Разработка технологического процесса изготовления цанги Tanline

Исследуемое устройство - сверло спиральное содержит следующие ТР:

а) конструкция сверла;

б) сверление - технологический переход, положенный в основу работы сверла;

в) способ изготовления конструкции сверла.

Из выявленных ТР выбираем ИТР - такие ТР, совершенствование которых может обеспечить достижение сформулированной выше цели - устранения недостатков сверла путем устранения их причин. Это ТР «Конструкция сверла».

Для определения рубрики МКИ определяем ключевое слово - «Сверла».

По «Алфавитно-предметному указателю» т.2 [13] для ключевого слова определяем предполагаемую рубрику МКИ:

В23В51/00 - 51/ Сверла и сверлильные приспособления.

По «Указателю к МКИ» т.2 [14] уточняем рубрику МКИ Раздел В:

В23В51/02 Сверла спиральные.

Индекс УДК определяем по «Указателю к универсальной десятичной классификации» [15]:

621.9 Обработка резанием

621.951 Сверлильная обработка

В качестве стран поиска выбираем ведущие страны в области машиностроения - Россию (СССР), Великобританию, Германию, США, Францию и Японию.

Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 10 лет, полагая, что наиболее прогрессивные ТР содержатся в изобретениях, сделанных за последнее десятилетие.

В качестве источников информации принимаем патентные описания, патентные бюллетени РФ и СССР, бюллетень «Открытия, изобретения», реферативный сборник «Изобретения стран мира» соответствующих выпусков, реферативный журнал 14А «Резание металлов. Станки и инструменты», технические журналы и книги в области мехобработки.

Данные заносим в табл. 9.1 «Регламент поиска».

Таблица 9.1

Регламент поиска №1, №2

Объект: Спиральное сверло

Вид исследования: 1) Исследование достигнутого уровня вида техники; 2) Исследование патентной чистоты объекта.

Предмет поиска (ИТР)	Индексы МКИ(НКИ) и УДК	Страны поиска	Глубина поиска, лет	Источники информации
1	2	3	4	5
1) Исследование достигнутого уровня вида техники
1)Конструкция сверла	МКИ: В23В51/02 УДК: 621.951	Россия (СССР)	10 (1995-2005)	Патентные описания Патентные бюллетени РФ и России(СССР) Реф. сб. ВНИИПИ Реф. журнал ВИНИТИ 14А «Резание металлов, станки и инструменты» (14 «Технология машиностроения») ЭИ ВИНИТИ«Режущие инструменты» Журналы: «Вестник машиностроения», «Станки и инструменты»
2) Исследование патентной чистоты объекта
2)Конструкция сверла	МКИ: В23В51/02 УДК: 621.951	Россия (СССР)	20 (1985-2005)

9.2.2 Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом, табл. 9.1. Выбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к ИТР. По этим документам знакомимся с рефератами, аннотациями, формулами изобретений, чертежами. Сведения о ТР, имеющих отношение к ИТР, заносим в табл. 9.2.

Изучаем сущность занесенных в табл.9.2 ТР по сведениям, содержащимся в таблицах, а также путем просмотра текстов патентных описаний, статей и т.п. Если из рассмотрения сущности ТР видно, что оно служит достижению той же цели, что ИТР (аналог ИТР), документ включаем в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 5 табл.9.2.

Эскизы аналогов приведены на рис.9.2.

Эскизы аналогов

а)



б)

2

в)

Рис. 9.2

Таблица 9.2

Патентная документация, отобранная для анализа

Предмет поиска (ИТР)	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс	Автор, заявитель, страна, дата публикации, название	Сущность ТР и цель его создания	Подлежит (не подлежит) детальному анализу при исследовании уровня вида техники	Подлежит (не подлежит) детальному анализу при исследовании патентной чистоты
1	2	3	4	5	6
Сверло спиральное	Россия (СССР) МКИ В23В51/02 УДК 621.951.45 № 1144800	В.Г.Дигтенко, А.В. Фурсов СССР, Сверло, № 3494131, 15.03.85	1. Сверло (рис. 9.2 а), оснащенное твердосплавной режущей вставкой, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости за счет снижения износа перемычки, вставка выполнена цилиндрической формы из поликристалла синтетического сверхтвердого материала, причем отношение диаметра сверла к диаметру вставки составляет 6-9. 2. Сверло по п.1, отличающееся тем, что, режущая часть имеет износостойкое упрочняющее покрытие в виде пленки нитрида тугоплавкого металла.	Подлежит	Подлежит
Сверло спиральное	Россия (СССР) МКИ В23В51/02 УДК 621.95.02 № 1632646	И.В.Панин, В.С.Лукьянов СССР, Спиральное сверло, № 4680538, 07.03.91	Спиральное сверло (рис. 9.2 в), содержащее хвостовик и рабочую часть со стружечными канавками, заточкой по задней поверхности, срезанной затылочной частью пера и подточкой передней поверхности у оси сверла, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости при обработки вязких труднообрабатываемых материалов, срез затылочной части пера выполнен по винтовой поверхности, у которой прямолинейная образующая касательная к радиусу подточки, а угол подъема ее периферийной винтовой линии превышает угол наклона стружечной канавки на 10-20°, при этом линия пересечения главной задней поверхности с винтовой поверхностью среза затылочной части расположена от периферийной точки главной режущей кромки на расстоянии, равном 0,2-0,3 диаметра сверла.	Подлежит	Подлежит
Сверло спиральное	Россия (СССР) МКИ В23В51/02 УДК 621.951.47 № 1340926	В.И.Денисенко СССР, Спиральное сверло, № 3976055, 30.09.87	Спиральное сверло (рис. 9.2 б), состоящее из волокон разнородной инструментальных материалов с рабочим слоем на передних поверхностях и перемычкой, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости сверла за счет улучшения его охлаждения, между волокнами образованы капиллярные отверстия.	Подлежит	Подлежит
Сверло спиральное	Россия (СССР) МКИ В23В51/02 УДК 621.951.7 № 1191197	М.И. Хазанов, А.И. Черкасский, Спиральное сверло, №3619722, 15.11.85	Спиральное сверло, содержащее основные режущие кромки, четыре направляющие ленточки и V-образные стружечные канавки, образующие при пересечении с задними поверхностями две дополнительные режущие кромки, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости и надежности работы сверла, на периферийных участках основных режущих кромок выполнены выемки высотой 0,5D?h?0,1D, причем одна из основных режущих кромок имеет осевое превышение над другой на Д=0,15 - 0,2мм и выемку длиной (0,2 - 0,25)D, длина выемки на другой основной режущей кромке равна (0,1 - 0,15)D, где D - диаметр сверла.	Подлежит	Подлежит

9.2.3 Анализ результатов поиска

Устанавливаем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. К таким показателям будем относить:

а)показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствованного объекта;

б) показатели, улучшающие полезные свойства объекта;

в) показатели, ослабляющие вредные свойства объекта.

Показатели положительного эффекта заносим в табл.9.3.

Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах по группе а) - от 0 до 5 баллов, по группам б) и в) - от -2 до 2 баллов. ИТР по каждому показателю выставляем оценку 0. Оценки заносим в табл.9.3. Суммируем оценки по каждому аналогу.

Таблица 9.3

Оценка преимуществ и недостатков аналогов

Показатели положительного эффекта	ИТР	Аналоги
		Россия,№ 1144800	Россия, № 1632646	Россия, № 1340926	Россия, № 1191197
1	2	3	4	5	6	7
а)	1.Повышение стойкости	0	4	4	3	4
	2.Улучшение точности отверстий	0	0	0	0	0
	3.Уменьшение температур резания	0	2	1	4	1
	4.Малые погрешности форм и расположения получаемых отверстий	0	0	0	0	0
б)	1.Гибкость	0	1	1	0	1
	2.Прочность	0	0	1	-1	0
	3. Надежность	0	0	0	0	1
в)	1.Удобство эксплуатации сверла	0	1	1	1	1
	2.Трудоемкость изготовления сверла	0	0	1	-1	0
Суммарный положительный эффект	0	8	9	6	8

Наибольшую суммарную оценку имеет аналог №1632646 (И.В.Панин, В.С. Лукьянов; СССР, Спиральное сверло, 4680538, 07.03.91). Это прогрессивное ТР принимаем для использования в усовершенствованном объекте.

9.2.4 Описание усовершенствованного объекта

Сверло предназначено для обработки отверстия O20 по 12 квалитету точности с шероховатостью R_a=6,3мкм.

Сверло спиральное диаметром D=20мм, рис.9.3, изготовленное из быстрорежущей стали Р6М5, содержит заднюю поверхность 1 с углом б, подточку 2 передней поверхности у оси сверла с частичной заменой (уменьшением длины) поперечной режущей кромки и коррекцией переднего угла г на главной режущей кромке. Срез 3 затылочной части пера выполнен по винтовой поверхности, у которой прямолинейная образующая 4 касательная к радиусу R подточки 2, угол подъема щ_С периферийной винтовой линии превышает угол наклона стружечной канавки щ на 10-20⁰, а линия 5 пересечения главной задней поверхности 1 с винтовой поверхностью среза 3 затылочной части расположена на расстоянии b, равном 0,2-0,3 диаметра сверла D от периферийных точек главных режущих кромок.

Эскиз усовершенствованного сверла

2

Рис. 9.3

Сверло спиральное работает следующим образом: хвостовиком оно базируется и закрепляется в револьверной головке токарного станка и от нее получает главное движение резания. С помощью этого движения сверло своими режущими кромками обрабатывает отверстие заготовки.

Проведенные в производственных условиях испытания показали, что применение быстрорежущих сверл с предлагаемой геометрией повышает стойкость в 2-2,5 раза.

9.3 Исследование патентной чистоты усовершенствованного объекта

Целью экспертизы патентной чистоты объекта является установление его использования.

9.3.1 Составление регламента поиска №2.

Из выявленных при составлении регламента поиска №1 ТР выбираем ИТР в зависимости от:

а) объема выпуска объекта, его стоимости и значимости ТР для объекта в целом.

Учитывая, что сверло является объектом серийного производства, несмотря на относительно невысокую стоимость объекта считаем необходимым исследовать все ТР п.9.2.1.

б) сроков известности ТР.

Предварительное знакомство с патентной документацией показало, что в ведущих странах регулярно патентуются конструкции сверл. Поэтому это ТР оставляем в перечне для исследования.

В качестве страны поиска принимаем Россию (СССР), где будет изготовляться и использоваться объект.

Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 20 лет - срок действия патентов в РФ.

Рубрики МКИ и УДК, перечень источников информации остаются теми же, что и в регламенте №1.

Данные заносим в табл.9.1.

9.3.2 Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом №2, табл. 9.1. Сведения о ТР, имеющих отношение к ИТР, дополнительно заносим в табл. 9.2.

Отбираем аналоги ИТР и включаем их в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 6 табл.9.2.

9.3.3 Анализ результатов поиска

Выявляем существенные признаки усовершенствованного объекта и группируем их.

Заносим признаки группы а) элементы, б) форма элементов, в) взаимное расположение элементов в табл.9.4.

Таблица 9.4

Существенные признаки ИТР «Сверло»

Номер ТР	Признаки ТР	ИТР	Аналоги
			Россия,№ 1144800	Россия, № 1632646	Россия, № 1340926	Россия, № 1191197
1	2	3	4	5	6	7
а) Элементы
1	Режущая часть	+	+	+	+	+
2	Хвостовик	+	+	+	+	+
3	Шейка	+	+	+	+	+
4	Лапка	+	+	+	+	+
5	Каналы для подачи СОЖ	-	-	-	+	-
6	Твердосплавная реж. вставка	-	+	-	-	-
7	V-образ. стружечные канавки	-	-	-	-	+
8	Выемки	-	-	-	-	+
б) Форма элементов
1	Цилиндрическая вставка	-	+	-	-	-
2	Хвостовик разной формы	-	-	-	+	-
3	Рабочая часть из проволочек	-	-	-	+	-
4	Срез затылоч.части по винтовой поверхности	+	-	+	-	-
в) Взаимное расположение элементов
1	Канал для СОЖ в хвостовике	-	-	-	+	-
2	Дополнитные реж.кромки на концах перьев	+	-	+	-	-

Проверяем наличие каждого из признаков ИТР в каждом аналоге. Наличие признака отмечаем знаком «+», отсутствие - «-». Дополнительные признаки аналогов также заносим в таблицу, а отсутствие их у ИТР отмечаем знаком «-».

Сопоставляем совокупности признаков группы а) «элементы» ТР, защищенных действующими патентами, и ИТР (табл.9.4). Видим, что заявка СССР №1632646 содержит признаки, использованные в ИТР. Следовательно, ИТР подпадает под действие этой заявки.

Аналогичным образом анализируем признаки группы б) «форма элементов» и в) «взаимное расположение». Видим, что заявка СССР №1632646 содержит признаки, использованные в ИТР. Следовательно, ИТР подпадает под действие этой заявки. Таким образом, объект «сверло спиральное» не обладает патентной чистотой в отношении России.

Усовершенствованное спиральное сверло не обладает патентной чистотой по России, т.к. является запатентованной с 1991 г. Следовательно, чтобы выпускать и эксплуатировать сверло в России надо приобрести лицензию на производство у авторов патента.

10. Научные исследования

Базовая токарная операция 30 техпроцесса обработки детали «цанга Tanline» имеет неоптимальные режимы резания, так как не учитываются некоторые особенности сверления данной детали.

Цель научного исследования - оптимизация режимов резания сверлильного перехода токарной операции путём применения методов математического моделирования.

10.1 Описание перехода

Операция сверления техпроцесса обработки цанги Tanline включает в себя сверление отверстия o 20 (рис. 10.1).

Операционный эскиз.

Рис. 10.1

Переход выполняется в один проход горизонтальной подачей сверла o20.

Заготовка детали - штамповка из стали 19ХГН.

Режущий инструмент - сверло спиральное усовершенствованное (п.9.2.4) o 20 Р6М5.

Минимальная стойкость сверла - 120 мин.

Оборудование - токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 с характеристиками:

· частота вращения шпинделя: 34…1500 об/мин.

· подача шпинделя: 0,06…1,8 мм/об.

· мощность электродвигателя: 10 кВт.

· масса: 4 т.

Режимы резания:

· скорость вращения сверла: 12,2 м/мин.

· подача шпинделя минутная: 40,3 мм/мин.

Основное время обработки: ф_о= 1,25 мин.

Глубина резания: 60 мм.

Сверлильный переход обеспечивает требования точности и шероховатости поверхностей, но в то же время производительность операции достаточно мала.

10.2 Ограничение режимов резания по различным параметрам.

10.2.1 Ограничение по кинематике оборудования.

Частоты вращения шпинделя станка n = 34…1500 об/мин.

Подача шпинделя S = 0,06…1,8 мм/об.

Скорость вращения сверла рассчитывается по формуле:

, (10.1)

S_min = 0,06 мм/об.; S_max = 1,8 мм/об.

Для удобства составления графиков S = f (V) примем логарифмическую систему координат.

Прологарифмировав полученные значения, имеем:

lg х_min = lg 2,455 = 0,39

lg х_max = lg 108,38= 2,035

lg S_min = lg 0,06 = -1,222

lg S_max = lg 1,8 = 0,255

Приняв, что lg S = x₁, lg х = x₂, получаем систему уравнений:

На рис. 10.2 закрашенный прямоугольник позволяет получить допустимые скорость резания и подачу в логарифмических координатах по первому ограничению.

Первое ограничение

Рис. 10.2

10.2.2 Ограничение по мощности привода главного движения станка.

Мощность станка (практическая) определяется по формуле:

, (10.2)

где N_эф - мощность резания, определяемая так [6]:

, (10.3)

где M_кр - крутящий момент при сверлении;

з - КПД станка, з = 0,895.

Крутящий момент рассчитывается по формуле [6]:

, (10.4)

где См - коэффициент, при сверлении стали 19ХГН быстрорежущей сталью равен 0,0345;

D - диаметр сверления, D = 20 мм.;

S - подача;

К_м.р. - коэффициент, учитывающий материал заготовки, в данном случае равный ;

y, q - коэффициенты, соответственно равные 0,8 и 2,0.

Проделаем различные преобразования:

 (10.5)

В п.10.1 сказано, что мощность станка равна 10 кВт., следовательно, имеем:

13 ? 0,317М S^0,8М х

S^0,8М х ? 41,01,

Прологарифмировав, имеем:

0,8 lg S + lg х ? 1,613.

Так как lg S = x₁, lg х = x₂, то получаем:

0,8 х₁ + х₂ ? 1,613

х₂ ? 1,613 - 0,8 х₁

Второе ограничение

Рис. 10.3

По рис. 10.3 можно определить допустимые скорости резания и подачу в логарифмических координатах по второму ограничению (закрашенная область).

10.2.3 Ограничение по шероховатости обрабатываемой поверхности.

Шероховатость вычисляется по эмпирической формуле [10]:

(10.6)

Для обеспечения заданного качества шероховатость после сверления должна быть равной 6,3 мкм.

Имеем:

Подставим заданные величины, имеем:

,

Прологарифмировав последнее неравенство, получим:

Подставив х₁ и х₂ вместо lg S и lg х, имеем:

0,12 х₁ + 0,41 х₂ ? -0,1439

Третье ограничение

Рис.10.4

На рис. 10.4 в закрашенной области - допустимые параметры в логарифмическом виде по третьему ограничению.

10.2.4 Ограничение по стойкости инструмента.

Скорость сверления рассчитывается по формуле [6]:

(10.7)

где С_х, q, m, y - коэффициенты, находящиеся по табл. 28 [6, стр. 278];

Т - стойкость сверла.

(10.8)

где К_mх - коэффициент на обрабатываемый материал;

К_uх - коэффициент на инструментальный материал;

К_lх - коэффициент, учитывающий глубину сверления.

 (10.9)

Из формулы (2.6) выведем формулу для расчёта стойкости:

(10.10)

Имеем:

Прологарифмировав, получим:

0,2 lg T = lg 22,67 - lg х - 0,5 lg S

Минимальная стойкость сверла должна быть равна 120 мин.

0,2 lg 120 ? lg 22,67 - lg х - 0,5 lg S

Подставив вместо lg S x₁ и вместо lg х - x₂, имеем:

0,4158 ? 1,3555 - х₂ - 0,5х₁

Окончательно выводим ограничение по стойкости:

х₂ + 0,5 х₁ ? 0,9397

Четвертое ограничение

Рис.10.5

По рис. 10.5 можно определить допустимые скорость резания и подачу по четвёртому ограничению (заштрихованная область).

Этих ограничений достаточно, чтобы определить оптимальные значения режимов резания.

10.3 Определение целевой функции

Цель работы - повышение производительности путём назначения оптимальных режимов, следовательно, целевой функцией будет производительность.

Производительность определим по формуле [3]:

(10.11)

где tмаш - основное машинное время, определяемое по формуле:

 (10.12)

где L_p.x. - длина рабочего хода; L_p.x. = 150 мм.

- минутная подача.

В итоге имеем формулу для расчёта производительности:

(10.13)

Прологарифмировав, получим:

lg W = lg 0,21 + lg S + lg х

Заменяя lg W = Z - целевая функция, lg S = x₁ и lg х = x₂, будем иметь тождество:

Z = x₁ + x₂ - 0,6778

Целевая функция найдена. Надо стремиться к тому, чтобы Z > ?.

Оптимальные значения найдём методом графической оптимизации, а потом проверим полученные значения симплекс-методом.

10.4 Оптимизация режимов резания графическим методом

На рис. 10.6 построим ограничение и увидим область оптимальных значений скорости и подачи в логарифмических координатах.

Из графика (рис. 10.6) видно, что оптимальными точками из всей области значений являются точки А и Б. Теперь надо узнать, какая из них будет наиболее оптимальной, т.е. производительность в ней больше. Очевидно, что это точка Б. Найдём её координаты, составив систему уравнений, и, тем самым, узнаем оптимальные значения скорости резания и подачи в логарифмических координатах.

(10.14)

Чтобы найти координаты т.Б надо решить систему (10.14) из двух уравнений, т.к. т.Б является пересечением графиков этих уравнений. Решим систему методом подстановки.

х₂ = 0,9397 - 0,5х₁

0,12 (0,9397 - 0,5х₁ ) + 0,41х₁ = - 0,1439

0,35х₁ = -0,2567

х₁ = -0,7334

х₂ = 0,9397 - 0,5·(-0,7334) = 1,3064

Следовательно,

lg S = -0,7334, lg х = 1,3064

S = 10 ^-0,7334 = 0,18 мм / об

х = 10 ^1,3064 = 20,25 мм / об

Графический метод оптимизации

Рис.10.6

Имеем оптимальные значения:

S = 0,18 мм/об.; х = 20,25 м/мин.

Минутная подача тем самым будет равна:

Основное время обработки:

Следовательно, время обработки снизилось в 1,2 раза (на 0,31мин.), а производительность в то же время во столько же раз увеличилась.

10.5 Оптимизация режимов резания с помощью симплекс-таблиц

Выбираем три ограничения, наиболее близких к точке Б (рис.10.6) и сведём их в систему неравенств:

(10.15)

(10.16)

Целевая функция:

Z_max = х₁ + х₂ - 0,6778

Теперь преобразуем систему неравенств (10.16) в систему уравнений, добавляя при этом единичную матрицу.

(10.17)

Целевая функция будет иметь вид:

Z_max = 1х₁ + 1х₂ + 0х₃ + 0х₄ + 0х₅ - 0,6778

Определим чему равны х₃, х₄, х₅ из системы уравнений (10.17) и найдём Z_min.

(10.18)

Z_min = 0,6778 - х₁ - х₂ = 0,6778 - (х₁+х₂)

Полученные значения записываем в симплекс-таблицу (10.19)

СП БП	СЧ	Х1	Х2	(10.19)
Х3	0,9397	0,5	1
Х4	- 0,1439	0,41	0,12
Х5	- 0,39	0	-1
Zmin	0,6778	1	1

p

Теперь надо добиться того, чтобы в последней строке таблицы (10.19) не было положительных значений, не считая столбец свободных членов, вводя новые симплекс-таблицы и решая их симплекс-методом. В таблицах: p и q соответственно направляющая строка и столбец, на их пересечении - направляющий элемент.



СП БП	СЧ	Х1	Х3	(10.20)
Х2	0,9397	0,5	1
Х4	-0,257	0,35	- 0,12
Х5	0,55	0,5	1
Zmin	- 0,2619	0,5	- 1

р

q

СП БП	СЧ	Х4	Х3	(10.21)
Х2	1,307	- 1,429	1,171
Х1	-0,734	2,857	-0,343
Х5	- 1,31	-1,429	1,171
Zmin	0,105	-1,429	-2

В последней строке таблицы (10.21) нет положительных элементов, кроме свободного члена, следовательно, оптимальные значения найдены. Они равны: х₂ = 1,307; х₁ = -0,734. Эти значения совпадают со значениями, найденными графическим методом, поэтому оптимизация закончена.

Вывод

Использование специальной литературы и материалов научных исследований, а также применение методов математического моделирования позволили внести в токарную операцию обработки цанги Tanline усовершенствование режимов резания.

В результате оптимизации режимов резания повысилась производительность операции в 1,2 раза, следовательно, в реальном производстве это принесло бы положительный экономический эффект.

11. Расчет и проектирование участка механической обработки детали

11.1 Расчет необходимого количества оборудования

Деталь - цанга «Tanline», предназначена для установки и закрепления заготовок при механической обработке. Работает при умеренных динамических нагрузках. Цанга изготовлена из стали 19ХГН ТУ 14-1-2252-84. Годовая программа выпуска 10000 штук, при двухсменном режиме работы. Среднесерийное производство.

Таблица 11.1

Определение штучного времени проектного варианта

№ операции	Наименование операции	Наименование оборудования	Время, мин
			Тшт.
1	2	3	4
10	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный станок МР-71М	2,68
20	Токарная	Станок токарный 16К20Ф3	3,48
30	Токарная	Станок токарный 16К20Ф3	2,09
40	Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 6Д91	5,48
60	Центродоводочная	Центродоводочный станок 3922	0,55
70	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	0,39
80	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	0,39
90	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	1,3
100	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	1,43
110	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	1,3
120	Слесарная	Рабочий стол	1,25
130	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный станок G917	1,96
140	Пазоразрезная	Специальный пазоразрезной станок G714	3,68

Таблица 11.2

Определение штучного времени базового варианта

№ операции	Наименование операции	Наименование оборудования	Время, мин
			Тшт.
1	2	3	4
10	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный станок МР-71М	2,68
20	Токарная	Станок токарный DFS2/2	4,78
30	Токарная	Станок токарный DFS2/2	2,41
40	Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 6Д91	5,48
60	Центродоводочная	Центродоводочный станок 3922	0,55
70	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	0,39
80	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	0,39
90	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	1,3
100	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	1,43
110	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2	1,3
120	Слесарная	Рабочий стол	1,25
130	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный станок G917	1,96
140	Пазоразрезная	Специальный пазоразрезной станок G714	3,68

При определении количества оборудования необходимо определить действительный фонд времени оборудования F_д.о. и соответствующий ему такт производства .

Действительный фонд времени работы оборудования, принимаемый при расчетах для соответствующего режима работы определим по формуле:

, (13.1)

где Вр - коэффициент потерь времени на ремонт оборудования, Вр=7%;

Фн - номинальный фонд времени работы оборудования, определяемый по формуле:

, (13.2)

Дк - число календарных дней в году, Дк=365;

Пр - число праздничных дней в году, Пр=11;

Вс - число воскресных дней в году, Вс=52;

Сб - число субботних дней в году, Сб=52;

Тсм - длительность рабочей смены, Тсм=8ч;

Дпр - количество предпраздничных дней, Дпр=9;

Тпр - время, на которое сокращается предпраздничный день, Тпр=1ч;

С - количество смен в сутки, С=2.

Фн=((365-11-52-26)·480 - 9•1)•2=4398 ч

Фд=4398(1-0,07)=4090 ч.

Годовая программа запуска равна:

, (13.3)

где Пг - годовая программа выпуска, Пг=10000;

Зч - процент деталей, уходящих в запчасти, Зч=15%;

Бр - процент потерь деталей в брак, Бр=2%.

Пг.зап=10000(1+0,15)(1+0,02)=11730 дет.

Такт выпуска будет равен:

(13.4)

Для расчета количества станков, требуемых для выполнения операций S_расч, необходимо определить станкоемкости операций t_c. = t_шт, где t_шт - штучное время.

S_расч= t_шт / (13.5)

Результаты внесем в таблицы 13.3 и 13.4

Полученные малые значения количества станков означают, что их необходимо догрузить другими видами продукции. Догрузка оборудования находится по формуле:

Nдог = (Sпр•Кисп - Sр) · Фд · 60 / Тшт · Ку , (13.6)

где Ку =1,05 - коэффициент увеличения штучного времени.

Кисп = 0,95

Результаты расчётов сведём в таблицу 11.5.

Таблица 11.3

Число единиц основного оборудования проектного варианта

Операция	tшт.	Sрасч.=Кз	Sприн
1	2	3	4
10	2,68	0,13	1
20	3,48	0,17	1
30	2,09	0,1	1
40	5,48	0,26	1
60	0,55	0,03	1
70	0,39	0,02	1
80	0,39	0,02	1
90	1,3	0,06	1
100	1,43	0,07	1
110	1,3	0,06	1
120	1,25	0,06	1
130	1,96	0,09	1
140	3,68	0,18	1
	Общее число станков Sобщ = 13 шт.

Таблица 11.4

Число единиц основного оборудования базового варианта

Операция	tшт.	Sрасч.=Кз	Sприн
1	2	3	4
10	2,68	0,13	1
20	4,76	0,23	1
30	2,41	0,12	1
40	5,48	0,26	1
60	0,55	0,03	1
70	0,39	0,02	1
80	0,39	0,02	1
90	1,3	0,06	1
100	1,43	0,07	1
110	1,3	0,06	1
120	1,25	0,06	1
130	1,96	0,09	1
140	3,68	0,18	1
	Общее число станков Sобщ = 13 шт.

Проводим заново расчёт необходимого количества оборудования по формуле:

Sр = Тшт · (Nr + Nдог) / Фд · Квн · 60 , (13.7)

Результаты расчётов занесем в таблицу 11.5.

Таблица 113.5

Догрузка оборудования для проектного варианта

Операция	Nдог	Sрасч.=Кз	Sприн
1	2	3	4
10	71510	0,848	1
20	52385	0,848	1
30	95052	0,852	1
40	29427	0,835	1
60	390941	0,856	1
70	233715	0,844	1
80	233715	0,844	1
90	396485	0,862	1
100	14825	0,849	1
110	396485	0,862	1
120	166404	0,852	1
130	102549	0,839	1
140	233715	0,845	1
	Общее число станков Sобщ = 13 шт.

Коэффициент загрузки оборудования определяется как отношение расчётного числа к проектируемому:

Кз = Sp / Sпр (13.8)

Из ниже приведённой таблицы видно, что коэффициент загрузки будет равен расчётному числу станков.

Средний коэффициент загрузки оборудования будет составлять 0,848.

Теперь по найденным значениям загрузки оборудования строим график нагружения оборудования на листе графической части «План участка».

Число единиц вспомогательного оборудования на участке определяется в зависимости от числа станков основного оборудования (12 % от S_общ.).

Таблица 11.6

Число единиц вспомогательного оборудования проектного варианта

Наименование вспомогательных отделений	Число станков в отделении, шт.
Ремонтная база	1
Заточное отделение	1
Отделение ремонта технологической оснастки	1

11.2 Расчет численности работающих

Промышленно - производственный персонал цеха (участка) состоит из производственных и вспомогательных рабочих, инженерно - технических работников (ИТР), служащих и младшего обслуживающего персонала (МОП).

Общее число производственных рабочих определим по формуле:

Р = Т / Ф_р, (13.9)

где Т - трудоемкость годового выпуска изделий в часах;

Т = N t_шт / 60, (13.10)

Т =11730 (2,68+3,48+2,09+5,48+0,55+0,39+0,39+1,3+1,43+1,3+ 1,96+3,68) / 60 = 4835 час,

Ф_р - действительный годовой фонд времени работы рабочего, Ф_р= 1731 час.

Р = 4835/1731 = 3 чел.

Примем на каждый станок по три рабочему оператору 4-го разряда. Общее число рабочих операторов на проектном и базовом вариантах будет равно:

Р_общ=Р_расч·(1+В_о /100) ·С, (13.11)

где В_о=12% - процент времени, необходимый на отпуск или по причине болезни.

Р_общ=13·(1+12 /100)=14 чел.

Состав и численность остальных рабочих определим в зависимости от числа производственных рабочих. Данные заносим в табл. 11.7

Таблица 11.7

Численность рабочих всех категорий.

Группа работающих	Общее число	Обоснование расчета
	В 2 смены	В 1 смену
Производственные Рабочие	28	14	-
Вспомогательные рабочие	12	6	40 % от числа производственных рабочих
ИТР	6	3	12 % от - - -
Служащие	2	1	2 % от - - -
МОП	2	1	1.5 % от - - -
Всего работающих	50	25	-

11.3 Определение площади участка

Площадь участка по своему назначению подразделяется на производственную и вспомогательную. К производственной относится площадь, отведенная под производственное оборудование, включая места для рабочих, хранения деталей и заготовок, рабочие места для слесарных операций, технического контроля, средств наземного транспорта, проходы и проезды между рядами оборудования.

К вспомогательной площади относится территория участка, занятая вспомогательными службами, а также магистральными и пожарными проездами.

При укрупненном проектировании производственную площадь цеха определяем по удельной площади, необходимой для размещения станков в зависимости от их массы. Величину удельной площади, приходящейся на один станок, берем из [16].

S_пр. = S_уд. S_общ. (13.12)

S_пр. = 25 14 = 350 м²

Размеры вспомогательной площади участка определим, исходя из норм для расчета площадей вспомогательных служб.

- помещение ОТК (5% от станочной площади) - 18 м²

- склад вспомогательных материалов (0.2 м² на один станок) - 2,6 м²

- склад материалов и заготовок (10 % от станочной площади) - 35 м²

- площадь для хранения стружки: 5 м²

- заточное отделение (10 м² на один заточный станок) - 10 м²

- мастерская по ремонту инструмента и оснастки - 20 м²

- инструментальная кладовая (0.5 м² на один станок) - 6,5 м²

- кладовая приспособлений (0.2 м² на один станок) - 2,6 м²

Итого: общая вспомогательная площадь S_всп= 100 м²

Тогда общая площадь участка:

S_общ. = S_пр.+ S_всп. (13.13)

S_общ. = 350 + 100 = 450 м².

11.4 Компоновка механического цеха

Металлорежущие станки в механических цехах располагаются в порядке последовательности выполнения технологического процесса.

При размещении оборудования необходимо стремиться к соблюдению принципа прямоточности, который обеспечивает кратчайшие пути движения деталей и заготовок и не создает возвратных движений, при которых усложняется передача деталей от станка к станку. Необходимо обеспечить безопасность и удобство работы, и в то же время экономно использовать производственную площадь.

Станки в механических цехах располагают преимущественно вдоль пролета, при этом экономится площадь, удобно использовать подвесной транспорт, мостовые краны. Расстояния между станками должны приниматься с учетом ширины каналов для уборки стружки, транспортных средств, конфигурации и глубины заложения фундаментов колонн, стен, станков, если последние установлены на отдельных фундаментах.

Нормативы расстояний между станками, от стен и колонн здания, а также нормы ширины магистральных проездов приведены в [17].

Компоновка механического участка по обработке данной детали представлена в графической части.

12. Безопасность и экологичность проекта

12.1 Описание рабочих мест, оборудования и выполняемых операций

Рассматривается производство детали - цанга Tanline достигает в проектируемом варианте 10000 деталей в год при двусменном режиме работы. Поэтому механическая обработка цанги Tanline ведется при невысокой автоматизации труда: основные трудоемкие операции выполняются на станках с ЧПУ и автоматических станках (токарная обработка (точение наружных и внутренних поверхностей, подрезка торцев, сверление), фрезерование шпоночных пазов, шлифовальные операции (шлифование наружных и внутренних поверхностей). Помимо металлорежущего оборудования в комплекс входят: контрольная установка, моечная машина, сушильная установка. В процессе предусмотрены быстросменное крепление инструмента, наладка его вне станков и хранение в инструментальных шкафах, устройства для сигнализации о поломке инструмента и автоматический контроль деталей.

Для смазки и охлаждения зоны резания применяем на станках режущей группы индустриальные масла с серосодержащей присадкой (ИС 12 - 80% и ЛЗ-26-СО - 20%). В присадках СОЖ содержатся 3-5% серы и 0.7-1.5% хлора.

Загрузка и транспортировка деталей между станками осуществляется с помощью загрузочно-разгрузочных устройств и транспортных потоков.

Таблица 12.1

Краткая характеристика проектируемого варианта.

№ операции	Наименование операции	Оборудование (тип, модель)
00	Заготовительная	КГШП
10	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный станок МР-71М
20	Токарная	Станок токарный 16К20Ф3
30	Токарная	Станок токарный 16К20Ф3
40	Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 6Д91
45	Контрольная	Контрольный стол
50	ТО
60	Центродоводочная	Центродоводочный станок 3922
70	Круглошлифо вальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2
80	Круглошлифо вальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2
90	Круглошлифо вальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2
100	Круглошлифо вальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2
110	Круглошлифо вальная	Круглошлифовальный станок 3М151Ф2
115	Контрольная	Контрольный стол
120	Слесарная	Рабочий стол
130	Внутришлифо вальная	Внутришлифовальный станок G917
140	Пазоразрезная	Специальный пазоразрезной станок G714

Проектируемое производство носит характер среднесерийного производства. Поэтому максимальной автоматизации в разрабатываемом варианте не требуется. Но в настоящее время существует необходимость в гибкости автоматизации. Поскольку возрастающие запросы рынка на изменения, как самой продукции, так и ее стоимости поставили перед производителем новые задачи, такие как увеличение производительности, улучшение условий труда за счет внедрения более прогрессивных методов обработки (увеличение стойкости инструмента, увеличение режимов обработки, скорости, подачи), которые трудновыполнимы при жесткой автоматизации. На используемом в проекте оборудовании, станках с числовым программным управлением и на широкоуниверсальных станках будет вестись обработка и других деталей, значит, оборудование может располагаться не в строгом соответствии ходу технологического процесса. Расстояние между станками соответствует санитарно - гигиеническим нормам: ширина переходов равна одному метру, для движения погрузчиков предусмотрены проезды шириной три метра.

Но по наличию опасных и вредных производственных факторов проектируемое производство может превосходить существующее.

В данном проекте мы совершенствуем токарную операцию, а именно процесс сверления центрального отверстия. В базовом, заводском варианте мы проводили сверление на токарно-винторезном станке с ЧПУ DFS2/2 сверлом Р6М5. Недостатком данной операции была низкая стойкость сверла (Т=60мин.), что приводило к частым переточкам и как следствие к низкой производительности данной операции.

В проектном варианте сверление проводится на токарно-винторезном станке с ЧПУ16К20Ф3 усовершенствованным сверлом Р6М5 с увеличенным периодом стойкости (Т=120 мин.) с последующей токарной обработкой.

12.2 Опасные вредные производственные факторы (ОВПФ) рассматриваемого производственного объекта

12.2.1 Опасность травмирования рабочих объектами производственного процесса

Источники опасности и вредности, возникающие при обработке детали - цанга Tanline:

- электродвигатели металлорежущих станков, так как может произойти поражение электрическим током;

- на операциях сверление и шлифование опасным фактором является вращающийся инструмент, так как может произойти захват одежды, волос, конечностей при нарушении правил безопасной эксплуатации;

- смазочно-охлаждающая жидкость, применяемая на всех операциях резания - из-за возможности ее возгорания;

- СОЖ, содержащая в своем составе серу и хлор, так как происходит частичное испарение в процессе резания;

- пыль и абразивная стружка, образующаяся при шлифовании, из-за возможности заболевания рабочих, загрязнения окружающей среды;

- испарение моющего раствора из-за негерметичности камер моечных машин - создание повышенной влажности воздуха.

12.2.2 Возможность загрязнения воздушной среды производственных помещений аэрозолями и токсичными веществами

Обработка резанием цанга Tanline происходит с применением смазочно-охлаждающие жидкости, отчего воздух загрязняется аэрозолями (туманами) этих веществ, а так же металлической пылью.

Вредные вещества из воздуха проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути, а также через кожу и оказывают токсическое действие на организм человека, вызывая раздражение слизистых оболочек дыхательных путей. В процессе обработки образуется железная пыль, которая, попав в лёгкие, оседает там. В результате воздействия вредных веществ могут возникнуть профессиональные заболевания.

Поэтому, в цехе и, особенно у шлифовального оборудования, необходимо улавливание аэрозолей и пыли с помощью вентилятора, отсасывающего загрязнённый воздух по трубопроводам к пыле-, газоочистной установке, в качестве которой можно использовать электрофильтр, основанный на ионизации газовых молекул в электрическом поле высокого напряжения.

12.2.3 Неблагоприятные параметры микроклимата рабочих мест и производственных помещений

В соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 88 устанавливаем оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочей зоны помещения. Оптимальная температура воздуха 1822С; оптимальные величины относительной влажности составляют 4060 %; скорость движения воздуха в зимнее время не должна превышать 0.20.5 м/с, летом - 0.21.0 м/с.

Необходимо поддерживать постоянство данных параметров микроклимата, т.к. их колебания могут привести к возникновению простудных заболеваний, заболеваний дыхательных путей и сердечно-сосудистой системы работника.

12.2.4 Недостаточное естественное и искусственное освещение

Правильно спроектированное и выполненное освещение на машиностроительных предприятиях обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Недостаточное освещение отрицательно влияет на работников. Оно ухудшает зрение и состояние нервной системы человека. Кроме того, от освещения зависит производительность труда и качество продукции. Следовательно, его недостаток может привести к ухудшению производственного процесса.

На проектируемом участке отсутствует естественное освещение, поэтому искусственное освещение, осуществляемое электрическими лампами, в целях создания наилучших условий видения, должна отвечать следующим требованиям.

а) освещённость на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется объектом различения, фоном, контрастом;

б) необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства.

12.2.5 Наличие заземления

Опасность поражения людей электрическим током может возникнуть в случае прикосновения к частям электроустановки или оборудования, нормально не находящимся под напряжением, но с возможностью оказаться под ним при замыкании на корпус электрооборудования. Для обеспечения безопасности электроустановки оборудуются защитой, которая может быть в виде защитного заземления. Опасность поражения людей электрическим током может возникнуть в случае прикосновения к частям электроустановки или оборудования, нормально не находящимся под напряжением, но с возможностью оказаться под ним при замыкании на корпус электрооборудования. Для обеспечения безопасности электроустановки оборудуются защитой, которая может быть выполнена в виде защитного заземления, сопротивление которого не должно превышать нормированной величины R_m = 4 Ом.

12.2.6 Наличие вибрации, шума

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источником их могут быть кривошипно-шатунные механизмы, гидравлические удары при разрыве и т.д. различают общую и локальную вибрации. Общая вызывает сотрясение всего организма, местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела.

Эффективным средством защиты от вибрации является виброизоляция. Она является наиболее эффективным методом снижения общей вибрации на рабочих местах, а также виброзащиты оборудования и приборов. Между источником вибрации (машиной) и защищаемым объектом (человеком, фундаментом) помещают упругие элементы - амортизаторы, препятствующие передаче колебаний. Это могут быть простейшие резиновые амортизаторы в форме цилиндров, колец или призм. Данный способ защиты должен учитываться при монтаже разрывной установки.

На предприятии наносит большой вред организму человека шум. Согласно СНиП 23-05-95 шумом называется всякий нежелательный для человека звук. Динамический диапазон звуков, воспринимаемых человеком, простирается от порога слышимости (0 дБ) до порога болевых ощущений (130 дБ). Под воздействием продолжительного громкого шума развивается тугоухость, а иногда и полная глухота. Под влиянием сильного шума (90 - 100 дБ) притупляется острота зрения, появляются головные боли и головокружение, повышается кровяное артериальное давление, что может привести к гипертонии, гастриту и другим болезням.

Основные источники шума на участке - гидроприводы, шум от удара при разрыве, электродвигатели, зубчатые и ременные передачи, подшипники, особенно при наличии износа, перекосов и дисбаланса движущихся частей, а также сам процесс резания и вибрации технологической системы ЗИПС.

Для снижения шума можно применить следующие методы: уменьшение шума в источнике; рациональная планировка предприятий и цехов; акустическая обработка помещений; уменьшение шума на пути его распространения и, самое главное, регулярная проверка и наладка оборудования для устранения шумов, возникающих в процессе износа оборудования.

Аэродинамические шумы на участке являются главной составляющей шума вентиляторов, воздуходувок. Наиболее эффективной мерой борьбы с шумов вентиляторов является снижение окружной скорости и размеров рабочих колёс. Мощным источником аэродинамического шума является свободно истекающая струя. Для снижения шума струи используют многотрубные сопла или сетки, разбивающие струю.

Гидродинамические шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитации, турбулентности потока, гидравлических ударов). Меры борьбы с таким шумом - это улучшение гидродинамических характеристик насосов и выбор оптимальных режимов их работы.

Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании. Снижение такого шума осуществляется путём конструктивных изменений в электрических машинах, например, путём изготовления скошенных пазов якоря ротора. В трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы.

При планировании участка изготовления шатунов учитывались данные вредные факторы, поэтому на момент монтажа они были сведены к минимуму, отклонения от нормы происходят в процессе износа оборудования и устраняются путем систематической подналадки.

12.3 Организационные, технические мероприятия по созданию безопасных условий труда

12.3.1 Расчет вентиляции

Проведем расчет необходимого количества воздуха для цеха методом кратности воздухообмена К, применяемый для ориентировочных расчетов, когда не известны виды и количества выделяющихся вредных веществ [18].

- отношение воздухообмена, создаваемого в помещении, к внутреннему объему помещения. Показывает, сколько раз в течении часа весь объем помещения заполняется вводимым в помещение приточным воздухом.

м³ - объем помещения (12.1)

Для определения воздухообмена из условия удаления из помещения углекислоты СО₂ используют формулу:

м³/ч.- воздухообмен (12.2)

где G =30 л/ч - количество углекислоты, выделяющейся в помещении, при легкой физической работе,

X₁ = 0,6 л/м³ - концентрация СО₂ в наружном (приточном) воздухе для города,

X₂ = 1 л/м³ - допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения с постоянным пребыванием людей.

Тогда,

(12.3)

где N - кол-во рабочих, занятых в работе.

Количество приточного воздуха должно быть не менее 30 м³/ч на одного человека, при объеме помещения, приходящегося на него, менее 20 м³ . Если естественное проветривание невозможно, то в такие помещения нужно подавать не менее 60 м³/ч на одного человека.

Также участок снабжен двумя вытяжными шкафами, и объем воздуха, удаляемого ими при отсутствии тепловыделений внутри шкафов, определяется по формуле:

м³, (12.4)

где N = 2 - кол-во вытяжных шкафов,

Vш =1.5 м/с - скорость воздуха при ПДК < 10 мг/м³

м² - площадь открытого проема.

Таким образом, можно заключить, что вентиляция помещения соответствует санитарно - гигиеническим нормам.

12.3.2 Определение категории помещения по пожаро- и взрывоопасности

Проектирование и эксплуатация всех промышленных предприятий регламентируется «Строительными нормами и правилами» (СНиП РР-90-81, СНиП РР-2-80), «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ-76), а также «Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий (1975 г.)». В соответствии со СНиП РР-2-80 все производства делят по пожарной, взрывной и взрывопожарной опасности на категории А, Б, В, Г и Д. Категория производства по пожарной опасности в значительной степени определяет требования к зданию, его конструкциям и планировке, организацию пожарной охраны и ее техническую оснащенность, требования к режиму и эксплуатации. Поэтому вопрос отнесения производства к той или иной категории является исключительно важным.

В данном случае проектируемое предприятие относится к категории Д - это производства, в которых обрабатываются негорючие вещества а материалы в холодном состоянии.

12.4 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

12.4.1 Возможность причинения ущерба окружающей среде выбросами в атмосферу

Предприятия машиностроения выбрасывают в атмосферу загрязненный воздух. В результате - постоянное присутствие вредных веществ в воздухе города, которое приводит к хроническим болезням людей (бронхит, астма и др.). Кроме того, загрязнённый воздух отрицательно воздействует на животных, птиц, насекомых и на растения.

Для снижения выброса вредных веществ в атмосферу необходимо детально проработать технологический процесс с целью снижения количества выбросов токсичных веществ.

На участке воздух загрязняется аэрозолями смазочно-охлаждающих жидкостей и металлической пылью (все операции резания), абразивной пылью (шлифовальные и хонинговальные операции) и другими веществами, поэтому перед выбросом в атмосферу должен очищаться. Таким образом вредные вещества из рабочей зоны выводятся с помощью приточно - вытяжной вентиляции: приточная вентиляция подает воздух в рабочую зону, а вытяжная удаляет -- обе работают одновременно. Количество попадаемого и вытягиваемого воздуха выбирается с учетом требований, предъявляемых к системе вентиляции. Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направления ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям, вдали от мест загрязнения.

12.4.2 Загрязнение сточными водами

Промышленные предприятия сбрасывают в водоемы отработанную воду, которая загрязняет сточные воды вредными веществами (песок, окалина, металлическая стружка, пыль, минеральные масла).

При работе используется большое количество СОЖ, масляных эмульсий, образующиеся при этом маслоэмульсионные воды представляют собой водные растворы эмульсолов. Такую сточную воду требуется очищать от маслопримесей. Необходимость в очистке воды возникает на операциях промывки детали раствором олинола.

12.4.3 Возможность загрязнения окружающей среды твёрдыми промышленными отходами

Отходы машиностроительных предприятий в основном образуются от производства проката, литья, механической обработки. В данной технологии в процессе производства твёрдые отходы образуются в виде амортизационного лома (модернизация оборудования, оснастки), металлической стружки, осадков и пыли (отходы систем очистки воздуха).

Извлечённая при обработке металлическая стружка перерабатывается методом переплава. Для чего её сначала подвергают дроблению на стружкодробилках различных типов (фрезерных, молотковых и валковых). В металлической стружке, предназначенной для переплава, суммарное содержание безвредных примесей, влаги и масла не должно превышать 3%. Наличие этих примесей сверх указанного предела приводит к ухудшению качества выплавляемого металла и к загрязнению окружающей среды. В то же время стружка содержит до 20% СОЖ. Поэтому стружку подвергают обезжириванию, используя центрифуги, моечно-сушильные установки и нагревательные печи. Затем её приводят в компактное состояние, применяя холодное и горячее брикетирование на специальных брикет-прессах. Эти брикеты непосредственно используются в плавильных агрегатах.

Таким образом, технологический процесс оказывается практически безотходным и не влияющим на здоровье людей.

12.4.4 Возможность акустического загрязнения окружающей среды

Многообразие источников шума и вибрации в машиностроении обуславливает наличие всех их разновидностей. Источниками аэродинамических шумов и механических шумов и вибраций высоких уровней являются вентиляционные системы, насосы, компрессорные установки, суммарный уровень шумов которых (в основном высокочастотных) достигает 135145 дБ. Тогда как допустимый уровень шума для территории жилой застройки 3367 дБ.

Совокупность возникающих под действием шума нежелательных изменений в организме человека можно рассматривать как шумовую болезнь. Комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации, получил название вибрационной болезни.

Оборудование, по возможности, целесообразнее установить на резиновые амортизаторы, что снижает уровень вибрации в 2 раза и делает его неопасной для окружающей среды. Вибрация в вентиляционных установках снижается путём применения рёбер жёсткости.