Разработка шаблона хомута тягового

Процесс изготовления шаблона для проверки ширины отверстия между приливами отверстия под клин разбит на следующие операции:

- отрубить заготовку на пресс-ножницах;

- термическая обработка;

- очистка от окалины;

- шлифовка под замер твердости;

- шлифование плоскости;

- слесарные работы.

После того как отрубили заготовку на пресс-ножницах, ее термообрабатывают.

Ориентировочно режимы термообработки для стали марки 65Г следующие: температура закалки -830С, закалочная среда- масло, температура отпуска-470С. Механические свойства после термообработки: предел текучести-785 МПа, временное сопротивление-980 МПа, относительное удлинение-8%, относительное сужение-30%.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Схема технологического процесса изготовления шаблона

Закалка применяется для повышения твердости шаблона. Процесс закалки увеличивает износоустойчивость шаблона и дает возможность получить зеркальную поверхность, так как на более твердых материалах значительно легче получить зеркальную поверхность шлифованием и доводкой, чем на мягких. При закаливании изделие нагревается в электропечи до высокой температуры 700-900С и затем быстро охлаждается в масле или воде.

Все закаленные калибры подвергаются отпуску, т. е. нагреванию в электропечи до температуры 200-400С с последующим охлаждением в масле. В результате отпуска, уменьшаются внутренние напряжения, и несколько снижается твердость. Кроме отпуска в процессе термообработки шаблон подвергается искусственному старению для устранения коробления его в процессе эксплуатации.

Проверка правильности термообработки производится путем измерения твердости на зачищенной рабочей поверхности на приборе Роквелла или с помощью эталонного напильника. После закалки и отпуска на поверхности шаблона может получиться неравномерная твердость, которая является медленнее и твердость его в этом месте будет ниже. Такая твердость является следствием неоднородности материала и нечистой поверхности после предварительной обработки шаблона. В процессе охлаждения шаблона к его нечистой поверхности прилипают воздушные пузырьки. В месте прилипания пузырьков металл охлаждается, закалка носит название пятнистой. Для устранения этого дефекта рекомендуется шаблон в сыром виде предварительно отшлифовать на шлифовальном станке, а после этого направить на закалку.

Операция очистки. В настоящее время очистку сухим песком можно заменить, на гидроочистку позволяющую очищать детали, изготовленные с высокой точностью. Для этого используют обычное пескоструйное оборудование с некоторыми дополнительными устройствами. В специальном баке находится смесь воды со взвешенными частицами песка (50% воды и 50% песка). Вода подается насосом по гибкому шлангу в камеру, по другому, параллельному шлангу подводиться воздух под высоким давлением для распыления смеси. Очистка производится вручную одновременно двумя шлангами, путем направления смеси на деталь. Скорость подачи смеси 5-7 кг/мин. Отработанная смесь засасывается насосом и вновь подается в бак. Смена смеси производится через двое суток непрерывной работы. При установлении режимов работы аппаратов: соотношение воды и песка, давление воздуха, угол падения смеси, расстояние с которого производится обдувка, он готов к работе. После очистки производят шлифование поверхностей.

Шлифовальные станки применяют для снижения шероховатости поверхностей обрабатываемых деталей и получения точных размеров. Шлифовальные станки в зависимости от назначения делятся на несколько основных групп: кругло - шлифовальные центровые и бесцентровые, внутришлифовальные, плоскошлифовальные. Для шлифования нашего шаблона используется плоскошлифовальный станок модели 3Б722. Станок - общего назначения с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем, предназначен для шлифования плоскостей различных деталей периферией круга. После предварительной шлифовки шаблон доводят.

Доводкой называется процесс окончательной обработки шаблона, при котором, основной задачей является получение точных размеров и форм калибра. Этот процесс обработки ведется при помощи специальных притиров, поверхность которых насыщена мелкими зернами абразивных порошков. Зерна абразивного материала вдавлены в поры на поверхности притира и делают его способным снимать небольшие слои металла с твердой поверхности шаблона. Чем меньше эти зерна-резцы, и чем больше их на поверхности притира, тем чище и ровнее получится поверхность. Однако даже после такой тщательной обработки на поверхности шаблона остаются мелкие штрихи, как результат следов оставленных абразивным материалом. Удаление штрихов производится с помощью специальных шлифующих паст, нанесенных на мягкие материалы (сукно, замша, и т.д.).

2.2.6.3 Контролируемые параметры шаблона

Контролируемые параметры шаблона приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Контролируемые параметры шаблона

Метрологические характеристики шаблона	Допуск на износ мм	Предельные контрольные размеры	Обязательное проведение операций поверки
Наименование	Значение		при выпуске из производства	в эксплуатации и хранении	при выпуске из производства	в эксплуатации хранении
1	2	3	4	5	6	7
Проходной размер шаблона	139-0.1	_	138.9-139	138.9-139	Да	Да
Непроходной размер шаблона	145-0.1	-	144.9-145	144.9-145	Да	Да
Погрешность шаблона	0.1	-	-	-	Да	Да
Шероховатость поверхности	2,5 мкм	-	2,5 мкм	2,5 мкм	Да	Да
Отклонения от плоскостности	16 мкм	-	16 мкм	16 мкм	Да	Да

Размеры 139 мм, 145 мм проверяются штангенциркулем ШЦ 11- 160-0.1 Отклонения допускаются не более - 0,1 мм Контрольный размер измеряют штангенциркулем от одной рабочей поверхности до другой в 2-х точках.

Определение контрольных размеров производится в нескольких местах по длине калибруемых поверхностей шаблона. Ни одно из полученных значений контрольных размеров не должно превышать или быть меньше предельно допустимых значений. В противном случае шаблон бракуется.

Контрольные размеры, определяющие геометрию шаблона, влияющие на расположение рабочих измерительных поверхностей и на показания шаблона, но непосредственно не измеряющие деталь определяются только при первичной аттестации (поверке), все остальные, при первичной и периодической.

Величина износа определяется:

- в случаях увеличения проверяемого размера разностью между фактически измеренной величиной и максимально допустимой по чертежу;

- в случаях уменьшения проверяемого размера разностью между минимально допустимым значением по чертежу и фактически измеренной величиной.

Сумма величины износа рабочих поверхностей шаблона и величины допускаемого отклонения от номинального размера не должна превышать 0.2мм

2.2.6.4 Определение шероховатости

Определение шероховатости измеряемой поверхности шаблона производится сравнением с образцами шероховатости, или при помощи профилометра модели 296.

2.2.6.5 Отклонение от плоскостности

Согласно Стандарту СЭВ 157-75 «Основные нормы взаимозаменяемости. Методы измерения отклонений от плоскостности». Выбираем дискретный метод: поверхность измеряется в отдельных точках. Количество точек измерения на линиях в продольном направлении, при измерении отклонений от плоскостности указаны в таблице 9.

Таблица 9 - Количество точек измерения по Стандарту СЭВ 157-75

Длина нормируемого участка, мм	Количество точек измерения на линии измерения в продольном направлении.
До 100	5
От100 до 160	7
От 160 до 250	7

Согласно таблице 9 отклонения от плоскостности шаблона производим в 7 точках.

2.2.6.6 Приемка готового шаблона

Первичную приемку шаблона производит ОТК инструментального цеха. Приемочный контроль состоит из следующих этапов:

- внешний осмотр;

- определение метрологических характеристик;

- определение шероховатости поверхности шаблона;

- определение отклонений от плоскостности;

- приемо-сдаточные испытания.

Внешний осмотр производится визуально, на отсутствие на рабочих поверхностях шаблона вмятин, задиров, забоин, следов коррозии и других дефектов, искажающих поверхность.

Измерение геометрических размеров шаблона осуществляется при помощи штангенциркуля ШЦ-11-160-0,1 с отсчетом по нониусу 0,1мм. Измеряются все основные и не основные параметры шаблона согласно чертежу и техническим требованиям ТУ, разработанных на данное СК, ( Приложение А).

Проверяется соответствие шероховатости измеряемых поверхностей при помощи профилометра модели 296.

Определяется отклонение шаблона от плоскостности, согласно ТУ.

После этого шаблон направляется в ЦЗЛ на приемо-сдаточные испытания. Объем выборки составляет 10% (количество 1 шт.). Если при проведении приемо-сдаточных испытаний выборка соответствует техническим требованиям ТУ, то результаты приемо-сдаточных испытаний считаются положительными. После этого шаблон направляется в органы ГМС для испытаний в целях утверждения типа СИ в соответствии с ПР 50.2.009.-02 т. к .эксплуатация детали подпадает в сферу деятельности ГМК. Средства измерений для контроля шаблона выбраны в соответствии требований ГОСТ 8.051-81и РТМ 32 ЦВ210-80.

2.2.7 Разработка карты метрологического обеспечения для изготовления данного шаблона, приемки

Карта метрологического обеспечения для изготовления и приемки шаблона для проверки ширины отверстия между приливами отверстий под клин хомута тягового.

На рисунке 7 представлена государственная поверочная схема для средств измерения длины.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Государственная поверочная схема для СИ длины

На рисунке 8 представлена локальная поверочная схема для средств измерений длины, используемых при изготовлении и приемке шаблона.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8 - Локальная схема для средств измерения длины.

Поверочные схемы - это утвержденный в установленном порядке документ, определяющий средства, методы и точность передачи размера единицы от эталона или исходного образцового СИ к рабочим СИ.

2.3 Обоснование объема производства шаблона

Необходимый объем в количестве 12 штук. В цехе по производству продукции работают 4смены. Смена №1 и №2 специализируется на выпуске отливок автосцепки и хомута тягового, примерный план выпуска детали хомута от 900 до 1200 шт. в месяц. Смена №3 и №4 изготовляют другие детали для нужд ОАО «РЖД». На обрубной участок детали поступают после термообработки и очистки. По производственному плану заданию смена № 1 и №2 производит по 35%обрабтки и сдачи продукции от общего количества хомутов при этом задействованы 2обрубщика потребность смен №1 и №2 в шаблонах по 2шт на смену. В сменах №3 и №4 потребность в шаблонах по 1шт. Потребность ОТК в шаблоне 2шт, один из которых будет в работе, один на хранении (для случаев, если рабочий контрольный шаблон будет сдан на поверку, в ремонт или придет в негодность в процессе эксплуатации). В инструментальной кладовой цеха на хранении будет находиться 2 шаблона для случаев указанных выше. Так, как шаблон выпускается впервые, 2 шаблона будут отправлены на первичные испытания для целей утверждения типа СИ.

2.4 Задачи испытаний

Для вновь разработанной продукции проводятся первичные испытания с целью утверждения типа СИ-это определение соответствия, продукции требованиям НТД, технического уровня и определение возможности постановки продукции на производство.

Главным признаком объекта испытаний является, то, что по результатам испытаний принимается решение о годности или дефектности объекта.

Технической базой испытаний являются средства испытаний, к которым относятся технические устройства, материалы и вещества необходимые для проведения испытаний. Важнейшим видом средств испытаний наряду с СИ применяемых при испытаниях, является испытательное оборудование (устройства для воспроизведения условий испытаний).

Точность результатов испытаний - это свойство испытаний, характеризуемое близостью оценки характеристики объекта к ее действительному значению.

Определяемой характеристикой объекта испытаний может являться характеристика одиночного объекта - образца из партии, пробы или некий объем продукции.

Организация и порядок проведения работ в рамках системы испытаний и утверждения типа СИ устанавливается в соответствии с ПР 50.2.009-94 «ГСИ. Порядок и проведения испытаний и утверждения типа СИ.

Система испытаний включает:

- испытания СИ для целей утверждения типа;

- принятие решения об утверждении типа СИ, государственную регистрацию и выдачу сертификата об утверждении типа СИ;

- испытания СИ на соответствие утвержденному типу;

- признание утверждения типа или результатов испытаний типа СИ.

- Испытаниям подвергаются образцы СИ, предназначенные для контроля и т.д.

Испытания СИ для целей утверждения типа проводят ГЦ и ИЛ в соответствии с областью аккредитации.

На испытания СИ заявитель представляет:

- образцы СИ;

- проект программы испытаний типа, утвержденную ГЦИ СИ;

- проект ТУ подписанный руководителем предприятия разработчика;

- эксплуатационные документы согласно ГОСТ 2.601-

- проект НД по поверке;

- проект описания типа с фотографиями общего вида в 3 экземплярах.

Проект описания типа СИ включает:

- наименование СИ и обозначение их типа;

- обозначение стандартов и ТУ, в соответствии которым выпускается СИ;

- назначение и область применения;

- описание (принцип действия, описание конструкции, основные технические характеристики, включая метрологические)

- знак утверждения типа (место и способ нанесения знака, на образцы и эксплуатационную документацию);

- наименование и обозначения НД по поверке, перечень основного оборудования, необходимого для поверки СИ и условия эксплуатации.

По результатам проведенных испытаний СИ, ГЦИ согласовывает методику поверки, описание типа и составляет акт испытаний МИ для утверждения типа в 3 экземплярах.

После подписания акта испытаний ГЦИ СИ, проводивший испытания направляет в ВНИИМС документы:

- акт испытаний;

- сопроводительное письмо, содержащее наименование и обозначение СИ, номер письма поручения;

- заключение возможности утверждения типа СИ;

- программу испытаний, утвержденную ГЦИ СИ;

- проект ТУ на СИ;

- эксплуатационную документацию на СИ;

- проект НД на СИ;

- проект описания типа с фотографиями.

ВНИИМС рассматривает документы на соответствие правилам по метрологии ПР 50.2.009-94 и готовый проект решения ГОСТ Р об утверждении СИ.

Проект методики первичных испытаний для целей утверждения типа средства измерений представлен в приложении В.

3. Экология

В наше время резко обострились проблемы, связанные с химическим загрязнением биосферы, нередко приводящим к острым токсико-экологическим ситуациям. Это вызвало расширение и идентификацию исследований масштабов и темпов загрязнения окружающей среды, поиск эффективных приемов охраны атмосферного воздуха, природных вод, почвенного покрова, предусматривающих как сжижение потоков химических загрязняющих веществ, поступающих в биосферу с выбросами промышленности, транспорта, с бытовыми отходами, так и ограничение или полное устранение токсичного действия различных веществ техногенного происхождения.

Обращая внимание на особую актуальность, проблема охраны биосферы от химического загрязнения, которая вызвано быстрым развития промышленности, транспорта, химизации сельского хозяйства и интенсивной урбанизации, правительства развитых стран принимают природоохранные меры.

В нашей стране защита окружающей среды регулируется рядом законов: ФЗ « Об охране окружающей среды») от 10.01.2002г. Закон определяет правовые основы в области охраны окружающей среды и регулирует отношения в сфере взаимодействия общества и природы, возникающие при осуществлении хозяйственной и другой деятельности связанной с воздействием на природную среду, как важнейшую составляющую окружающей среды в пределах РФ и на континентальном шельфе в экономической зоне РФ Ст.23 «Нормативы допустимых выбросов и сбросов вредных веществ и микроорганизмов»

ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» от 22.08.04г. В этом законе указана система мер осуществляемая органами Гос.власти, юридическими лицами, и др.в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природную среду. Государственное управление в области охраны атмосферного воздуха основывается на принципах: охраны жизни и здоровья человека, обеспечения благоприятных экологических условий для жизни, труда и отдыха человека. Обязанность госрегулирования выбросов вредных веществ.

При разработке плана по охране окружающей природы и рациональному использованию природных ресурсов важное значение имеют мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов и охране воздушного бассейна.

Предприятие обязано предусматривать в своих планах и вводить в действие воздухоочистные установки - пылеуловители, установки электрохимической очистки газов, а также средства улавливания и утилизации ценных отходов и др. Все проектируемые и внедряемые технологические процессы, оборудование, оснастку необходимо анализировать под углом зрения устранения вредных экологических последствий (вибрация, шумов, загрязнений воды), следует отдавать предпочтение безотходным технологическим процессам и установкам. В мероприятиях по экономическому использованию природных богатств предусматривается всемерная экономия материальных ресурсов в производстве, что одновременно приводит к меньшим объемам и более рациональному использованию природных ресурсов.

Финансирование в У-УЛВРЗ мероприятий этого плана осуществляется за счет средств фонда развития производства, при недостаточности его - из централизованного в отрасли фонда развития науки и техники.

Воздействие химических загрязняющих веществ на человека. Химические загрязняющие вещества избирательно накапливаются в различных органах и тканях человека. Обычно они аккумулируются в органах с интенсивными биохимическими процессами - в печени, почках, эндокринных железах. Наибольшую опасность представляет проявление негативного воздействия на организм через десятилетия и в последующие поколения. Так, в результате загрязнения атмосферного воздуха и в индустриальных районах проявляются неспецифические биореакции в виде увеличения заболеваемости и смертности, снижение средней продолжительности жизни, нарушения иммунной системы, морфологического состава крови, физического развития детей. Повышенная смертность от рака органов дыхания обнаружена у людей, проживающих в зоне медеплавильных заводов, кожные заболевания - вблизи сталелитейных предприятий.

Общетоксическое действие высоких доз тяжелых металлов на человека приводит к поражению или изменению деятельности таких важных систем организма, как центральной и периферической нервной системы, кроветворения, внутренней секреции, Загрязняющие вещества наряду с общетоксическим воздействием обладают специфическим влиянием на репродуктивную функцию, способствуют возникновению злокачественных новообразований, нарушению аппарата наследственности.

Сталелитейное производство У-УЛВРЗ - отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением деталей путем заливки расплавленного металла в песчаную форму, полость которой имеет конфигурацию детали. При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которой он был залит.Конечную продукцию называют отливкой. Технология изготовления тягового хомута является замкнутой.

Для изготовления отливок тягового хомута применяют этот способ рис.9.

Изготовление стержней. При изготовлении единой смеси выделяется большой объем пыли, который принудительно вытягивается вентилятором и через вуздоховод поступает в батарейный циклон. Для изготовления стержней на отливку тягового хомута применяются единую смесь. Эта формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной в состав которой входит кварцевый песок, маршалит, вода и лигносульфанат технический. Изготавливают стержня путем ручной формовки. Затем стержня окрашивают противопригарной краской пульверизатором и отправляют в камерную сушильную печь с выкаткой тележкой и газовыми горелками. Сушат стержня при температуре 250 ⁰С в течение 6 ч. В результате которой выделяются пары воды, тепловые выбросы. Если стержень состоит из двух или нескольких частей, то после сушки их склеивают.

Изготовление форм. В качестве формовочных смесей при изготовлении отливки тягового хомута используют облицовочную и наполнительную смеси. При изготовлении облицовочной и наполнительной смеси, также выделяется пыль.



Рисунок 9 - Схема технологического производства получения тягового хомута в песчаных формах

Основные операции изготовления форм: уплотнение формовочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности. Способ формовки- машинная формовка путем встряхивания с последующей подтрамбовкой верхнего слоя смеси пневматическими трамбовками. Встряхивающий стол совершает 120 ударов в минуту. В результате повторных ударов происходит уплотнение формовочной смеси в опоке. Таким способом получают верхнюю и нижнюю полуформы.

Сборка нижней полуформы. Подготовить полуформы и стержни к сборке. Затем в последовательности устанавливают стержни, холодильники, путем надавливания наносят порядковый номер и номер завода, накалывают вентиляционные наколы и продувают сжатым воздухом.

Спаривание полуформ. Полуформы очищают и продувают сжатым воздухом от попавшей земли и сора.

Спаривание полуформ производится по штырям при помощи электромостового крана плавно, без рывков и не допуская перекосов. Не вынимая штырей, скрепить полуформ 4-я скобами.

Заливка форм. Из подготовленных шихтовых материалов сталь выплавляют сталь в основной электропечи. Температура заливаемого метала должна быть 1560-1580 ⁰С.Заливку литейных форм производят ковшом.

Охлаждение отливок. Охлаждение отливок в литейных формах после заливки продолжается до температуры выбивки в течение 4ч.

Выбивка отливок из форм. Выбивку отливок осуществляют на вибрационной установке, где вредным фактором является вибрация. Выбивка- процесс удаления затвердевших и охлажденных отливок из литейных форм. В результате этого технологического процесса происходит выделение большого объем пыли, который удаляется за счет принудительной вентиляции и осаждается в циклонах.

Обрубка отливок. Обрубка отливок - процесс удаления с отливок прибылей, литников, заливов по месту сопряжения полуформ. Обрубку производят пневматическими зубилами. Литники и прибыли - это отходы от стальных отливок отрезают газовой резкой, которые затем отправляют в плавильную печь на переработку.

Термическая обработка. Термическая обработка производится в туннельных печах (нагревание до температуры 910 ⁰С) и последующим резким охлаждением (закалкой) нормализация тяговых хомутов производится в отпускной печи при температуре 650 ⁰С . Вредные факторы такие же, что и при сушке стержней.

Отчистка, обрубка и доведение отливок до чертежных размеров. Все поверхности отливки отчищают от окалины, пригара в дробеструйной камере, которая вызывает шумовое воздействие на слух человека. Затем отливку тягового хомута обрубают и доводят до чертежных размеров. Отливка должна соответствовать чертежу № 106.00.001 - 1, техническим требованиям ТУ ВЗ - 50-16-79 ДТ и должна быть подвержена внешнему осмотру, предъявлена осмотру ОТК.

В сталелитейном производстве на У-УЛВРЗ технология изготовления тягового хомута является замкнутой, но недостаточно для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому в СЛЦ повсеместно используются различные способы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли), и токсичных газо- и парообразных примесей.

Очистка атмосферных выбросов от пыли. Механические обеспыливающие устройства используются, как правило, для предварительной очистки отходящих газов; выбор оптимального типа аппаратуры определяется в первую очередь гранулометрическим составом пыли.

Простейшим аппаратом такого типа является осадительные камеры, среди которых лучшие качества отчистки достигается в осадительных камерах Говарда. Осадительные камеры применяются для освобождения газов от грубодисперсной пыли (размер частиц 500-50 мкм) и обеспечивает степень очистки 40-50%.

Из инерционных аппаратов центробежного действия наибольшее распространение получили циклоны, в которых частицы пыли выделяется под действием центробежной силы в процессе вращения газового потока в корпусе аппарата. В отечественной практике используются циклоны различного типа с производительностью по газу от 1450 до 6780 м³ на ч^-1. Их применяют как в одиночном, так и в групповом исполнении; группа циклонов имеют общий коллектор запыленного газа, общий сборник отчищенного газа и общий пылевой бункер.

Циклоны широко используются в металлургической промышленности для отчистки газов от пыли с размером частиц больше 10 мкм или в качестве первой ступени отчистки перед пылеуловителями более интенсивного действия.

На ряду с одиночными, находят применения батарейные циклоны, представляющие собой аппараты, состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных элементов в одном корпусе. Отчистка газов от оксидов углерода одним из самых распространенных методов улавливания является поглощение водой - способ не требующий сложной дорогостоящей аппаратуры, расходов теплоты и основанный на использование дешевого растворителя. Однако он недостаточно эффективен.

Отчистка сточных вод от взвешенных частиц. Сравнительно крупные частицы размером более 15-20 мм задерживают методом процеживания. С этой целью на пути движению сточных вод устанавливают сито.

После процеживания сточные воды поступают в песколовки, предназначенные для отделения более мелких минеральных примесей с относительно высокой плотностью. При движении воды в резервуаре песколовки на ее дно оседает взвеси с диаметром зерен более 0,25 мм. Осадок с помощью скребков перемещается в специальный бункер, от куда удаляется на песковую площадку для обезвреживания.

Шумовое воздействие - одна из форм вредного физического воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения в современных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека. Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ.

Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110-120 дБ считается болевым порогом.

4. Автоматизация контроля

Опыт производства промышленной продукции показывает, что получить детали совершенно одинаковые по размерам, невозможно. Если даже технологический процесс, инструмент остаются неизменными и персонал, обслуживающий этот процесс один и тот же, все размеры деталей всегда варьируется в более или менее широких границах, т.е. имеют место производственные погрешности.

Погрешности размеров могут возникать, как при обработке, так и при контроле деталей. Те и другие погрешности имеют в основном одинаковый характер и подчиняются одним и тем же закономерностям. Эти погрешности вызываются причинами двоякого рода.

Эти погрешности вызываются причинами . Одни из них действуют и в постоянном направлении, соответственно вызывая отклонения размеров всегда в одну сторону, причины этого рода не случайны и называются систематическим. Однако и при устранении причин такого рода изменчивость размеров не исчезает, что обусловлено действием второго рода многочисленных случайных причин: погрешностей оборудования, колебания режимов работы, погрешности инструментов, неоднородность материалов, ошибки рабочих, погрешности измерительных приборов и инструментов. Действие этих случайных причин устранить невозможно.

Для повышения качества изделий следует решать две основные задачи:

-устранить возможности появления брака,

-не допустить попадания в готовую продукцию бракованных деталей.

Первая задача решается повышением технологической точности, вторая с помощью 100 % контроля готовых деталей с помощью контрольных автоматов.

4.1 Автоматизация технического контроля

Автоматизация технического контроля является не только средством повышения качества продукции, но и существенным этапом автоматизации промышленности, так как удельный вес технического контроля в современных производствах весьма значителен, около 40 % производственных операций приходится на контрольные операции.

В настоящее время уже разработан ряд принципов автоматического контроля размеров, геометрической формы, термообработки и так далее; появились разнообразные конструкции автоматических контрольных устройств, для контроля изделий.

Автоматический контроль размеров может осуществляться до обработки, в процессе обработки и после обработки изделия. Контрольные устройства выполняют различные функции: управляют работой станка, сортируют готовые детали на группы размеров и так далее.

4.1.1 Автоматические контрольные устройства делятся на несколько основных групп

Контрольно-сортировочные устройства и автоматического контроля в процессе обработки.

Контрольно-сортировочные устройства (устройства пассивного контроля) фиксируют размер деталей и на этой основе сортируют готовые изделия на годные и негодные, а также еще годные детали на ряд размерных групп.

Устройства автоматического контроля и сортировки изделий имеют самые разнообразные конструкции. Это обусловлено множеством форм изделий, подлежащих контролю, и разнообразием способов контроля, приводящих к большому числу возможных комбинаций для их осуществления.

Все автоматические контрольные установки включают полностью или частично следующие главные устройства: измерительное, загрузочное, транспортирующее и сортировочное.

Все контрольные устройства, начиная с простейших измерительных, включают те или иные из перечисленных элементов, причем наличие этих элементов определяет степень автоматизации устройства. Так, например, контрольное устройство содержит измеритель, добавление сигнального сортирующего органа превращает его в устройство с автоматическим сигналом; замена сигнального сортировочного органа на управляющий и добавление транспортной системы приводит к полуавтомату; и наконец, добавление автоматического загрузочного устройства превращает устройство в контрольный аппарат.

Цикл контрольных автоматов состоит из ряда операций, содержание и последовательность которых зависят от конструкции аппарата. С этой точки зрения различают 2 группы автоматов:

а) контрольные автоматы с прерывистым движением изделий однопозиционные и многопозиционные;

б) контрольные автоматы с непрерывным движением изделия, где процесс измерения происходит во время транспортирования. Эти методы контроля относятся к пассивным.

Активные методы контроля. К устройствам активного автоматического контроля относятся те устройства, которые без вмешательства человека выполняют всю совокупность операций, необходимую для выяснения действительных размеров деталей, и на основании сравнения их с заданными регулируют ход технологического процесса, воздействуя на рабочие органы станка в сторону ликвидации отклонений параметров от заданных. Система активного автоматического контроля стабилизирует параметры обрабатываемых деталей в нужных для сопряжения пределах.

Система управления включающая устройства активного контроля, состоит из следующих основных узлов:

а)контролирующее устройство, замеряющее контролируемые параметры и формирующее соответственный сигнал;

б) промежуточное звено, преобразующее определенным образом сигнал датчика с тем, чтобы он мог воздействовать на механизм станка;

в) исполнительный механизм, непосредственно осуществляющий управление технологическим циклом станка.

Методы автоматического обеспечения точности размеров деталей разделяются по признакам:

а) что контролируется,

б) когда контролируется;

в) метод воздействия на технологический процесс

4.1.2 Электрические измерительные системы

Датчики применяемые для автоматического контроля, в подавляющем большинстве случаев являются электрическими. Они позволяют значительно увеличить точность и производительность контроля. Электроконтактные датчики являются наиболее простыми и поэтому наиболее распространенными, осуществляющими контроль предельных размеров изделий.

При помощи устройств с электроконтактными датчиками может осуществляться контроль размеров, рассортировка деталей на группы. Качество работы электроконтактного датчика в значительной степени зависит от правильного режима работы и конструкции самих контактов. По типу датчики бывают: однопредельные, двухпредельные, трехпредельные, многопредельные, амплитудные и другие, по конструкции безрычажные и рычажные.

В без рычажных конструкциях перемещение контактов равно перемещению измерительного штока. Весьма распространены системы с неравноплечим рычагом. Такие системы наиболее просты для передаточных отношений от 3:1 до 10:1

Рычажные системы для передаточных отношений больше 10:1 выполняются с короткоплечими рычагами по типу применяемых в миниметрах. Передаточное отношение системы определяется отношением длины плеча рычага к длине плеча траверсы и может достигать 20-30. Недостатком этих систем является сложность в изготовлении и поэтому они вытесняются пружинно-рычажными системами.

Качество работы электроконтактного датчика в значительной степени зависит от правильного режима работы и конструкции самих контактов.

Требования, предъявляемые к контактам, - надежность в работе, отсутствие искажений, долговечность и небольшое переходное сопротивление. Надежность управления исполнительной системой является основным требованием. В качестве материалов для контактов применяются платина, золото, серебро, медь. Конструкция контактов определяется назначением датчика. Регулируемые контакты крепятся в корпусе датчика, нерегулируемые - на подвижных деталях. Нерегулируемые контакты могут быть подвижными (для свободного хода). В некоторых конструкциях контакты помещаются на плоских пружинах, а их регулирование или размыкание осуществляется специальными лементами настройки или измерения.

Для автоматизации контроля ширины отверстия между приливами отверстий под клин, хомута тягового, предлагается разработать портативный электроконтактный датчик (ПЭКД).

Исходя из условий приемки детали хомут тяговый, в цехе нет возможности размещения стационарных контрольных устройств, и обеспечения их электропитанием. Это связано с техникой безопасности обрубочных работ, недостатком производственных площадей, затратой времени на технический контроль, т.к.перемещение детали осуществляется при помощи электромостового крана (масса детали 107,6 кг),затратой рабочего времени обрубщиков для производства стропальных работ на установку и снятие детали с контрольного устройства.

Датчики выпускаемые промышленностью высокоточные измеряющие с точностью до 0,001 и 0.0001 мм, применение таких приборов просто нецелесообразно при приемке деталей допуски на которые даны в целых мм.

Портативный электроконтактный датчик представляет собой прибор следующей конструкции: на плате 1 принадлежащей корпусу из текстолита (виде обоймы), при помощи подвижных серег 2, крепятся вырезные планки с приливами 3 (левая) и 4 (правая), между которыми находятся плоские пружины 5 и 6. На вырезных планках, закреплены электроконтакты 7 и 8. Электроконтакты 7 представляют собой полускобки концы, которых заведены друг за друга. Электроконтакты 8 представляют собой молотки, головки которых направлены навстречу друг другу. От контактов идут гибкие витые провода в ПВХ изоляции, с х/б оплеткой, которые подключены к светодиодам 9 и10. Светодиоды марки КД-0,002 напряжением 2в подключены к источнику питания элементу с ЭДС 1,5в. На конец платы вырезанной в форме ласточкиного хвоста надевается пластмассовый корпус, в котором смонтированы источник питания, светодиоды и выключатель. Электроконтакты изолированы путем запрессовки в текстолитовую втулку, и эта втулка запрессовывается в подвижный элемент (т.е. в вырезные планки с приливами). Корпус датчика представляет собой текстолитовую обойму, в которой находится измерительный механизм электроконтактного датчика, с прорезями для приливов вырезных планок, которые непосредственно контактируют со стенками измеряемого отверстия.

Принцип работы ПЭКД заключается: электроконтакты датчика включаются в простую последовательную схему, при этом датчик включается непосредственно в цепь сигнального светодиода (схема силового контакта).

Если контролируемый размер проходной, выйдет за пределы минимального допуска 139 мм, то при включении КЭПД, по схеме силового контакта разомкнутся контакты 7 и свечение диода 9 прекратится, (приливы вырезных планок при помощи плоских пружин сожмутся, что и приведет к размыканию контактов). Если размер соответствует чертежному от 139 до 145 мм вырезные планки свободно разжимаются, контакты 7 замыкаются светодиод 9 светится.

Контролируемый размер непроходной, максимально допустимый 145мм, приливы вырезных планок 4 непосредственно контактируют со стенками измеряемого отверстия, планки находятся в сжатом состоянии, контакты 8 замкнуты, свечение светодиода сигнализирует о годности продукции. Если максимально допустимый размер больше 145 мм плоские пластины разводят вырезные планки, контакты размыкаются, свечение светодиода прекращается.

Размеры портативного датчика: длина 310 мм, ширина 130 мм. Длина проходной части 180 мм, на расстоянии от начала 40 мм в корпусе прорезаны отверстия для приливов проходной части длиной 70 мм ширина 4,5 мм на обеих планках. Длина обоймы до вырезов непроходных приливов 70 мм. Длина отверстий для непроходных приливов 35 мм, ширина приливов7,5 мм. Длина до корпуса выключателя 50мм. Корпус выключателя 80 мм.

Масса ПЭКД - 700 грамм.

Конструкция ПЭКД представлена на рисунке 10, электрическая схема на рисунке 11.

5. Расчет экономического эффекта от внедрения шаблона

Повышение качества продукции - важная задача современного экономического развития. Решение этой задачи возможно только в том случае, когда предварительно будет выяснено, насколько необходимо повысить качество конкретного вида продукции с тем, чтобы это повышение было оптимальным. Следовательно, повышение качества продукции требует предварительной его оценки и эта оценка должна быть количественно выраженной.

Затраты на измерение и контроль на всех стадиях производства включается в себестоимость продукции, их доля на высокотехнологичных современных производствах составляет до 15 % затрат общественного труда. В 2003 году стоимость этих работ в России была равно 4 % от величины валового национального продукта. В развитых странах эта цифра по оценкам экспертов может достигнуть 9 % валового национального продукта.

Одной из главных целей системного управления качества является снижение затрат на качество.

5.1 Производственный план

5.1.1 Производственная программа

Исходными данными для расчета объема производства является мощность, которая рассчитывается по следующей формуле (1)

V = V _t * n , (1)

где V - объем производства шаблонов в натуральном выражении, шт;

V _t - сменный объем производства шаблонов, шт;

n - количество рабочих смен на изготовление шаблона.

Таблица 1 - Расчет выработки продукции

Наименование продукции	Необходимый объем (V) шт.	Выработка
		Сменный объем (V) шт.	Количество смен (n)
1	2	3	4
Шаблон № 1	12	6	2

5.1.2 План материально-технического снабжения

Данный раздел предусматривает расчет количества и стоимости основных материалов, необходимых для получения единицы (1 шт.) продукции и на объем производства.

Количество материалов, необходимых для изготовления шаблонов, можно определить, исходя из количества этих же материалов, затрачиваемых в смену на изготовление шаблона, т.к. оно известно из данных материального баланса.

Количество материалов, необходимых для изготовления шаблонов, рассчитывается по формуле (2)

Q = Q _сут. / М, (2)

где Q _сут. - количество материалов, затрачиваемых в смену на получение шаблона;

М - масса полученного в смену шаблона.

Стоимость материалов, необходимых для получения 1 шт. шаблона, определяется, исходя из данных о количестве материалов на 1 штуку шаблона, а также из цены за единицу количества для каждого вида сырья (за 1 шт). Стоимость соответствующего материала определяется по формуле (3)

С ₌ Ц _ед.* К, (3)

где С - стоимость материала, необходимого для получения 1 шт. готовой продукции;

Ц _ед. - цена единицы количества материала;

К - количество необходимого исходного сырья.

После расчета количества и стоимости материалов на 1 штуку, производится расчет количества и стоимости сырья и материалов на нужный объем производства шаблонов. Стоимость материалов на необходимый объем определяется по формуле (4)

С _{необ =} С _{1 кг}* Vш, (4)

где С _необ. - стоимость материала, необходимого для выпуска запланированного количества шт. продукции;

С _{1 кг} - стоимость материала, необходимого для выпуска 1 шт продукции;

Vш - необходимый объем продукции продукции.

Результаты расчетов заносятся в таблицы 2 и 3

Таблица 2 - Расчет стоимости сырья на 1 шт. продукции

Наименование основных материалов	Количество сырья на 1 шт.	Стоимость за 1 кг. руб.	Стоимость сырья на 1 шт., руб.
1	2	3	4
Сталь 65Г	0,65	28,9	18,79
Итого на объем 12 шт.	7,8	225,42	225,42

Таблица 3 - Расчет стоимости вспомогательных материалов

Наименование основных материалов	Количество сырья на 1 шт.	Стоимость за 1 шт., руб.	Стоимость всп. сырья на 1 шт., руб.
1	2	3	4
Упаковка	1	45,0	45,0
Упаковочная бумага	0,6	10.0	6,0
Итого на упаковку	12	540	-
итого на упаковочную бумагу	7,2	720	-

Расчет количества и стоимости электроэнергии на технологические нужды.

Количество и стоимость электроэнергии на технологические нужды ведется по нормам расхода на 1 шт., умноженным на объем производства, а затем на тариф за1 кВт-час. Результаты расчетов заносятся в таблицу 4.

Таблица 4 - Расчет электроэнергии на технологические нужды

Наименование продукции	Выработка шт. в год	Норма расхода электроэнергии, кВт-час/шт	Потребность энергии кВт-час	Стоимость, руб.
1	2	3	4	5
Шаблон №1	12	25	300	600

5.1.3 План по труду и заработной плате

В этом разделе определяют численность промышленно-производственного персонала предприятия и фонд заработной платы. Число работников устанавливают на основании норм технологического проектирования предприятий.

Распределение рабочих на производстве сводят в таблицу 5.

После определения численности рабочих рассчитывается фонд заработной платы производственных рабочих, в основу которой заложен расчет объемов производства.

Таблица 5 - Распределение рабочих по специальностям и разрядам

Квалификация Рабочего (профессия)	Разряд	Численность
		В сутки	Всего
Штамповщик	3	1	1
Слесарь	5	1	1
Фрезеровщик	4	1	1
Термист	4	1	1

Бригадная сдельная расценка определяется по формуле (5)

Р = Т_с / Н_выр (руб.), (5)

где Т_с - сумма дневных тарифных ставок бригады, занятой на изготовление шаблонов;

Н_выр - бригадная норма выработки в смену.

Для определения дневных тарифных ставок численность бригады распределяют по видам вырабатываемой продукции и определяют дневную тарифную ставку для рабочих каждой специальности.

Результаты расчетов сводят в таблицу 6.

Таблица 6 - Расчет суммы тарифных ставок

Наименование профессии	Число рабочих в смену	Часовая тарифная ставка одного рабочего, руб.	Суточная тарифная ставка бригады, руб.	Месячный фонд заработной платы, руб.	Годовой фонд заработной платы, руб.
1	2	3	4	5	6
Штамповщик	1	24,0	192,0	4224,0	50688,0
Слесарь-сборщик	1	30,0	240,0	5280,0	63360,0
Фрезеровщик	1	27,0	216,0	4752,0	57024,0
Термист	1	27,0	216,0	4752,0	27024,0
Итого	4		864,0	19008,0	198096

Расчет фонда заработной платы

Фонд заработной платы определяется по каждому виду продукции доплаты, которая выплачивается производственным рабочим за качество продукции в праздничные дни и др., включает дополнительный фонд заработной платы, кроме того, учитывается районный коэффициент. Сумма доплат по укрупненным показателям составляет от 20 до 50 % от фонда основной заработной платы.

Расчет по заработной плате можно свести в таблицу 7.

Таблица 7 - Расчет заработной платы производственных рабочих

Наименование продукции	Выработка в год, шт.	Фонд заработной платы по сдельным расценкам, руб.	Доплаты и дополни- тельная заработная плата, руб.	фонд заработной платы, руб.
1	2	4	5	6
Шаблон № 1	12	12312,0	513,2	12825,0
Итого				12825,0

После определения годового фонда заработной платы устанавливают сумму отчисления на социальные нужды, размер ЕСН составляет 26,2 % от годового фонда общей (основной и дополнительной) заработной платы.

Далее необходимо определить производительность труда и среднюю годовую заработную плату на одного рабочего.

Производительность труда рассчитывается по формуле (6)

ПТ= ТП / ППП, (6)

где ТП - товарная продукция в руб.;

ППП - численность промышленного производственного персонала, чел.

5.1.4 Планирование издержек на производстве и реализация продукции

Совокупность издержек на производство и реализацию продукции в денежном выражении называют себестоимость продукции.

Уровень себестоимости показывает, насколько рационально предприятие использует свои производственные фонды, трудовые и финансовые ресурсы.

В этом разделе производится расчет затрат на производство продукции.

Необходимо рассчитать следующие статьи затрат: расходы на подготовку и освоение новых производств; общезаводские расходы; производственные расходы; прочие производственные расходы; внепроизводственные расходы.

Перечисленные расходы определяются по укрупненным показателям исходя из фактической величины, сложившиеся на предприятие.

Статья расходов на подготовку и освоение новых видов продукции включает следующие затраты: на подготовку и освоение новых видов продукции и новых технологических процессов. Расходы принимаются равными 30 % от фонда основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих.

Статья расходов на содержание и подготовку оборудования к ней относится: планируемый состав оборудования и транспортных средств с учетом его стоимости представлена в таблице 8.

Принимаем, что необходимый инструмент и оснастка имеются в наличии, поэтому для изготовления шаблона дополнительных расходов не требуется.

Таблица 8 - Планируемый состав оборудования

Наименование оборудования	Количество единиц	Цена 1 ед., руб.	Общая стоимость, Руб.	Норма амортизационных отчислений, %	Сумма амортизационных отчислений, руб.
Пресс ножницы	1	810000	810000	10	81000
Фрезеровочный станок	1	1000000	1000000	10	100000
Печь нормализации	1	800000	800000	10	80000
Итого		2610000	2610000	10	261000

Статья общезаводских расходов включает: административно-управленческие расходы (заработная плата управленческого персонала с отчислениями на социальные нужды, канцелярские расходы и др.); общепроизводственные расходы (заработная плата неуправленческого персонала с отчислениями на социальные нужды, содержание, текущий ремонт и амортизация здания и сооружений, расходы по охране труда).

Эти расходы принимаются равными 200 % от фонда основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих.

Прочие производственные расходы включают производственные затраты, которые не вошли в предыдущие статьи, в частности, отчисления на научно-исследовательские работы, затраты на стандартизацию. Общая сумма расходов определяется в размере 50 % от основной заработной платы производственных рабочих.

Статья внепроизводственных расходов включает расходы по реализации продукции: расходы по таре для годовой продукции, затраты по доставке товаров покупателям, реклама, и др. расходы, связанные со сбытом готовой продукции.

Величина непроизводственных расходов принимается равной 5 % от производственной себестоимости.

После расчета всех затрат определяется производственная и полная себестоимость продукции. Результаты расходов сводятся в таблицу 9.

Таблица 9 - Производственная и полная себестоимость продукции

Статьи калькуляции	Шабл.№1	Шабл.№1
Выработка продукции, шт	1	12
1. Сырье и материалы, руб.	18,79	225,48
2. Электроэнергия на технологические нужды, руб.	50,0	600,0
3. Основная и дополнительна заработная плата производственных рабочих, руб.	534,07	6408,84
4. Отчисление на социальные нужды, руб.	152,94	1835,28
5. Расходы на подготовку и освоение производства, руб.	160,22	1920,44
6. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, руб.	403,0	100750,0
7. Общезаводские расходы, руб.	1068,14	12816,56
8. Прочие производственные расходы, руб.	267,04	3204,42
Производственная себестоимость, руб.	2544,20	30530,4
9. Внепроизводственные расходы, руб.	112,21	1346,52
10. Затраты на первичные испытания.	250,0	3000,0
11. Полная себестоимость, руб.	2806,48	34876,56

5.2 Расчет экономического эффекта от внедрения шаблона

Для расчета экономического эффекта от внедрения шаблона следует рассчитать затраты, связанные с внутренними и внешними отказами, непредвиденные расходы.

Эти затраты включают в себя:

- потери материалов из-за неудовлетворительного качества;

- суммарные потери от брака;

- расходы по рекламациям от потребителей;

-штрафы за низкое качество в рамках юридической ответственности;

- потери от возврата и замены товара низкого качества.

5.2.1 Затраты связанные с внутренними отказами рассчитаем по следующей формуле (7)

Звн = Пм +?Пб , (7)

где Звн- затраты связанные с внутренними отказами;

Пм-потеря материалов из-за неудовлетворительного качества;

?Пб- суммарные потери от брака.

Суммарные потери от брака включают в себя:

-суммарные потери на переработку брака;

- затраты на утилизацию;

-затраты на э/энергию, транспортировку, связанные производством, хранением и утилизацией брака.

5.2.2 Затраты связанные с внешними отказами рассчитаем по следующей формуле (8)

Звнеш.=Зр+ Зш+Пв, (8)

где Звнеш- затраты связанные с внешними отказами;

Зр- расходы по рекламациям потребителей;

Зш- штрафы за низкое качество в рамках юридической ответственности.

5.2.3 Непредвиденные расходы

Непредвиденные расходы определяются планируемыми затратами из-за низкого качества продукции по формуле (9)

Зн =Зо(1-Ро), (9)

где Зн- затраты непредвиденные;

Зо- затраты ориентировочно прогнозируемые на основании прошлого опыта;

Ро- меры по улучшению качества.

С декабря 2007 года по апрель 2008, получены 2 рекламации от потребителей на сумму 44600 рублей.

Общие затраты связанные с отказами приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Затраты связанные с отказами

Статьи расходов	За единицу продукции	Количество продукции 4 шт.	Итого сумма расходов
Розничная цена хомута тягового (руб.)	10000	40000	40000
Штрафные санкции предусмотренные условиями договора в размере10% от розн.цены.	1000	4000	4000
Расходы на утилизацию в размере 1,5% от розн. цены	150	600	600
Расходы на командировку представителя производителя	-	-	2300
непредвиденные расходы предприятия, меры по улучшению качества (изготовление шаблонов)	-	-	34856,76
Итого			81756,76

Для расчета экономической эффективности воспользуемся формулой (10)