МКИ В23 В51/02

М. С. Ильин, Д. Н. Кноур

Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "УНИИТМАТ", СССР, 07.11.88.

Сверло спиральное двухстороннего резания

Сверло, содержащее рабочую часть, состоящую из режущей и цилиндрической частейпричем режущая часть имеет главные, вспомогательные ии поперечную режущие кромки, отличающиеся тем, что с целью улучшения стружкоотвода и подвода СОЖ на главных режущих выполнены каналы для отвода СОЖ и стружки (рис. 7.4)

Подлежит

Подлежит

Сверло спиральное

СССР, а/с 16733008

МКИ В23 В51/02

УДК 621.951.45

Д. Ф. Бабанов, П. Д. Яковлев; Ленинградский механический институт, СССР, 30.08.86

Сверло четырехленточное

Сверло, содержащее цилиндрическую и рабочую часть, на которой формообразованы две спиральные канавки, отличающееся тем, что с целью повышения жесткости на цилиндрической части выполнены четыре ленточки, в результате чего стойкость инструмента повышается в 1,5…2 раза (рис. 7.5)

Подлежит

Подлежит

Сверло спиральное

Япония,

заявка №63-306813

МКИ В23 В51/02

УДК 621.951.45

Япония, 88.12.14

Сверхтвердое сверло

Сверло содержит сверхтвердую пластину, парипаянную в выемке на конце сверла. В теле выполняют отверстия для подачи СОЖ. Отверстие проходит от конца хвостовика до дна выемки. Отстойник выполнен на задней части пластины, а от отстойника до режущей части проходят канавки для подачи СОЖ, при этом повышается надежность и производительность, стойкость за счет сверхтвердой режущей пластины и эффективного охлаждения (рис. 7.6)

Подлежит

Подлежит

Сверло спиральное

Англия

МКИ В23 В51/02

УДК 621.951.45

Фирма Krupp Widia,

Англия, РЖ-93

Сверла Faster hole milling //Mater.+Manuf.

Фирма Krupp Widia выпустила новую серию сборных сверл, оснащенных сменными твердосплавными пластинами. Диапазон диаметров 15…25 мм. Глубина сверления до 3,5 диаметров. Специальные режущие пластины имеют отрицательно-положительную геометрию режущих кромок, что гарантирует эффективный стружкоотвод, даже при вертикальном сверлении с предельной глубиной. Режущие пластины имеют плазменное износостойкое покрытие.

Подлежит

Подлежит

Таблица 7.3 Существенные признаки ИТР "Сверло спиральное - общая компоновка" и его аналогов

Группа	Признаки ТР	ИТР	Аналоги
			Япония 63 - 30.683	СССР А/с 159900111	СССР А/с 16856228	СССР А/с 17735831	СССР А/с 16733003
а	Элементы:
	1. Хвостовик	+	+	+	+	+	+
	2. Винтовые канавки	+	+	+	+	+	+
	3. Перемычка	+	+	+	+	+	+
	4. Главные режущие кромки	+	+	+	+	+	+
	5. Вспомогательные режущие кромки	+	+	+	+	+	+
	6. Лапка	+	+	+	-	-	-
	7. Шейка	+	-	-	-	-	-
	8. Резьбовой хвостовик	+	-	-	-	-	-
б	Форма элементов
	1. Главные режущие кромки с продольными канавками	-	-	-	-	+	-
	2. Стужколомающие и транспортирующие канавки	-	-	-	+	-	-
	3. Спиральные каналы для подачи СОЖ	-	-	+	-	-	-
	4. Четырехленточная рабочая часть	-	-	-	-	-	+
	5. Хвостовик с резьбой	+	-	-	-	+	-
	6. Прерывистая режущая кромка	+	-	-	-	-	-
	7. Подточенная перемычка	+	-	-	-	-	-
в	Взаимное расположение
	1. Отстойник для СОЖ на задней части режущей пластины	-	+	-	-	-	-
	2. Внутренние каналы для подвода СОЖ	+	+	+	-	+	-
д	Материалы
	1. Режущие пластины из сверхтвердого материала	+	+	-	-	-	-
	2. Канавки, обработанные ХТО	+	-	-	-	-	-

Таблица 7.4 Оценка преимуществ и недостатков аналогов

Показатели положительного эффекта	ИТР	Аналоги
		СССР А/с 16856228	СССР А/с 16856228	СССР А/с 17735831	СССР А/с 16733003	Япония 63 - 30.683	Англия
а) Показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствования
Лучший подвод СОЖ	0	3	2	4	2	3	2
б) Показатели, косвенно содействующие достижению цели
Лучший стружкоотвод	0	2	4	3	2	2	4
в) Показатели, улучшающие полезные свойства объекта
1. Повышение производительности обработки	0	2	3	3	2	4	3
2. Повышение качества обработки	0	2	2	2	2	2	2
г) Показатели, ослабляющие вредные свойства объекта
1. Увеличение стойкости инструмента	0	2	2	2	3	4	3
Суммарный положительный эффект	0	11	13	14	11	15	14

Рис. 7.2. Эскиз к а. с. 15990111

Рис. 7.3. Эскиз к а. с. 16856228

Рис.7.4. Эскиз к а. с. 17735831



Рис. 7.5. Эскиз к а. с. 16733008

Рис. 7.6. Эскиз к заявке №63-306813

Определение показателей положительного эффекта (при исследовании достигнутого уровня:

– показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствованного объекта: лучший подвод СОЖ;

– показатели, косвенно содействующие достижению цели: лучший стружкоотвод;

– показатели, не влияющие на достижение цели, но усиливающие полезные свойства объекта: повышение производительности обработки и качества обработки;

– показатели, не влияющие на достижение цели, но ослабляющие свойства объекта: увеличение стойкости инструмента.

Проводим сопоставительный анализ преимуществ и недостатков ИТР и аналогов (при исследовании достигнутого уровня).

Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах (от 2 до 5). ИТР по каждому показателю выставляем оценку 0. Заносим оценки в графы 3 - 9 табл. 7.4. Сумму баллов каждого аналога заносим в нижнюю строку. Видим, что наибольшую сумму баллов имеет аналог "Сверхтвердое сверло" по заявке №63-306813 Япония. Следовательно, данное ТР является наиболее прогрессивным.

Сопоставляя существенные признаки ИТР, графа 3 табл. 7.3, с признаками аналога графа 4 табл. 7.3. Из сопоставления видно, что новыми признаками являются:

– прерывистая режущая кромка;

– подточенная перемычка;

– хвостовик с резьбой;

– канавки, подвергнутые ХТО.

7.5 Выводы и результаты

1) Наиболее прогрессивным ТР считается "Сверхтвердое сверло" по заявке №63-306813, Япония.

2) Прогрессивное сверло обладает патентной чистотой по СССР (РФ) и Великобритании. По отношению к Японии прогрессивное сверло не обладает патентной чистотой.

В результате работы было установлено, что усовершенствованное сверло целесообразно использовать в производстве, учитывая его высокие технологические показатели. Также установили, что усовершенствованное сверло обладает патентной в отношении стран проверки (за исключением Японии) и, следовательно, возможен экспорт данного сверла в эти страны (Великобритания).



8. Проектирование технологических операций

Задача раздела - назначить режимы резания на все переходы по операциям и провести расчёт норм времени.

8.1 Расчёт режимов резания

Проведём аналитический расчёт режимов резания на наладочные операции, затем скорректируем полученные значения режимов резания с базовым технологическим процессом и тактом выпуска (такт выпуска t_в = 0,446 мин).

Расчёт режимов резания ведём по методике, изложенной в 13.

Расчёт режимов резания на VII позицию 010 операции для рассверливания.

Глубина резания равна половине припуска под черновую обработку (из п.5).

(8.1)

Подачу выбираем по

S_o = 0,4 мм/об

Скорость резания определяется по формуле

(8.2)

где C_v , q , m , x , y - коэффициент и показатель степени определяемые условиями обработки 13 с. 278

C_v = 17,1; q = 0,25; m = 0,125; y = 0,4; x = 0,1

T - стойкость, мин; для автоматической линии принимаем равной T = 240 мин.

K_v - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания

(8.3)

где K_mv - коэффициент на обрабатываемый материал,

K_uv - коэффициент на инструментальный материал,

K_lv - коэффициент, учитывающий глубину сверления (т.к. l = 5,5 D 6D; K_lv = 0,7)

(8.4)

HB - твёрдость обрабатываемого материала; n_v - показатель степени, определяемый по методу обработки и инструментальному материалу.

Общий коэффициент:

K_v = 0,871,10,7 = 0,67

Скорость резания

Определим число оборотов шпинделя

(8.5)



Фактическая скорость резания

Определим осевую силу и крутящий момент:

(8.6)

где С_м и С_p - коэффициенты по 13 с. 280 С_м = 0,196; С_р = 46; значения показателей степени для Р_о x = 1,0; y = 0,4; для М_кр - q=0,85; x = 0,8; y = 0,7

коэффициент К_р = К_мр =

Тогда

Р_о = 10 46 2,25^1,0 0,4^0,4 1,12 = 803 Н

М_кр = 10 0,196 17^0,85 2,25^0,8 0,4^0,7 1,12 = 21 Нм

мощность резания

(8.7)

Расчёт режимов резания на фрезерование плоскости по III позиции 010 операции:

t = z = 1,5 мм

подача на зуб фрезы 0,15 мм/зуб,

тогда на оборот фрезы с 22 зубьями

S_o = 0,15 22 3,3 мм/об

Скорость резания (окружная скорость фрезы)



(8.8)

где C_v, q, m, x, y, u, p - коэффициент и показатели степени, определяемые условиями обработки

В - ширина фрезерования (в данном случае В = 35 мм)

Z - количество зубьев фрезы, Z = 22

K_v - поправочный коэффициент

(8.9)

где K_nv - поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки. K_nv = 0,85 (для отливки с нормальной коркой)

K_мv и K_uv -такие же, как для сверления

K_v = 0,87 1,1 0,85 = 0,74

С_v = 445; q = 0,2; x = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; p = 0; m = 0,32

число оборотов шпинделя:

мощность резания:

(8.10)

где P_Z - главная составляющая силы резания -



(8.11)

где C_P = 54,5; x = 0,9; y = 0,74; u = 1,0; q = 1,0; w = 0 - показатели и коэффициент, зависящие от условий обработки;

n - частота вращения фрезы об/мин,

тогда окружная сила

крутящий момент на шпинделе:

(8.12)

где D - диаметр фрезы, мм;

тогда мощность

Расчёт режимов резания на XII позицию 010 операции - нарезание резьбы М 221,5.

Глубина резания равна высоте зубьев резьбы t = 0,95 мм;

Подача равна шагу резьбы S = 1,5 мм/об

Скорость резания при нарезании резьбы метчиками:

(8.13)

где С_V = 64,8; m = 0,9; y = 0,5

(8.14)

где K_TV - коэффициент, учитывающий точность резьбы; K_TV = 0,8

K_MV = 0,5; K_UV = 1,0; K_V = 0,40

число оборотов

тангенциальная составляющая силы резания (крутящий момент)

(8.15)

где P - шаг резьбы, мм; C_M = 0,013; y = 1,5; q = 1,4; K_P = 1,5

тогда крутящий момент

M_KP = 0,013 10 22^1,4 1,25^1,8 1,5 = 20,6 Нм

Мощность резания при нарезании резьбы метчиками

(8.16)

На остальные операции (однотипные, рассчитанные выше) режимы резания назначаются по 14 и приводятся ниже:

Позиция IV 010 операции:

Сверление 14; t = 7 мм

S_o = 0,14 об/мин (S_мин = 45 м/мин)

v = 14 м/мин

n = 320 об/мин

Сверление 8,5/12 t = 425 мм

S_o = 0,1 мм/об

v = 12,1 м/мин

n = 450 об/мин

обтачивание: t = 1,5 мм

S_o = 0,2 мм/об

v = 30 86 м/мин

n = 325 об/мин

V позиция:

Сверление 6: t = 3 мм

S_o = 0,1 мм/об

v = 12 м/мин

n = 640 об/мин

комбинированное сверление 8,5/12 (см. поз. IV)

Обтачивание: t = 0,5 мм

S_o = 0,1 мм/об

v = 52 м/мин

n = 450 об/мин

VI позиция:

Сверление 3: t = 1,5 мм

S_o = 0,048 мм/об

v = 12 м/мин

n = 1270 об/мин

зенкерование: 14,2 t = 1,5 мм

S_o = 0,19 мм/об

v = 14,5 м/мин

n = 320 об/мин

сверление 8,6 (см. поз. IV)

VII зенкерование: S_o = 0,06 мм/об

v = 14,5 м/мин

n = 970 об/мин

сверление: S_o = 0,048 мм/об

v = 12 м/мин

n = 1270 об/мин

В базовом варианте:

Зенкерование: S_o = 0,25 мм/об

v = 60 м/мин

n = 1000 об/мин

Основное время

VIII зенкерование: S_мин = 44 мм/мин

V = 14 об/мин

IX зенкерование: S = 75 мм/мин

V = 16 м/мин

X зенкерование: S₁ = 48 мм/мин

V₂ = 20,5 м/мин

S₁ = 48 мм/мин

V₂ = 23 м/мин

Обтачивание: S = 16,3 мм/мин

V = 22 м/мин

XI позиция

Обтачивание: S_мин = 45 мм/мин

V = 31,5 - 46 м/мин

Зенкерование: S_мин = 48 мм/мин

V₂ = 14 - 20,5 м/мин

XII нарезание резьбы М12 1,25: S_мин = 200 мм/мин

V = 5 м/мин

Режимы резания на 020 и 040 операции сведены в табл. 8.1

Сводная таблица режимов резания

Табл.8.1

№ операции	№ позиции	Содержание перехода	V, м/мин	Sмин, мм/мин
020	III	зенкерование	63	300
	--	фрезерование	65	430
	IV	сверление (1 и 2 фазы)	15	85
	--	комбинирован. сверление	15/11	85
	V	зенкерование	63	300
	--	цекование	26	58
	VII - VIII	развёртывание	66	300
	X	нарезание резьбы	5	200
040	--	раскатка	60	460

8.2 Нормирование операций

Так как обработка ведётся в массовом производстве на автоматической линии, операционное время на каждой позиции должно быть синхронизировано с тактом выпуска, равным t_в = 0,446 мин.

Определим операционное время по позициям на 010 операции, на каждой позиции выявим имитирующий переход и скорректируем его операционное время с t_в.

III позиция:

формула для расчёта операционного времени:

(8.17)

где L - длина рабочего хода (складывается из длины обрабатываемой поверхности, перебега и врезания режущего инструмента)

IV:

V:

VI:

VII:

VIII:

IX:

X:

XI:

XII:

Как видно из расчётов, время лимитирующей обработки с 0,37 мин на VII позиции снизилось до 0,35 мин.

Время штучное на операцию будет определяться:

(8.18)

где Т_В - время, затрачиваемое на перемещение конвейера на шаг, мин. Если шаг конвейера S = 1,5 м; а скорость движения равна V = 25 м/мин,

тогда Т_В = 1,5 / 25 = 0,06 мин

Т_ТЕХ - время на организационно техническое обслуживание

Т_ТЕХ = Т_О t_СМ / T (8.19)

где t_СМ - время на смену инструмента, мин;

Т - стойкость инструмента, мин;

тогда для поз. VI для наладки из 5 инструментов: t_СМ = 0,3 5 = 1,5 мин

Т_ТЕХ = 0,36 1,5 / 240 = 0,04 мин

Т_ОБР - время на организационное обслуживание

Т_ОРГ = Т_ОП П / 100 (8.20)

где П - доля от оперативного времени, по прил. 5 П = 1,7%,

тогда Т_ОРГ = 0,31 1,7 / 100 = 0,005 мин 0,01мин

Т_ОТД - время перерывов

Т_ОТД = Т_ОП П_ОТ / 100 (8.21)

где П_ОТ - доля от оперативного времени по прил. 5 П = 6%

Т_ОТД = 0,35 6 / 100 = 0, 02 мин

тогда штучное время на 010 операцию

Т_ШТ = 0,35 + 0,06 + 0,005 + 0,005 + 0,02 = 0,44 мин.

Учитывая факт выпуска расчётный t_В = 0,446 мин делаем заключение, что режимы резания подобраны правильно.

Для 020 операции и 040 нормирование сведено в таблицу 6.2.

Нормирование операций 020 и 040

Табл. 6.2

№ опер.	ТОПЕР	ТВ	ТОБСЛ.ТЕХ	ТОРГ	ТОТД	ТШТ МИН
020	(лимитир. переход) 0,33	0,06	0,005	0,005	0,02	0,42
040	0,35	0,08	0,001	0,005	0,01	0,441



9. Расчёт и конструирование режущего инструмента

Задача раздела - разработка специального режущего инструмента для глубокого сверления.

В ходе научных и патентных исследований была принята следующая конструкция инструмента: сверло спиральное с твёрдосплавной вставкой, с внутренним подводом СОЖ, с канавкой по задней поверхности.

Расчёт конструктивных параметров сверла ведём по методике, изложенной в 15.

Диаметр сверла принимаем равным D = 17 мм.

Режимы резания из п. 8.

Подача на оборот S_O = 0,4 мм/об;

Скорость главного движения резания V = 70 м/мин;

Осевая составляющая P_X = 803 Н

Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент) М_СР = 21 Нм

Хвостовик выбираем цилиндрический с резьбой М20 1,25.

Определим длину сверла. Общая длина сверла L; длина рабочей части l_O хвостовика и шейки l₂ могут быть приняты по ГОСТ 10908 - 75:

L = 180 мм;

l₂ = 70 мм;

l_O = 110 мм.

Длина рабочей части взята увеличенной из-за особенностей установки (высокая кондукторная втулка).

Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла.

Угол в плане при вершине 2 по табл. 60 15 2 = 120, погрешность 1.

Угол наклона винтовой канавки по табл. 60 15 = 25 30. По 16 для спиральных свёрл для глубокого сверления = 25 20. Поэтому выбираем =25.

Задний угол принимаем равным = 12.

Угол наклона опорной поперечной режущей кромки = 55.

Размеры подточенной части перемычки: А = 2,5 мм; l = 5 мм.

Шаг винтовой канавки

(9.1)

Толщину сердцевины dc сверла выбираем в зависимости от диаметра сверла.

Для D = 17мм dc = (0,14 0,25)D = 4,25 мм (9.2)

Для уменьшения длины поперечной режущей кромки она подтачивается на l = 1,5 мм.

Сердцевина имеет утолщение по направлению к хвостовику 1,4 - 1,8 на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм. dc_k = 5,75 мм.

На калибрующих ленточках сверло имеет обратную конусность 0,05 мм.

Ширину ленточки вспомогательной задней поверхности f_o принимаем больше, чем у обычных свёрл f_o = 3 мм.

Ширина пера

B = 0,58 D = 0,58 17 = 9,9 мм (9.3)

Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяем аналитически .



Большой радиус профиля

R_o = C_RC_rC_фD (9.4)

(9.5)

(9.6)

(9.7)

где D_ф = 1317 = 54 мм - диаметр фрезы.

Следовательно, R_O = 0,616 0,77 17 = 8,06 мм

Меньший радиус профиля R_k = C_k D, где С_k = 0,015 ^0,75 = 0,015 25^0,75 = 0,168 мм.

Следовательно, R_k = 0,168 17 = 2,856 мм

Ширина профиля B = R_o + R_k = 8,06 + 2,86 = 10,92

Определим по найденным размерам профиль канавочной фрезы.

Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (по ГОСТ 885 - 77).

Предельные отклонения диаметров сверла D = 17 - 0,03 мм.

Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14 квалитету с симметричным расположением предельных отклонений ( JT14/2) по ГОСТ 25347 - 82.

Предельные размеры (отклонения) перемычки режущей части сверла +0,5 мм. Твёрдость рабочей части сверла 63 - 66 HRC_Э.

На листе графической части дипломного проекта представлен чертёж сверла в двух проекциях со всеми необходимыми сечениями (винтовые линии заменяются прямыми).

10. Расчёт и проектирование станочного приспособления

Задача раздела - рассчитать и спроектировать станочное приспособление для обработки корпуса гидравлического тормоза на автоматической линии.

10.1 Исходные данные

Обработка ведётся на автоматической линии. Из всех методов обработки для расчёта необходимого усилия зажима выбираем наиболее нагруженный вид обработки: в данном случае рассмотрим фрезерование плоскости в размер 270,1 и сверление (рассверливание) отверстия 17,5 (операционный размер 17,14 0,44).

Вид и материал заготовки - отливки, серый чугун НВ 190 - 230.

Вид обработки - черновая.

Материал и геометрия режущей части фрезы: шестигранная режущая пластина ВК6; свёрла - поликристаллический нитрид бора. Геометрия сверла: угол в плане при вершине 2=120;

Операционный эскиз

Рис. 10.1

передний угол = 0;

задний угол = 12.

Режимы резания:

фрезерование: глубина t = 1,5 мм;

подача S = 3,3 мм/об;

скорость резания V = 63 м/мин;

сверление: глубина t = 2,25 мм;

подача S = 0,4 мм/об;

скорость резания V = 67 м/мин.

Тип приспособления - одноместное специальное наладочное.

Оборудование - автоматическая линия с позицией загрузки с механизированным зажимом.

10.2 Расчёт сил резания

Силы резания для фрезерования и сверления подсчитаны в п. 6.

Для фрезерования:

окружная сила P_z = 54 H

M_кр = 40 Н м

Для сверления: момент кручения M_кр = 21 Н м

10.3 Расчёт сил резания

В процессе обработки заготовки на неё действуют силы резания. С одной стороны силы резания от фрезерования стремятся провернуть заготовку в призматических самоцентрирующих зажимах. Тоже самое стремятся сделать силы резания от рассверливания. Продольные силы резания, стремящиеся сдвинуть заготовку вдоль оси, не учитываются, т.к. в продольном направлении заготовка фиксирована упорами (продольная установка). С другой стороны силы зажима препятствуют этому из условия равновесия моментов данных сил и, с учётом коэффициента запаса, определяются необходимое зажимное и исходное усилие.

Схема закрепления заготовки представлена на рис. 10.2

Схема закрепления заготовки в самоцентрирующем двухкулачковом патроне

Рис. 10.2

Проведём сначала расчёт необходимого усилия зажима для фрезерования.

Окружная сила P_z создаёт крутящий момент от сил резания.

M_p = P_z l (10.1)

где l - плечо действия окружной силы P_z, мм;

из проекционного эскиза l = 27мм.

Провороту заготовки препятствуют силы зажима, создающие момент закрепления

(10.2)

где w - суммарное усилие зажима на четыре пружины, Н;

f - коэффициент трения на рабочей поверхности зажимного элемента.

Из равенства моментов М'_р и М'_з определим необходимое усилие зажима, препятствующее провороту заготовки.



(10.3)

где k - коэффициент запаса, в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции, по формуле

k = k₀ k₂ k₃ k₄ k₅ k₆ (10.4)

где k₀ = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k₁ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки (для черновой обработки k = 1,2);

k₂ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента. По [17] k₂ для фрезерования k₂ = 1,0.

k₃ - коэффициент учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании (для прерывистого k₃ = 1,2);

k₄ - коэффициент, характеризующий постоянство силы развиваемой зажимным механизмом (k₄ = 1,0);

k₅ - коэффициент, характеризующий энергономику (k₅ = 1,0);

k₆ - коэффициент, учитывающий при установке заготовки на штыри (k₆=1,0).

k = 1,5 1,2 1,2 = 2,16

Принимаем k = 2,5

Коэффициент трения принимаем равным f = 0,3.

Подставив все данные

Тоже самое рассчитаем для сверления.

Момент сил резания М''_кр = 21 Нм

Коэффициент запаса принимаем k = 2,5

Усилие зажима

Выбираем для дальнейших расчётов усилия зажима W = 8100 H

Величина усилия зажима W₁ прикладываемая к зажимным кулачкам несколько увеличивается по сравнению с усилием W' и рассчитывается по формуле

( 10.4)

где l_k - вылет зажимного элемента, расстояние от середины направляющей кулачка до точки касания зажимного элемента с заготовкой. Выбираем конструктивно l_k = 45 мм;

H_k - длина направляющей постоянного кулачка, мм; конструктивно Н_k = 80 мм;

f₁ - коэффициент трения в направляющих постоянного кулачка и корпуса (f₁ = 0,1 для полусухого трения стали по стали).

Подставив исходные данные в формулу (10.4) получим:

10.4 Расчёт зажимного механизма патрона

В данном случае принимается комбинированный тип зажимного механизма: рычажно-винтовой.

Рычажный самоцентрирующий механизм должен обеспечить относительное движение кулачков с высокой точностью. На их движение накладываются условия: разнонаправленность, одновременность и равная скорость движения. Это обеспечивается одним силовым приводом.

При расчёте зажимного механизма определяется усилие Q, создаваемое силовым приводом, которое зажимным механизмом преобразуется в соответствии с плечами рычагов.

В данном случае (конструктивно) передаточное отношение по силе

(10.6)

поэтому усилие на штоке

(10.7)

10.5 Расчёт силового привода

Принимаем винтовой зажимный механизм в качестве второй ступени в 2х кулачковом патроне. По [ ] момент закручивания определяется по формуле

М_р = Q 0,1 d_винт

тогда необходимый момент будет для d_винт = М20 мм (конструктивно):

М_р = 6100 0,1 20 = 1220 Нмм = 12,2 Нм

Винт приводится во вращение при помощи пары конических зубчатых колёс (рис. 10.3)

Схема привода



Рис. 10.3

Усилие окружное на зубьях большой шестерни необходимое для создания момента М_р будет

М_р = Р_окр R₁ (10.8)

Тогда окончательный момент закрепления будет определяться по формуле:

(10.9)

(10.10)

На позиции загрузки для создания М_закр предусмотрено специальное приспособление (гайковёрт).

10.6 Расчёт погрешности установки заготовки в приспособлении

Погрешность установки определяется по формуле:

(10.11)



где _б - погрешность базирования ( в данном случае технологическая база используется как измерительная; _б = 0); _з - погрешность закрепления - это смещение измерительной базы под действием сил зажима (_з = 0);

_пр - погрешность элементов приспособления, зависящая от точности их изготовления.

Расчётная схема погрешностей рычажного механизма приведена на рис. 10.4.

(10.12)

где А - колебания замыкающего звена; ₁, ₂ - погрешности, возникающие вследствие неточности изготовления размеров А₂; ₁, ₃ - погрешности из-за колебания зазоров в соединениях (_1,3 = S_нб - S_нм)

Расчётная схема погрешностей.

Рис.10.4

₄ - погрешность, появляющаяся из-за неточности изготовления рычага: ₄ = Аsin ( = 30'').

Колебания замыкающего звена А примем равными 0,04 мм.

Зададим все звенья по 7 квалитету:

₁ = 0,01мм; ₂ = 0,008; ₃ = 0,01 мм; ₄ = 45sin30'' = 0,002

тогда погрешность установки будет равна:

принимаем звенья с принятыми отклонениями.

10.7 Описание работы приспособления

Приспособление предназначено для зажима заготовки корпуса гидравлических тормозов на автоматической линии.

Приспособление - 2х кулачковый патрон состоит из корпуса привода патрона 3, на котором закреплён корпус 1, в пазах которого перемещаются подвижные колодки 18 с установленными на них зажимными элементами (не показаны). Колодки 18 перемещаются рычагом 9, который также находится в зацеплении с тягой 7, вкрученной в ходовую гайку 1, которая зафиксирована в колесе 1. Колесо 1 находится в зацеплении с шестернёй 4, которая вращается от полумуфты 6.

Приспособление - патрон 2х кулачковый работает следующим образом. При зажиме заготовки, полумуфта 6 присоединяется к приводу (не показан), от которого вращение через шестерню 4, колесо в сборе 1, ходовую гайку 8 преобразуется в поступательное движение тяги 7, которая опускаясь, перемещает рычаг 9, в зацеплении с которым находится колодка 18, сходящаяся к центру. Разжим происходит в обратном порядке.

11. Расчёт и проектирование контрольного приспособления

Задача раздела - выбрать, сконструировать, провести описание работы контрольного приспособления на одну из операций, а также рассчитать его точность.

11.1 Описание работы приспособления

Выбираем для проектирования калибр с индикатором для контроля межосевых расстояний (см. рис. 11.1) 39,5 0,2; 89 0,2; 121,5 0,2; 152 0,2; 166,5 0,1 (данный размер до торца); 39,5 0,2; 171,5 0,35. Все размеры (линейные и диаметральные) при конструировании выбираем исходя из конструктивных соображений. Разработанное приспособление представлено на листе.

Рис. 11.1

Контрольное приспособление состоит из плиты 1, на которую крепится стойка 2. В стойке 2 крепится втулка 10 под индикатор 13, втулка 15 под центровочный палец 9 (ромбический) и под цилиндрический палец 18. В стойке 2 при помощи винта 37 и гайки 8 крепится скалка-калибр 3 с направляющими отверстиями. На ней свободно установлена втулка упорная 23. На левы конец скалки 3 устанавливается втулка упорная 12, которая упирается в палец 11. Фиксируется втулка упорная 12 винтом 27, который вкручен в раму 14, свободно вращающуюся на винтах 29. На стойке 2 закрепляется винтом 42 и фиксируется в определённом положении шпонкой 31 кондукторная плита 3. В ней устанавливаются направляющие призматические втулки 17, 19, по которым направляются пальцы 21. Стойка 2 имеет для зажима направляющую 8. Плита 1 по установочным пальцам 26 устанавливается в рабочее положение. На плите 1 закрепляется винтами 33 стойка под пальцы 28.

Приспособление контрольное работает следующим образом. При отведённой раме 14 на скалку 2 устанавливается проверяемая деталь, базовым торцом к индикатору. Деталь ориентируется двумя пальцами - цилиндрическим 18 и ромбическим 9. В скалку 2 вставляется палец 11 и надевается втулка упорная 12. Винтом 27 затем деталь фиксируется в строго определённом положении с упором в левый торец. Затем в определённо зафиксированном положении вставляются пальцы 7 для контроля размера 152 0,2 (с учётом вылета ножки индикатора) 217 0,2. С учётом предварительно измеренного эталонного осевого расстояния до базового торца стойки 2 определяется отклонение от номинального положения. Аналогично проверяются другие размеры пальцами 6 и 21. Показания снимают с индикатора 13. После контроля отверстий верхней половины, деталь раскрепляют, отводят раму 14, вынимают палец 11, деталь выводят из зацепления с центровочными пальцами 9 и 18, переворачивают на 180 и снова закрепляют и проводят измерения.

11.2 Расчёт точности контрольного приспособления

Измерение контролируемых параметров (межосевых расстояний и расстояния до торца) проводится от стойки 2 (базовой плоскости Б - рис. 11.2).

Точность приспособления будет для разных размеров определяться разными причинами.

Для отверстий 1, 2, 3 и отверстий 5, 6 точность измерения (погрешность) будет зависеть от (рис. 11.2) - непараллельности базовой плоскости втулки 10, погрешностью ножки индикатора (отклонение от перпендикулярности относительно базовой плоскости, вследствие зазора подвижной ножки индикатора в корпусе); погрешностью линейного размера скалки 2 ТА_i вследствие неточного изготовления направляющих отверстий 6g5 (2 отв.), 3g5 по оси; погрешностью базирования детали относительно базовой плоскости на допуск линейного размера ТБ; несоосностью базирующего пальца 5 и 7; а также максимального зазора в сопряжении пальца и скалки 5 Н6/g5. Для всех размеров также необходимо учитывать погрешность настройки ножки индикатора относительно плоскости базовой (размер 65) - принимаем равным точности эталона.

Зададимся значениями выше перечисленных показателей:

непараллельность - ₁ = 0,005 мм

отклонение от перпендикулярности (из схемы рис. 11.3) ₂ = 0,001 мм

погрешность линейного размера ТА_{i 3}

для 104,5 ТА₁ = 0,01 мм

186,5 ТА₂ = 0,012 мм

217 ТА₃ = 0,012 мм

₄ 242,53 ТА₄ = 0,015 мм (ТБ)

несоосность пальца 11 - ₅ 0,005мм;

максимальный зазор в сопряжении 5 Н6/g5 ₆ = 0,015 мм.

погрешность настройки по эталону ₇ = 0,005 мм.

Суммарную погрешность находим по вероятностному методу:

(11.1)

из линейных погрешностей взяли максимальную 0,012 мм.

Е = 0,012мм, что составляет 1/3 допуска измеряемого размера, что допустимо.

Для размера 154 0,02 учитываются погрешности, связанные с неточностью расположения направляющих отверстий в раме 14 (рис. 11.4):

(11.2)

где ₁' - погрешность на настройку по эталону ₁ = 0,015 мм;

₂' - погрешность от линейного размера Г (рис. 11.4), принимаем ТГ = 0,005 мм; ₃' - погрешность от максимального зазора в шпонке (₃' = 0, т.к. шпонка с натягом устанавливается); ₄' - погрешность на линейный размер Д (рис. 11.3), принимается ТД = 0,007мм; ₅' - несоосность наружной поверхности и направляющих втулок (отверстий) установленных без зазора, принимаем ₅' = 0,01мм, тогда погрешность:

Принимаем в качестве погрешности приспособления величину Е = 0,017 мм.

Рис. 11.2 Схема расчёта отклонения ₂ Схема для расчёта точности контрольного приспособления



Рис. 11.3

Схема расчёта погрешности

Рис. 11.4

12. Проектирование производственного участка

Задача раздела - провести все технологические расчеты механического участка механосборочного цеха, на плане цеха расположить оборудование с соблюдением норм разрывов между оборудованием и элементами зданий.

Исходные данные, необходимые для расчета:

Программа выпуска 580000 дет./год;

Штучное время по операциям техпроцесса изготовления корпуса гидравлического тормоза:

010 линейно-автоматная мин;

020 линейно-автоматная мин;

040 накатная мин;

050 моечная мин.

Трудоемкость изготовления всех деталей по программе [17] определяется по формуле:

, (12.1)

где - суммарное штучное время данного техпроцесса изготовления детали, мин;

- норма запаса деталей в производство, с учетом выпуска запасных частей или деталей, шт.;

- коэффициент, учитывающий плановое перевыполнение норм выработки ();

К_уж - коэффициент, учитывающий снижение норм времени (К_уж = 0,9).

Количество оборудования, шт., подсчитывается по формуле [17]:

, (12.2)

где - трудоемкость изготовления деталей на данном виде оборудования, ч;

- действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования при соответствующем числе смен работы (ч);

К_п - коэффициент, учитывающий потери времени при переналадке оборудования на обработку других деталей (в массовом производстве К_п = 1).

Трудоемкость годовая по операциям:

- линейно-автоматная ч;

- линейно-автоматная ч;

- накатная ч;

- моечная ч.

Количество оборудования:

Автоматическая линия "Альфинг"

010 операция: ;

020 операция: ;

Специальный накатной станок "Альфинг"

040 операция: ;

Автоматическая конвейерная моечная машина

050 операция: .

В качестве вспомогательного оборудования принимаем 4 заточных станка (в мастерской по ремонту инструмента и приспособлений) которые на плане цеха не показаны.

Количество производственных рабочих

, (12.3)

где Ф_д.р.- действительный годовой фонд времени рабочего, ч;

К_мн - коэффициент многостаночного обслуживания (для массового производства К_мн = 1,5).

чел;

чел;

чел;

чел.

Средний разряд - 3. Количество вспомогательных рабочих (18% от числа основных производственных рабочих) - 1 чел; ИТР (10% от количества основных производственных рабочих) - 1 чел; служащих и МОП по 1 чел.

На плане участка (см. лист графической части дипломного проекта) помимо основного оборудования (автоматические линии "Альфинг", специальный накатной станок "Альфинг", автоматическая конвейерная моечная машина), расположенного в последовательности, соответствующей порядку выполнения операций по плану обработки со всеми вспомогательными элементами, показаны отделения контроля и отделение по ремонту инструмента и оснастки.



13. Экономическое обоснование усовершенствования сверлильной операции

Задача раздела - определить экономическую эффективность предлагаемых усовершенствований базового техпроцесса корпуса гидроцилиндра тормозов.

13.1 Краткая характеристика сравниваемых вариантов

Таблица 13.1.

Базовый вариант	Проектируемый вариант
Обработка отверстия проводится зенкерованием зенкером из стали Р6М5 на автоматической линии "Альфинг". Тип производства - массовый. Условия труда - нормальные. Форма оплаты труда - сдельно-премиальная.	На автоматической линии "Альфинг" черновая обработка проводится сверлом с режущими пластинами из поликристаллического нитрида бора. Тип производства - массовый. Условия труда - нормальные. Форма оплаты труда - сдельно-премиальная.

13.2 Исходные данные для экономического обоснования сравниваемых вариантов

Таблица 13.2.

№	Показатели	Условное обозначение, единица измерения	Значение показателей	Источник информации
			Базовый	Проект
1	Годовая программа выпуска	Пг, шт.	580 000	580 000	Задание
2	Норма штучного времени, в т.ч. машинное время	Тшт, мин Тмаш, мин	0,47 0,38	0,44 0,35	п. 8 п. 8
3	Часовая тарифная ставка Рабочего-оператора Наладчика	Сч, руб Счн, руб	12,8118,47	12,81 18,47	Данные кафедры ЭОиУП
4	Годовой эффективный фонд времени рабочего	Фэр, час	1731	1731	ДК
5	Коэффициент доплаты до часового, дневного и месячного фондов	Кд	1,08	1,08	ДК
6	Коэффициент доплат за профмастерство (начиная с 3-го разряда)	Кпф	1,12	1,12	ДК
7	Коэффициент доплат за условия труда (если они вредные или тяжелые)	Ку	1,12	1,12	ДК
8	Коэффициент доплат за вечерние и ночные часы	Кн	1,2	1,2
9	Коэффициент премирования	Кпр	1,2	1,2
10	Коэффициент выполнения норм	Квн	1	1	ДК
11	Коэффициент отчисления на социальные нужды	Ксоц	0,356	0,356	ДК
12	Цена единицы оборудования	Цоб., руб	800 000	800 000
13	Коэффициент расходов на доставку и монтаж оборудования	Кмонт	0,2	0,2
14	Выручка от реализации изношенного оборудо-вания (5% от цены)	Вр, руб	40 103	40 103
15	Годовая норма аморти-зационных отчислений	На, %	6,7	6,7
16	Годовой эффективный фонд времени работы оборудования, рабочих	Фэ, час Фэр, час	4015 1731	4015 1731
17	Коэффициент затрат на текущий ремонт оборудования	Кр	0,3	0,3
18	Установленная мощность электродвигателя станка	Му, кВт	10	10
19	Коэффициент одновременности работы электродвигателей	Код	0,8	0,8
20	Коэффициент загрузки электродвигателей по мощности	Км	0,8	0,8
21	Коэффициент загрузки электродвигателя станка по времени	Кв	0,85	0,85
22	Коэффициент потерь электроэнергии в сети завода	Кп	1,04	1,04
23	Тариф платы за электроэнергию	Цэ, руб/кВт	0,61	0,61	ДК
24	Коэффициент полезного действия станка	КПД	0,95	0,95
25	Цена единицы инструмента	Ци, руб	100	800
26	Коэффициент транспортно-заготовительных расходов на доставку инструмента	Ктр	1,02	1,02
27	Выручка от реализации изношенного инструмен-та по цене металлолома (20% от цены)	Ври ,руб	20	70
28	Количество переточек инструмента до полного износа	Нпер	14	10
29	Стоимость одной переточки	Спер, руб	15	15
30	Коэффициент случайной убыли инструмента	Куб	1,1	1,1
31	Стойкость инструмента между переточками	Ти, час	4	8
32	Цена (себестоимость изготовления) единицы приспособления	Цп, руб	5000	5000
33	Коэффициент, учитыва-ющий затраты на ремонт приспособления	Кр.пр	1,5	1,5
34	Выручка от реализации изношенного приспосо-бления(20% от цены)	Вр.пр, руб	1000	1000
35	Количество приспособлений, необходимое для производства годовой программы деталей	Нпр., шт	равно кол-ву станков	равно кол-ву станков
36	Физический срок службы приспособления	Тпр, лет	3	3
37	Коэффициент загрузки приспособления (равен коэффициенту загрузки станка)	Кз
38	Расход на смазочно- охлаждающие жидкости	Нсм, руб.	5000	5000
39	Удельный расход воды для охлаждения на один час работы станка	Ув, м3/час	0,6	0,6
40	Тариф платы за 1м3 воды	Цв, руб	0,53	0,53	ДК
41	Удельный расход воздуха	Усж, м3/час	0,1	0,1
42	Тариф платы за м3 сжатого воздуха	Цсж, руб	0,08	0,08	ДК
43	Площадь, занимаемая одним станком	Sуд, м2	50	50
44	Коэффициент, учитывающий дополнительную площадь	Кд.пл	2	2
45	Стоимость эксплуатации 1м2 площади здания в год	Цпл, руб/м2	1787	1787	ДК
46	Норма обслуживания станков одним наладчиком	Нобсл., ед.	10	10
47	Оборудование специальное
48	Материал детали		серый чугун Gh190	серый чугун Gh190
49	Масса детали	Мд, кг	0,873	0,873
50	Вес отходов в стружку	Мотх, кг	0,7	0,77
51	Цена 1 кг материала	Цма, руб.	2,9	2,9
52	Коэффициент транспортно-заготовительных расходов	Ктрз	1,06	1,06

13.3 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки

Таблица 13.3.

№	Наименование показателей	Расчетные формулы и расчет	Значение показателей
			Базовый	Проект
1	Расчетное количество оборудования для изменяющейся операции	,	0,987	0,891
2	Принятое количество оборудования		1	1
3	Коэффициент загрузки оборудования		0,987	0,891
4	Численность рабочих-операторов		4	4

13.4. Расчет капитальных вложений

Табл. 13.4.

№	Наименование, единица измерения	Расчетные формулы и расчет	Значения показателей
			Базовые	Проектные
1	Прямые капитальные вложения в оборудование		800103	800103
2	Сопутствующие капитальные вложения:
2.1	Затраты на доставку и монтаж		160103	160103
2.2	Затраты на дорогостоящие, более 1 года приспособления		5000	5000
2.3	Затраты в производственную площадь	Кпл = Нст Sуд Кд.пл. Цпл Кпл = 1 50 2 1787 = 178700	178,7103	178,7103
2.4	Суммарные сопутствующие вложения	Ксоп = Км + Кпр + Кпл Ксоп = 160 103 + 5000 + 178,7 103 = 347,3 103	347,3 103	347,3 103
3	Общие капитальные вложения	Кобщ=Коб+Ксоп Кобщ=800 103 + 347,3 103 = 1147,3 103	1147,3103	1147,3103
4	Удельные капитальные вложения	Куд = Кобщ / Пг Куд = 1147103 / 580000 = 2,1	2,1	2,1



13.5 Расчет технологической себестоимости изменяющихся по вариантам операций

Таблица 13. 5.

№	Наименование показателей	Расчетные формулы и расчет	Значения Показателей
			Вариант 1	Вариант 2
1	Основные материалы за вычетом отходов.	где - коэффициент транспортно-заготовительных расходов Базовый (руб.) Проектный 2,32 (руб.)	2,35	2,32
2	Основная заработная плата рабочих операторов: для рабочих повременщиков (ВАЗ)	, где годовой эффективный фонд времени рабочего (1731 час); принятая численность рабочих (по расчету для поточных и автоматических линий)	0,30	0,30
3	Основная заработная плата наладчика, руб		0,01	0,01
4	Начисление на заработную плату, руб		0,11	0,11
5	Затраты по содержанию и эксплуатации оборудования
5.1	Затраты на текущий ремонт оборудования, руб	где базовый проектный	0,46	0,39
5.2	Расходы на технологическую энергию, руб	базовый проектный	0,023	0,021
5.3	Расходы на инструмент (по операциям, где меняется инструмент)	базовый проектный	0,07	0,08
5.4	Затраты на содержание и эксплуатацию приспособлений (по операциям, где меняются приспособления)	базовый проектный	0,01	0,01
5.5	Расходы на смазочные, обтирочные материалы и охлаждающие жидкости	базовый проектный	0,01	0,01
5.6	Расходы на воду технологическую	базовый проектный	0,002	0,002
5.7	Расходы на сжатый воздух	базовый проектный	0,001	0,001
5.8	Расходы на содержание и эксплуатацию производственной площади		0,30	0,28
	Итого расходы по содержанию и эксплуатации оборудования	базовый проектный	1,083	0,983



13.6 Калькуляция себестоимости обработки детали по вариантам технологического процесса, руб

Таблица 13.6

№	Статьи затрат	Затраты, руб	Изменения, +/-
		Вариант 1	Вариант 2
1	Материалы за вычетом отходов	2,35	2,32	-0,03
2	Основная заработная плата рабочих операторов и наладчиков	0,31	0,31	-
3	Начисления на заработную плату	0,11	0,11	-
4	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	1,083	0,983	-0,1
	Итого технологическая себестоимость	3,853	3,723	-0,13
5	Общецеховые накладные расходы Рцех = Зпл.осн * Кцех	0,667	0,667	-
	Итого цеховая себестоимость Сцех = Стех + Рцех	4,52	4,39	-0,13
6	Заводские накладные расходы Рзав = Зпл.осн * Кзав	0,775	0,775	-
	Итого заводская себестоимость Сзав = Стех + Рзав	5,295	5,165	-0,13
7	Внепроизводственные расходы Рвн = Сзав * Квнп	0,265	0,258	-0,007
	Всего полная себестоимость Спол = Сзав + Рвнп	5,56	5,42	-0,14

13.7 Расчет приведенных затрат и выбор оптимального варианта

Таблица 13.7

№	Наименование показателей, единица измерения	Расчетные формулы и расчет	Значение показателей
			Вариант 1	Вариант 2
1	Приведенные затраты на единицу детали, руб	где базовый проектный	6,25	6,11
2	Годовые приведенные затраты, руб	базовый проектный	3625000	3543800

13.8 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники (технологии)

Ожидаемая прибыль (условно-годовая экономия) от снижения себестоимости обработки детали.

Налог на прибыль

Чистая ожидаемая прибыль

После определения чистой прибыли определяется расчетный срок окупаемости капитальных вложений (инвестиций), необходимых для осуществления проектируемого варианта:



лет

,

где Nи.год. - количество инструмента, необходимое для работы в течении года (по проектному и базовому варианту);

Ци.пр. и Ци.баз. - соответственно, цены инструмента по проектному и базовому варианту.

Принимаем горизонт расчета равным 1 году.

Общая текущая стоимость доходов (чистой дисконтированной прибыли) в течении принятого горизонта расчета определяется по формуле:

,

Интегральный экономический эффект (чистый дисконтированный доход) составит:

.

Проект эффективен.



14. Безопасность и экологичность проекта

Задача раздела - разработать мероприятия по охране труда и окружающей среды и провести расчёт необходимого освещения.

Технологический процесс изготовления корпуса гидравлического тормоза на автоматической линии характеризуется рядом вредных факторов, отрицательно влияющих на здоровье рабочих и состояние окружающей среды.

Материал корпуса - чугун. В результате мехобработки образуется стружка скалывания, которая может поранить и засорить глаза, вызвать ожог лица и рук, поэтому необходимо обеспечить ограждение рабочей зоны каждого станка в виде щитка. Удаление стружки скалывания из зоны обработки не представляет особых затруднений.

Процесс обработки осуществляют с использованием 4 - 5 % раствора эмульсола Укринол 1. В результате охлаждения смазывающе-охлаждающей жидкостью, в зоне резания образуются пары масла и иных аэрозолей, а также сложных парогазовых смесей, которые являются причиной раздражающего влияния на органы дыхания, а также неблагоприятно воздействуют на другие системы организма. Особенно отрицательно сказывается мелкая стружечная пыль, образующаяся на финишных операциях техпроцесса.

Поскольку для облегчения процесса резания используемая СОЖ перед подачей в зону резания насыщается кислородом, то в результате происходит окисление поверхностного слоя обрабатываемого материала. Образуется толстый рыхлый слой оксидов, частицы которого уносятся испаряющейся СОЖ. Эти частицы металлической пыли, оседая в верхних дыхательных путях, вызывают воспаление тканевых клеток, что создаёт благоприятные условия для проникновения в организм различных инфекционных болезней. Для исключения данных вредных факторов, в качестве защиты от пыли и газов, выделяющихся в процессе обработки, необходимо применить местную вентиляцию в виде вытяжного зонта. В заготовительном производстве, связанном с производством отливок, ввиду особо интенсивных процессов образования газов применяется, помимо пылевентиляционных вытяжных средств, искусственная подача очищенного воздуха в рабочую зону при помощи вентиляторов.

Процесс обработки корпуса (особенно такие операции, как фрезерование) сопровождается в результате переменных факторов, таких как разнотвёрдость материала заготовки, переменный припуск, различных динамических явлений, значительными вибрациями. Воздействие вибраций не только ухудшает самочувствие работающего и снижает производительность труда, но и часто приводит к тяжёлому профессиональному заболеванию - виброболезни. Для защиты работающих от воздействия вибраций предлагается устанавливать оборудование, станки, входящие в автоматическую линию, на вибропоглащающий фундамент, используя вибропоглощающие материалы и различные демпфирующие устройства под станины станков.

Т.к. всё применяемое оборудование и оснастка приводится в действие электрическим током, необходимо предусмотреть меры по защите оборудования и персонала от поражения электричеством. Самое главное - необходимо провести заземление всех металлических частей электроустановок, формально не находящихся под напряжением, но которые могут в случае повреждения изоляции оказаться под напряжением (это касается корпусов станков, насосов, станин и кожухов приводов станков, электрооборудования, щитов управления, осветительной арматуры и других электрических приборов). В электроустановках с напряжением до 1000 В должные применяться реле-утечки, автоматически отключающие сеть при опасных токах утечки.

Значительная роль в поддержании требуемых санитарно - гигиенических условий воздушной среды в рабочих помещениях отводится вентиляции и отоплению.

Комплексная система вентиляции включает в себя естественную и принудительную. Естественная осуществляется через окна (фрамуги) в крыше цеха. Принудительная вентиляция осуществляется посредством вытяжных и приточных установок, кондиционирования воздуха. Проведем расчет вентиляции.

Расчёт количества воздуха для вентиляции помещения

Кратность воздухообмена К.

К = L / V ,

где L = G / (x₂ - x₁) - воздухообмен, м₃/ч

где G = 30 л/ч - количество углекислоты, выделяющееся в помещении;

x₁ = 0,6 л/м₃ - концентрация СО₂ в наружном воздухе;

x₂ = 1 л/м₃ - допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения.

L = 30 / (1 - 0,6) = 75 м₃/ч

К =75 / 3120 = 0,024

Объём воздуха, удаляемого вытяжными шкафами при отсутствии тепловыделений внутри шкафа:

Lш = 3600VшFн ,

где Lш - обмен воздуха, удаляемого вытяжными шкафами;

Vш = 0,8 м/с - скорость воздуха в открытом проеме шкафа;

Fн = 1 м2 - площадь открытого проёма.

Lш = 36000,81 = 2880 м3/ч.

Для отопления применяется система центрального водяного отопления.

В производственных помещениях поддерживается влажность воздуха в пределах от 30 до 60 %, температура воздуха в зимнее время 16--20С, в летнее 20--24С.

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб. Конструкция здания цеха по пожарной опасности относится к категории "Д". По огнестойкости здание относится к 11 степени. Причинами пожара на участке могут быть:

- искра, образующаяся при коротких замыканиях;

- ремонт оборудования на ходу;

- самовозгорание промасленной обтирочной ветоши или спецодежды при соприкосновении с горячими частями оборудования.

Для защиты участка от пожара предусматривается наличие стационарных огнетушащих установок, устройства сигнализации загорания. В качестве первичных средств тушения огня применяется: сеть внутреннего пожарного водопровода; огнетушители марки ОХП--10, УО--5; песок (стенды пожарные).

Одним из наиболее важных факторов в оптимальной организации условий работы на машиностроительных предприятиях является правильно спроектированное и рационально выполненное освещение. Оно способствует повышению качества продукции и производительности труда, обеспечению безопасности, снижению утомления и травматизма на производстве, сохраняет высокую работоспособность труда.

Проведём расчёт освещённости рабочего места.

Расчёт освещённости рабочего места по методике, предложенной в [18].

Для освещения производственного помещения применим газоразрядные лампы ЛСП - 01, так как они имеют большую световую отдачу и большой срок службы. В качестве системы освещения выбираем комбинированную систему. В соответствии с выбранной системой освещения и источником света по табл. 2 [18] применим минимальную нормализующую освещённость Е_н = 200 кН, а коэффициент запаса k = 1,5. Для расчёта общего равномерного освещения основным является метод светового потока. Световой поток для вибрационных ламп рассчитывается по формуле:

Ф_п = 100 Е_н S Z k / N (14.1)

где S - площадь освещённого помещения (м²), принимаем 200 м²;

Z - коэффициент минимальной освещённости, для выбранных ламп Z=1,1

N - число светильников, принимаем N = 25;

- коэффициент использования светового потока. По [табл.18.4] = 33%

Подставив данные в формулу 14.1 получим:

Ф_п = 100 200 200 1,1 1,5 / 25 33 = 3000 лм

По [табл.18.5] выбираем стандартную лампу ЛБ40 с Ф_п = 3120 лм и световой отдачей С_о = 78 лм/Вт.

Таким образом, потребная мощность электрической установки для создания заданной освещённости равна

N_Э = Ф_П / С_О = 3120 / 78 = 40 Вт (14.2)

Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

Не стоит говорить о воздействии предприятия на экологическую обстановку окружающей нас среды. Всем хорошо известно, что абсолютно безотходных предприятий не бывает. Человечество постоянно развивается, совершенствуется, зарождаются новые виды промышленности и переработки сырья, и с отходами этой деятельности необходимо умело обращаться, умело, чтобы окружающая нас среда претерпевала минимальные изменения. Для этого организуется большой комплекс мероприятий.

Вообще, участки и цеха механической обработки являются наиболее безвредными для окружающей среды по сравнению с остальными производственными объектами промышленности и, в частности, машиностроения. Основным загрязнителем является СОЖ и ее пары. Поэтому необходимо произвести очистку воздуха от паров СОЖ и очистку сточных вод цеха.