 400...1600

9) Рабочий стол и устройство смены палет

10) Рабочая поверхность палеты мм 800x 800

11) Грузоподъемность палеты кг 1000

12) Количество палет шт. 2 / 4

13) Время смены палет, не более с 12

14) Главный привод и устройство смены инструмента

15) Наибольшая скорость вращения шпинделя об/мин 8000 (12000)*

16) Мощность главного привода при ПВ100% кВт 22 (30, 40)*

17) Наибольший крутящий момент на шпинделе при ПВ100% Нм 280 (120,190)*

18) Емкость инструментального магазина станков с конусами инструмента 2-40АТ3, HSK А63 шт с конусами 2-50АТ3, HSK А100 шт 50

19) Время смены инструмента "от реза до реза" с 7

20) Наибольшие скорости перемещений рабочих органов

ось Х м/мин 40

ось Y м/мин 30

ось Z м/мин 40

ось В об/мин 30

21) Ускорение м/с2 5 (3)*

22) Наибольшее усилие подачи

ось Х кН 8,0

ось Y вниз кН 8,0

ось Y вверх кН 8,0

ось Z кН 8,0

23) Дискретность задания линейных перемещений мм

24) Дискретность задания поворота стола град

25) Класс точности станка по ГОСТ30027 П

26) Питающий ток переменный 3-фазный, 380В, 50Гц

Обрабатывающий центр ИС320

Вес 7300кг

Завод производитель Ивановский завод тяжелого станкостроения АО

Габариты 3700х3990х2560

Описание:

Гибкий производственный модуль ИС320.

Станок предназначен для прецизионной комплексной обработки сложных корпусных деталей из легких сплавов, чугуна, конструкционных и высокопрочных сталей.

Станок может выполнять операции:

1. сверление

2. зенкерование

3. развертывание

4. растачивание по точным координатам

5. фрезерование плоскостей и пазов

6. фрезерование с линейной и круговой интерполяцией

7. нарезание резьб метчиками.

Конструктивные особенности:

Массивная станина коробчатой формы, обладающая высокой жесткостью и демпфирующими свойствами, на которой смонтированы все подвижные узлы станка, обеспечивает прецизионность и стабильность обработки.

Особая жесткость станины не требует специального фундамента и обеспечивает установку станка на 3 винтовые опоры или виброопоры без закрепления. Производительность и точность обработки обеспечивается рабочим шпинделем не только за счет рациональной схемы расположения прецизионных радиально-упорных подшипников, но и за счет очистки конического отверстия сжатым воздухом. Постоянство геометрических соотношений станка обеспечивается циркуляционной системой отвода тепла от подшипниковых опор шпинделя. Консистентная смазка шпиндельных подшипников, произведенная на заводе-изготовителе, обеспечивает работу шпинделя в течении всего срока службы станка. Скоростная обработка легких сплавов и тяжелая с большим крутящим моментом - обработка чугуна и легированных сталей обеспечивается 2х ступенчатой коробкой скоростей. Направляющие качения и шариковые винтовые пары обеспечивают жесткость, точность и долговечность рабочих перемещений подвижных узлов. Высоконадежная безманипуляторная смена инструмента из барабанного магазина обеспечивается координатными перемещениями u1096 шпинделя. Надежность и долговечность работы направляющих качения, шариковых винтовых пар, коробки скоростей и других механизмов обеспечивается централизованной системой смазки. Охлаждение инструмента и обрабатываемой детали, а также отвод стружки обеспечивается системой подачи СОЖ и шнековым транспортером. Обработка точных соосных отверстий жестким консольным инструментом с поворотом на 180. обеспечивается поворотным столом на прецизионном подшипнике.