Технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка

Полые сферические частицы абразивного материала 30-40

Осколки полых сферических частиц абразивного материала 15-35

Керамическая связка 7-13

Поры остальное

Характеристика шлифовального инструмента в виде условных знаков и символов предоставляет пользователю информацию о данном инструменте и его на эксплуатацию с максимальным эффектом. В зависимости от разновидности инструмента его характеристика включает в себя марку абразива, зернистость, содержание основной фракции, твердость и другие параметры. Отсутствие полной информации хотя бы об одном из параметров характеристики приводит к снижению производительности и качества шлифования, к повышенному износу инструмента, а так же способствует появлению прижогов и других негативных явлений. Поэтому целесообразно, чтобы характеристика содержала более полные сведения о свойствах, эксплутационных возможностях и области применения инструмента.

С этой точки зрения, существующая характеристика не вполне достаточна. В особенности это касается инструментов, изготовляемых из зерен, форму которых контролируют (сферокорунд, формокорунд), или из зерен, отсортированных по форме. Для таких инструментов (как, впрочем, и для обычных) важно знать форму зерен, которая оказывает непосредственное влияние на прочность, режущую способность и стойкость как самих зерен, так и инструмента в целом, а так же на качество обрабатываемой поверхности.

В исследованиях [36] приведены математические зависимости, отражающие взаимосвязь формы зерен (учитываемой коэффициентом К_Ф) и усилия Р разрушения единичного зерна для абразивов разных марок и различной зернистости производства России и Германии (табл. 7.1.).

Выявленные зависимости представляют собой гиперболические функции. Форму зерна фиксировали коэффициентом К_ф , равным отношению диаметров описанной и вписанной окружностей проекции свободного зерна на плоскость перед его испытанием на прочность. В соответствии с этим определением К_ф 1 или К_ф 1 (идеальный случай). Чем больше коэффициент К_ф отличается от единицы, тем более вытянутую (пластическую) форму имеет зерно. И наоборот.

Таблица 7.1.

Наименование абразива	Марка абразива и зернистость	Формула для расчета усилия разрушения зерна,Н
Хромистый электрокорунд	93А125	Р=4,13+12,18/Кф
Нормальный электрокорунд	NK125	Р=8,61+4,62/Кф
Карбид кремния черный	SKS125	Р=11,44+4,95/Кф
Белый электрокорунд	EK100 24A16	Р=6,48+4,59/Кф
Хромтитанистый электрокорунд	95A63	Р=0,65+0,25/Кф
Хромистый электрокорунд	RK63	Р=0,73+0,08/Кф

Анализ представленных в табл. 7.1. зависимостей показывает, что с уменьшением К_ф (т.е. с приближением формы зерна к изометрической конфигурации) прочность зерен возрастает. Так, например. Прочность зерен хромистого электрокорунда 93А125 (при уменьшении К_ф от средних значений 1,7 - 2,1 до 1,3) достигает прочности карбида кремния той же зернистости (в нормальном состоянии прочность этого электрокорунда в 2,2 раза меньше, чем у карбида кремния) это означает, что целенаправленно подбирая форму зерен, можно достаточно действенно корректировать их прочность, а получаемый при этом эффект может быть адекватен замене марки абразива.

Для исследования влияния формы зерен на работоспособность реальных шлифовальных кругов была изготовлена опытная партия кругов с разными характеристиками, отличающихся от стандартных кругов только наличием зерен, предварительно отсортированных по форме вибрационным способом рассева на фракции. Опытные круги были изготовлены по типовому ТП, чтобы исключить влияние на качество кругов каких-либо технологических особенностей, параллельно изготовляли круги из неотсортированных зерен, характеризуемых коэффициентом К_ф.и. исходной формы.

При сравнительных испытаниях [36] контролировали качество обработки и стойкость кругов. Результат испытаний (табл. 7.2.) подтвердили, что форма зерен значительно влияет на эксплуатационные свойства не только специальных, но, видимо, и обычных шлифовальных кругов. Это подтверждается также результатами анализа распределения зерен по форме для абразивов различных марок и зернистости (табл. 7.3.). Как видно, каждый абразив имеет свое распределение зерен по форме. Даже абразив оной марки, изготовленный разными заводами, может отличаться распределением зерен по форме, а значит, и своими физико-механическими и режущими свойствами. Кроме того, характер такого распределения зависит от зернистости абразива.

Таблица 7.2.

Характеристика типа круга		Результаты измерений
		КТ	КR	К
24A16C1K6		3,9	1,5	1,3 (не круглость)
24A16CM16K5		1,5-2,7	2,0-3,2	1,0
24A16CM18K5		2,0	1,3	2,3 (волнистость)
24A16CM18K5		1,6	1,3	1,4 (волнистость)

Примечание: К_Т - коэффициент повышения стойкости круга;

К_R - коэффициент снижения шероховатости;

К - коэффициент уменьшения отклонения формы детали

Таблица 7.3.

Зернистость	Марка абразива	Распределение (%)зерен в абразиве по КФ
		от 1,0 до 1,4	св. 1,4 до1,8	св. 1,8 до2,2	св. 2,2 до 2,6	св. 2,6 до3,0	св. 3,0
160	ЭС	100	-	-	-	-	-
125	ЭС 93А 13А NK SKS	100 14 17 1 5	- 54 52 32 17	- 26 23 38 27	- 4 3 17 26	- 2 3 6 9	- - 2 6 16
80	13A NK EK SKS	14 - 1 2	49 25 30 20	31 31 37 35	5 25 22 16	1 7 7 10	- 12 3 17
63	RK 95A	8 8	62 22	16 22	6 14	4 18	4 16
40	13A 92A NK EK SKS	8 3 4 5 3	56 44 12 18 17	23 41 12 18 17	5 7 31 17 25	5 3 14 24 17	3 2 18 17 13

Примечание: ЭС - сферокорунд;

13А и 92А - нормальный хромотитанистый электрокорунд;

остальные обозначения см. табл. 7.1

Таким образом, форма зерен существенно влияет на свойства шлифовальных кругов.

Данная характеристика позволяет более точно идентифицировать свойства шлифовального инструмента и эффективнее использовать его.

7.4 Морфологичесский анализ

Сущность данного метода состоит в следующем: в объекте выделяют основные элементы, для каждого элемента выбирают альтернативные вариант, комбинируя их между собой, получают техническое решение.

Таблица 7.4.

Шлифовальный круг	Конструкция	Материал	Связи (связка)
Режущая часть	Круглая С канавкой С фаской С пазами	Электрокорунд - белый -хромистый -титанистый -сложнолегированный Карбид кремния -черный -зеленый	Керамическая Бакелитовая Металлическая Силикатная Вулканитовая

Перемножив, количества альтернативных вариантов в каждом столбце таблицы, получим число возможных вариантов шлифовального круга, которое можно получить на основе составленной морфологической таблицы:

(7.1.)

где, k_i - количество вариантов в i-том столбце;

N = 4 6 5= 120

В результате морфологического анализа имеем шлифовальный круг - режущая часть с пазами, изготовленный из сложнолегированного электрокорунда 91А на бакелитовой связке.

7.5 Оисание усовершенствованной операции

В частности на операции 120 Торцекруглошлифовальной предлагается использовать режущий инструмент - шлифовальный круг формы ЗП с наклонными пазами на поверхности, характеристики 91А25СМ27Б5. Шлифовальный круг импрегнируют составом, описанный в п. 7.3.1. Правка осуществляется алмазом в оправе.

Технический эффект от проведенных усовершенствований операции представлен в табл. 7.5.

Таблица 7.5.

Таблица усовершенствований шлифовальной операции

Объект усовершенствования	Применяемое техническое решение	Усовершенствованное техническое решение	Технический эффект
Инструмент	Шлифовальный круг	Импрегнированный шлифовальный круг	Повышена стойкость инструмента, качество обрабатываемой поверхности и общая производительность
	Шлифовальный круг со сплошной рабочей поверхностью	Шлифовальный круг с прерывистой рабочей поверхностью (с наклонными пазами)	Предотвращение прижогов на обработанной поверхности
	Шлифовальный круг	Шлифовальный круг с пористой структурой из полых сферических частиц и их осколков	Повышение производительности, снижение температуры и шероховатости обработанной поверхности

8. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

8.1 Обоснование необходимости проведения патентных исследований

Одним из путей совершенствования сверлильной операции 030 данного

дипломного проекта является совершенствование режущего инструмента. На данной операции должно применяется перовое сверло со сменной пластиной ГОСТ 2552-82. Усовершенствовать перовое сверло можно путем использования прогрессивных технических решений (ТР), созданных в последнее время. Выявить прогрессивные ТР, которые могут лечь в основу конструкции усовершенствованного сверла можно в результате патентного исследования уровня вида техники “Свёрла”. Использовать усовершенствованный объект можно только в том случае, если он обладает патентной чистотой в странах, где предполагается его использование. Установить, обладает ли усовершенствованный объект патентной чистотой, можно в результате его патентной экспертизы.

Для решения этих задач проведем исследования достигнутого уровня вида техники “Свёрла” и экспертизу патентной чистоты усовершенствованного объекта.

8.2 Описание объекта

Перовое сверло предназначено для чистовой обработки осевого отверстия детали шпиндель.

Перовое сверло (см. рис. 8.1) состоит из: державки 1, сменной пластины 2 и фиксирующего винта 3.

Перовое сверло

Рисунок 8.1

Для закрепления режущей пластины 2 в рабочем положении, ее устанавливают в паз державки 1 и закрепляют с помощью фиксирующего винта 3. Сверло устанавливается на одной оси с заготовкой и ему сообщается поступательное движение вдоль его оси, а заготовке вращательное. В результате режущая кромка 4 снимает с заготовки слой материала в виде стружки, которая сходит по передней поверхности 5. Недостатками сверла является неудовлетворительная стойкость и производительность обработки.

8.3 Исследование уровня вида техники “Свёрла”

8.3.1 Цель исследования

Целью исследования является: повышение стойкости сверла и производительности обработки путем изменения его конструкции.

8.3.2 Регламент поиска № 1

Задачей данного этапа является определение перечня исследуемых технических решений (ИТР), их классификационных индексов, минимальных ретроспективности (глубины) и широты патентного поиска, а также перечня источников информации, обеспечивающих достаточную полноту и достоверность исследования.

8.3.2.1 Определение ИТР

Перовое сверло содержит следующие ТР:

а) Сверло, общая компоновка;

б) режущая пластина;

в) материал режущей пластины;

г) обработка методом сверления;

д) способ изготовления сверла.

Для достижения цели исследования повышение стойкости сверла и производительности обработки, будем исследовать ТР “Сверло, общая компоновка”.

8.3.2.2 Определение рубрики МКИ и индекса УДК

Определяем рубрики международной классификации изобретений (МКИ) ИТР: В 23 В 51/00 - 51/06 Сверла.

Индекс универсальной десятичной классификации (УДК) определяем по Указателю к УДК: 621.9 Обработка резанием

621.9.02 Режущий инструмент

621.951 Обработка сверлением.

8.3.2.3 Установление ретроспективности (глубины поиска)

Предполагая, что прогрессивные ТР были созданы в последние десятилетие, устанавливаем глубину поиска - 10 лет (1993г. - 2003 г.).

8.3.2.4 Выбор стран проверки

Исследования проводим в отношении ведущих стран в области машиностроения: РФ (СССР), Великобритания, Германия, США, Франция и Япония.

8.3.2.5 Определение источников информации

В качестве источников информации принимаем следующую патентную документацию:

- бюллетень изобретений РФ;

- реферативный сборник ВНИИПИ “Изобретения стран мира”,

а так же следующую техническую литературу:

- реферативный журнал ВИНИТИ 14А “Резание металлов. Станки и

инструменты” (14 “Технология машиностроения”);

- журналы “Вестник машиностроения”, “Машиностроитель”, “Станки и

инструменты”, “Изобретатель и рационализатор”;

- книги и работы в области сверлильной обработки, обработки резанием,

режущего инструмента.

Данные п.п. 8.4.1 - 8.4.5 заносим в таблицу 8.1 “Регламент поиска № 1,2”.

8.3.3 Патентный поиск

Задача этапа - обеспечить достаточную полноту и достоверность исследования путём тщательного отбора и анализа патентно-технической информации.

Объект: Сверло.

Вид исследования:

исследование достигнутого уровня развития вида техники;

экспертиза усовершенствованного объекта на патентную чистоту.

Таблица 8.1

Регламент поиска № 1,2

Предмет поиска (ИТР)	Индексы МКИ и УДК	Страны поиска	Глубина поиска, лет	Источники информации
1. «Сверло, общая компоновка»	МКИ: В23В51/00 - 51/06 УДК: 621.9 621.9.02 621.951	РФ Великобритания Германия США Франция Япония	10 (1993 2003)	Описания изобретений к авторским свидетельствам СССР и патентам РФ
2. «Сверло, общая компоновка»	В23В51/00 - 51/06 УДК: 621.9 621.9.02 621.951	РФ	20 (1983 2003)	Бюллетень «Открытия и изобретения» (Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки) Реф.сб. ВИНИТИ «Изобретения стран мира» Реф. журнал ВИНИТИ 14А «Резание металлов. Станки и инструменты» Журналы: «Вестник машиностроения», «СТИН»

8.3.3.1 Отбор документации, имеющей отношение к исследуемому

техническому решению

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом. Отбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к ИТР ”Сверло, общая компоновка”. По отобранным документам знакомимся с рефератами, формулами и чертежами изобретений. Сведения о технических решениях, имеющих отношение к ИТР ”Сверло, общая компоновка”, заносим в таблицу 8.2.

8.3.3.2 Анализ сущности отобранных технических решений

Изучаем сущность отобранных ТР по сведениям, содержащимся в таблице 8.2, а также по текстам патентных описаний, статей и т. п. Если ТР решает принципиально другую задачу, чем повышение стойкости инструмента, то документ исключаем из рассмотрения. Если ТР решает ту же задачу (аналог ИТР), документ включаем в перечень для детального анализа, делая отметку об этом в таблице 8.2.

Таблица 8.2.

Патентная документация, отобранная для анализа

Предмет поиска (ИТР)	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, рубрика МКИ (УДК)	Автор, заявитель, страна, дата приоритета, дата публикации, название	Сущность технического решения и цель его создания	Подлежит (не подлежит) детальному анализу при исследовании
				Уровня	Чистоты
1) Общая компоновка	РФ (СССР) А.с. №1804972 В 23 В 51/06	Г.Ф. Халин, А.В. Рудаков РФ 30.03.93г Инструмент для сплошного сверления	Целью изобретения является повышение стойкости инструмента за счет уменьшения вибраций при сверлении. Инструмент для сплошного сверления, содержит установленный в корпусе 1 сменный резцовый блок 2 с каналами 3 для отвода смазывающе-охлаждающего состава, образующими в блоке две секции, и направляющие элементы 4. Одна из секций резцового блока жестко закреплена в корпусе винтами 5, а другая имеет возможность относительного перемещения.	да	да
2) то же	РФ (СССР) А.с. №1713761 В 23 В 51/06	Д.К. Маргулис, С.Б. Ивлев РФ 23.02.93г Одностороннее сверло для глубокого сверления	Цель изобретения - расширение технологических возможностей инструмента и повышение экономичности обработки. Сверло состоит из корпуса 1 с выполненной в нем канавкой 2 для отвода стружки, вымываемой СОЖ, которая подводится через внутренний канал 3 в корпусе. Многогранная поворотная режущая пластина 4 помещается в гнезде 5 корпуса 1 и закрепляется зажимным винтом 6. На периферии корпуса установлена неподвижная направляющая 7. Вторая, регулируемая направляющая 8 со сферической головкой неподвижно закреплена на шпильке 9, ввернутой в корпус 1 и зафиксированной стопорящим винтом 10.	да	да
3) -//-	РФ (СССР) А.с. № 1756742 В 23 В 51/04 B 23 B 51/06	Г.А. Радощекин Е.Д. Мокроносов РФ 25.09.93г. Инструмент для обработки глубоких отверстий	Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и качества обработки. Инструмент для обработки глубоких отверстий, содержит режущую часть 1 и хвостовик 2 с выступом 3 беговой дорожкой 4, на которой установлены с возможностью качения упруго деформируемые цилиндрические втулки 5, размещенные в сепараторе 6.	да	да
4) -//-	РФ (СССР) А.с. №1748969 В 23 В 51/00	А.Л. Арикян, С.С. Фотти, Д.И. Кавлак РФ 23.07.93г. Инструмент для обработки отверстий	Целью изобретения является повышение точности изготовления инструмента. Инструмент для обработки отверстий, содержит размещенную в корпусе сменную инструментальную вставку с закрепленными на ней неперетачиваемыми режущими пластинами, при этом в корпусе выполнено гнездо на его торцовой поверхности, имеющее плоскую, опорную площадку, сопряженную с плоской опорной площадкой инструментальной вставки два выступа с параллельными опорными поверхностями, перпендикулярными упомянутой опорной площадке и расположенными вдоль режущих кромок пластин, и третий выступ с опорной поверхностью, перпендикулярной опорным поверхностям двух упомянутых выступов. Сменная инструментальная вставка представляет собой основание, поверхность которого, расположенная противоположно опорной площадке, выполнена V-образной, и торцовую накладку, сопряженную с V-образной поверхностью, при этом в накладке выполнены гнезда для размещения неперетачиваемых режущих	да	да
			пластин, а боковые поверхности накладки сопряжены с параллельными и перпендикулярными поверхностями выступов корпуса. Третий выступ выполнен в виде планки, жестко связанной с корпусом.
5) -//-	РФ (СССР) А.с. №1816481 В 23 В 51/06	Ю.С. Галустьян, Г.К. Нестеров РФ 23.05.93г.Сверло для глубокого сверления	Целью изобретения является повышение стойкости сверла и производительности обработки Сверло для глубокого сверления, содержит - корпус 1 с каналом для отвода смазывающего охлаждающего состава и стружки, снабженный хвостовиком 2 , направляющие шпонки 4, 5и сменные резцы 6,7, установленные на корпусе на разных расстояниях от оси сверла. Сменные резцы, наиболее удаленные от оси сверла, расположены на большем расстоянии от торца хвостовика, чем сменные резцы, менее удаленные от оси сверла.	да	да
6) -//-	РФ пат.№2090315 В 23 В 51/06	В.А. Седов, А.К. Матафонов, А.С. Быков РФ 20.09.97г. Сверлильная головка	Цель - повышение производительности и качества обработки деталей. Сверлильная головка для глубокого сверления, содержит корпус 1с закрепленными на ней направляющими 2, сменную твердосплавную режущую пластину 3 и средство регулирования ее вылета, включающее подвижный от регулировочного винта блок 4с гнездом, в котором установлена режущая пластина 3. Блок установлен с возможностью поворота, а на его наружной поверхности выполнен паз 5, предназначенный для взаимодействия с буртиком 6, выполненным на поверхности регулировочного винта 7. Отвод СОЖ и стружки осуществляется через выполненный в корпусе отводной канал 8.	да	да

Эскизы аналогов

А.с. №1804972

А.с. №1713761

А.с. № 1756742

Рисунок 8.2

А.с. №1748969

Рисунок 8.3

А.с. №1816481

пат.№2090315

Рисунок 8.4

8.3.4 Анализ результатов поиска

Задача этапа - путём сопоставления преимуществ и недостатков ИТР и аналогов установить, какой из аналогов является наиболее прогрессивным.

8.3.4.1 Определение показателей положительного эффекта

Определяем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. Группируем показатели и заносим в таблицу 8.3.

8.3.4.2 Сопоставительный анализ преимуществ и недостатков ИТР и аналогов

Определяем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. Группируем показатели и заносим в графы 1-3 таблицы 8.3, после чего производим оценку обеспечения каждого показателя положительного эффекта в баллах по группам а) б) - от 0 до 5 баллов, по группам в) и г)- от -2 до 2 баллов. ИТР по каждому показателю выставляем оценку 0. Оценки заносим в табл. 8.3. Суммируем оценки по каждому аналогу. По наибольшей суммарной оценке по каждому аналогу выбираем аналог являющийся наиболее прогрессивным. Таким аналогом является сверло - авторское свидетельство РФ №1816481, авторы Ю.С. Галустьян, Г.К. Нестеров.

Таблица 8.3

Оценка преимуществ и недостатков аналогов

группа	№	Показатели положительного эффекта	ИТР	РФ А.с. №1804972	РФ А.с. №1713761	РФ А.с. № 1756742	РФ А.с. №1748969	РФ А.с. №1816481	РФ пат. №2090315
А	1	Обеспечивающие достижение цели предполагаемым путем Повышение стойкости сверла и производительности обработки путем изменения его конструкции.	0	2	3	3	3	4	4
Б		Обеспечивающие достижение цели другими путями	0	-	-	-	-	-	-
В	1	Улучшающие другие полезные свойства объекта Надежность закрепления режущих элементов.	0	1	1	1	2	1	1
г	1 2 3	Ослабляет вредные свойства объекта Упрощение конструкции Уменьшает вибрации Повышение точности	0 0 0	-1 2 0	-1 0 1	-2 2 2	-1 0 1	0 1 1	-1 0 2
Суммарный положительный эффект	0	4	4	6	5	7	6

8.3.5 Описание усовершенствованного объекта

Сверло для глубокого сверления предназначено для чистовой обработки осевого отверстия детали шпиндель.

Сверло (см.рис. 8.5) состоит из корпуса 1 с хвостовиком 2 и внутренним каналом 3 для отвода стружки вместе с СОЖ, направляющих шпонок 4 и 5, центрального 6 и периферийного 7 сменных резцов. Центральный резец 6 установлен на 0,5…0,7 мм ближе к торцу хвостовика 2, чем периферийный резец 7. Направляющая шпонка 5 установлена напротив периферийного резца, а направляющая шпонка 4 установлена под центральным углом 90^о к направляющей шпонке 5. В осевом направлении шпонки 4 и 5 смещены относительно периферийного резца в сторону хвостовика на мм.

Сверло для глубокого сверления

Рисунок 8.5

Сверло работает следующим образом. При сверлении первым в заготовку врезается периферийный резец 7, образуя в ней кольцевую канавку, а центральный резец 6 подрезает образующийся стержень. При этом силы резания прижимают направляющие шпонки 4 и 5 к стенкам обработанного участка отверстия. Равнодействующая радиальных и тангенциальных составляющих сил резания при таком расположении резцов и направляющих шпонок направлена через поверхность контакта направляющих шпонок с отверстием и опрокидывающего момента не создает. Образующаяся при сверлении стружка удаляется через канал 3.

8.4. Экспертиза на патентную чистоту усовершенствованного объекта

8.4.1 Цель экспертизы

Целью экспертизы на патентную чистоту усовершенствованного объекта сверла является установление возможности его использования.

8.4.2 Регламент поиска № 2

8.4.2.1 Определение ИТР

В исследуемом объекте, усовершенствованном сверле выявляем ИТР:

а) в зависимости от объема выпуска или экспорта;

Сверло является объектом серийного производства. Поэтому для экспертизы на патентную чистоту оставляем все ТР, указанные в п. 8.3.2.1.;

б) в зависимости от сроков известности;

ТР “Материал режущей части”, “Обработка сверлением”, “Режущая пластина” и “Способ изготовления сверл” известны давно. Поскольку срок действия патента, защищающих эти ТР, истек, исключаем их из перечня для исследования.

ТР “Сверло, общая компоновка”, как видно из работы п.8.3, защищено действующим патентом. Оставляем его для исследования патентной чистоты.

8.4.2.2 Выбор стран проверки

Изготавливаться и использоваться сверло будет в РФ, их экспорт в другие страны не предполагается. Поэтому в качестве стран проверки принимаем только РФ.

8.4.2.3 Установление ретроспективности поиска

Глубина поиска при экспертизе патентной чистоты определяется сроком действия патентов в странах проверки. В соответствие с этим устанавливаем глубину поиска 20 лет.

8.4.3 Патентный поиск

Поиск проводим по методике, изложенной в п. 8.3.3. При этом используем полученные ранее результаты. Отбираем ТР, имеющие отношение к ИТР, для детального анализа, делая отметку об этом в табл. 8.2.

8.4.4. Анализ результатов поиска

8.4.4.1. Выявление существенных признаков ИТР и аналогов

Выявляем существенные признаки ИТР “Сверло, общая компоновка”, группируем их и заносим в табл. 8.4. Наличие тех или иных признаков у ИТР отмечаем знаком “+” или “-” соответственно.

Таблица 8.4 Существенные признаки ИТР «Сверло, общая компоновка» и его аналогов

Признаки ТР	ИТР	Аналоги
		А.с. №1804972	А.с. №1713761	А.с. № 1756742	А.с. №1748969	Пат.№2090315
Группа признаков а): элементы
1) СМП 2) перетачиваемая пластина 3) направляющие 4) зажимной винт 5) стопорящий винт 6) сепаратор 7) беговая дорожка 8) упруго-деформируемая втулка 9) накладка 10) вставка 11) сменный резцовый блок 12)поворотный блок	- + + - - - - - - - - -	- + + + - - - - - - + -	+ - + + + - - - - - - -	+ - - + - + + + - - - -	+ - - + - - - - + + + -	+ - + + - - - - - - - +
Группа признаков б): форма элементов
1) двухсекционный резцовый блок винт с буртом	- -	+ -	- -	- -	- -	- +
1) механическое крепление СМП 2)пластины припаяны 3) сменные резцы, наиболее удаленные от оси сверла, расположены на большем расстоянии от торца хвостовика, чем сменные резцы, менее удаленные от оси сверла	- + +	- + -	+ -	+ -	+ -	+ - -
Группа признаков г): соотношение размеров
Группа признаков д): материалы
Группа признаков е): взаимосвязь элементов
1) СМП закрепляемая винтом	-	-	+	+	+	+
Группа признаков ж): взаимодействие элементов
1)колебательное перемещение резцового блока во время работы 2)угловое перемещение блока при настройке	- -	+ -	- -	- -	- -	- +

8.4.4.2Сопоставительный анализ признаков ИТР и аналогов

Сопоставляя совокупности признаков группы а) в таблице 8.4 аналогов и ИТР, видим, что в ИТР не использованы совокупности признаков по авторским свидетельствам № 1713761, № 1756742, № 1748969 и патенту №2090315. Эти авторские свидетельства и патенты исключаем из дальнейшего рассмотрения.

Сопоставляя далее совокупности признаков группы б), в), г), д), е) и ж) видим, что в ИТР не использованы совокупности признаков группы в) по авторскому свидетельству № 1804972.

Таким образом, в результате сопоставительного анализа выявляем, что ИТР “Сверло, общая компоновка” по авторскому свидетельству РФ. № 1816481 не попадает под действие патентов РФ.

Следовательно, усовершенствованное сверло обладает патентной чистотой в отношении РФ.

8.5 Заключение

Для организации производства усовершенствованного сверла в РФ нужно приобрести лицензию у владельцев авторского свидетельства РФ №1816481.

9. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

9.1 Исходные данные

Рассчитать и сконструировать сверло для обработки центрального отверстия детали шпиндель диаметром D = 38 ^+0,17 длиной 660 мм в заготовке - штамповке из стали 12ХН3А с НВ 240…260. Отверстие сверлится на горизонтальном станке для глубокого сверления ОС-5222.

9.2 Конструктивные параметры элементов сверла для глубокого сверления

Сверло включает в себя два основные элемента:

- головку;

- стебель;

Головку выполняют из материала 38ХН3МФА с припайными пластинами, материал ВК10-ОМ с двумя канавками под направляющие твердосплавные элементы и внутренним отверстием для отвода СОЖ.

Стебель сверла изготовляется из трубы высокой точности из стали 08Х18Н10Т ГОСТ 9941-81.

Наружный диаметр стебля принимаем d_с.н. = 35 мм.

Внутренний диаметр принимаем d_с.в = 21 мм.

Стебель соединяется с головкой посредством низкопрофильной прямоугольной резьбы с углом подъема 12⁰.

9.3 Геометрические элементы режущей части

Основные геометрические параметры заточки пластин определяем по [37, 38].

Форма заточки в плане определяется сочетанием углов , ₁ и (рис. 9.1.). Их величина зависит от диаметра сверла, свойств обрабатываемого материала и оказывает влияние на точность отверстий и качества обработанной поверхности.

Геометрическая заточка сверла для глубокого сверления

Рис. 9.1.

Значение параметров заточки выбираем по [38, с. 202, табл. 9.6]:

- главный угол в плане = 25^о;

- угол ₁ = 25^о;

- размер а=0,5 мм;

- размер b=1,8 мм;

- ленточка f=0,6мм;

- задний угол =18^о;

- углы ₁ =₂ = 15^о;

9.4 Предъявляемые требования к конструкции сверла

Технические требования к изготовлению сверла назначаем по [38]:

- рабочая часть головки шлифуется вместе с направляющими с допуском по Н8(_-0.039);

- стебель по f7();

9.5 Проверочный расчет

Так как сверла в процессе резания испытывают нагрузку в виде момента резания и осевой силы то, проверка на прочность сводится к проверке на кручение и на сжатие.

=113 МПа (9.1.)

где, [] - предел прочности при кручении, МПа;

М_max - максимальный момент инерции при сверлении, Н^.м;

W_p - осевой момент инерции, мм³.

, мм³ (9.2.)

где , , характеристика кольцевого сечения, мм.

=4106,14 мм³

, Н^.м (9.3.)

где, С_м = 0,0345 - постоянная величина;

q = 2,0; y = 0,8 - показатели степени;

К_р = 1,01 - коэффициент, учитывающий условия обработки;

S = 0,2 - подача, мм/об.

138,85 Н^.м;

,Н^.м (9.4.)

где, n = 3 - коэффициент запаса прочности.

Н^.м

На сжатие:

МПа (9.5.)

где, - осевая сила при сверлении, Н;

А - площадь поперечного сечения, мм².

, Н (9.6.)

где, С_р = 68 - постоянная величина;

q = 1,0; y = 0,7 - показатели степени.

Площадь поперечного сечения для кольца рассчитывается по формуле:

, мм² (9.7.)

мм²

Из проверочных расчетов видно, что условия прочности по кручению и сжатию выполняются, значит, принятые размерные параметры стебля сверла выбраны правильно.

10. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

10.1 Сбор исходных данных

Технологическая операция 50: Фрезерная. Фрезеровать шпоночный паз и два паза под стопорные многолапчатые шайбы.

Вид и материала заготовки - сталь 12ХН3А _в =850 МПа после чистовой токарной обработки.

Инструменты - фреза шпоночная цельная 14 и 10 мм ГОСТ 9140-78. Материал режущей части - Р6М5.

Используемое оборудование. Вертикально-фрезерный консольный станок с ЧПУ 6Р13РФ3. Размер стола 400х1600 мм, мощность электродвигателя N=7,5 кВт, частота вращения 40- 2000 об/мин, подача стола 7,5-600 мм/мин.

Тип приспособления - СНП с пневматическим зажимом.

Теоретическая схема базирования представлена на рис.10.1.

Операционный эскиз

Рис.10.1.

10.2 Расчет усилий резания

Усилия резания рассчитываем на фрезерование паза под стопорную многолапчатую шайбу т.к. на этом переходе обработка осуществляется за один проход с глубиной резания t=3,5мм равной глубине паза.

Режимы резания(определены в пункте 6): S= 0,05мм/зуб, V=39,5м/мин, n=1250 мин -¹.

Силу резания рассчитываем по эмпирической формуле [23,с.282]:

(10.1.)

где , Cp - постоянный коэффициент;

x,y,u,g,w - показатели степеней;

Kмp - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал:

(10.2.)

x=0,86; y=0,72; u=1; g=0,86; w=0 ; Cp=68,2 [23,с. 286, табл.39]

Составляющие сил резания Р_v, Р_h определяем из соотношений, представленных в таблице [23, с.292, табл.42]

Из диапазона соотношений принимаем меньшие. В нашем случае: =538 H, P_h== 162H, == 458H.

10.3 Расчет усилий зажима

Схема закрепления заготовки, включающая схему установки заготовки. разработанную на основе теоретической схемы базирования, и схему составляющих силы резания для наихудшего случая их расположения представлена на рис.10.2.

Схема закрепления заготовки

Рис.10.2

Определяем коэффициент запаса К по [24,c.382]:

(10.3.)

где, К₀ - гарантированный коэффициент запаса, К₀=1,5;

К₁ - коэффициент, учитывающий неравномерность припуска, К₁=1,2;

К₂ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при затуплении инструмента К₂ =1,2;

К₃ - коэффициент, учитывающий прерывистость резания, К₃=1;

К₄ - коэффициент, учитывающий постоянство сил закрепления, для механизированных ЗМ К₄= 1;

К₅ - коэффициент, учитывающий эргономику немеханизированного ЗМ, К₅=1;

К₆ - коэффициент, учитывающий наличие моментов стремящихся повернуть заготовку вокруг своей оси, К₆=1,5.

Подставляя в формулу 10.3., получим

K=1,5 ^. 1,2 ^. 1,2 ^. 1 ^. 1 ^. 1 ^. 1,5 =3,24

При расположении зуба фрезы в точке В сила P_h стремиться провернуть заготовку относительно точки О₁, создавая момент, равный:

(10.4.)

Повороту заготовки препятствуют силы трения Т , Т' , Т₁ и Т₂, возникающие за счет прижима заготовки к призмам:

Т=R^.f(10.5.)

где, f - коэффициенты трения в контакте призмы и прижима с заготовкой; принимаем f=f'=f₁=f₂=0,16.

Момент закрепления будет составлять:

(10.6.)

Подставляя выражения (10.5.) в (10.6.), получим:

r₁ и r₂ - радиусы поверхностей устанавливаемых на призмы.

Приравняв и и введя коэффициент запаса, получим формулу для расчета силы зажима.

(10.7.)

Аналогичным образом определяется, величена силы зажима, необходимая для удержания заготовки от сдвига вдоль её оси под действием силы:

=Р_h (10.8.)

Сдвигу заготовки препятствуют силы трения Т , Т' , Т₁ и Т₂, возникающие за счет прижима заготовки к призме. Сила закрепления будет составлять:

;

 (10.9.)

Приравняв и и введя коэффициент запаса, получим формулу для расчета силы зажима:

Н (10.10.)

Н

Из расчетов видно, что W'>>W'', следовательно, для дальнейших расчетов принимаем W=W'=1606 Н.

10.4 Расчет зажимного механизма

Зажимной механизм, используемый в приспособлении показан на рис.10.3.

Зажимной механизм

Рис. 10.3.

Усилие W₁, создаваемое пневмоцилиндром определяем из уравнения:

W₁=cos^.Q(10.11.)

Сила зажима детали:

(10.12.)

где, А, Б - длина плеч рычажного механизма (прихвата). А и Б определяем из компоновочной схемы: А=90мм, Б=120мм.

Находим усилие на штоке Q:

(10.13.)

10.5 Расчет силового привода

В качестве силового привода выбираем двухсторонний пневмоцилиндр. Диаметр поршня определяем по формуле:

, мм (10.14.)

где, Q - усилие на штоке, Н;

р - усилие сжатого воздуха, р=0,63МПа;

= 0,9 - КПД гидроцилиндра.

 мм. Принимаем D = 80мм.

Погрешность установки шпинделя в приспособлении

?е_у=0,5 TD(1+1/sin б), мм (10.15.)

?е_у =0,5 0,14(1+1/sin90) = 0,14мм

10.6 Описание приспособления

СНП предназначено для базирования и закрепления заготовок цилиндрической формы при выполнении мелких фрезерных работ: фрезерование шпоночных, сегментных пазов, лысок и т.д на вертикально-фрезерном консольном станке с ЧПУ 6Р13РФ3.

Приспособление содержит основание 6 и плиту 8 на которых закрепляются установочные элементы выполненные в виде призм 10 и осевого упора - уголка 12 с опорой 27. Плита 8 имеет возможность осевого перемещения по направляющей в форме ласточкина хвоста. Зажимной рычажный механизм приспособления состоит из прижимов 9, рычагов 11, вилок 1,2 и четырех пневматических цилиндров двухстороннего действия.

Для базирования приспособления на столе станка применяются три шпонки 18 закрепленные в основание.

Приспособление работает следующим образом. На установочные элементы приспособления, в виде призмы и осевого упора, устанавливается заготовка до плотного касания с ними. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндров рычаги поворачиваются, обеспечивая зажим заготовки.

Раскрепление заготовки производится в обратном порядке.

Переналадка приспособления осуществляется следующим образом:

1) в зависимости от длины заготовки плита 8 устанавливается в необходимое положение и закрепляется с помощью болтов. Точность положения плиты обеспечивается клином и винтом с буртиком.

2) при необходимости производится смена призм 10, которые базируются по коническим штифтам 33 и закрепляются с помощью болтов 19.

3) в качестве места для установки осевого упора может быть использован

Т-образный паз выполненный в основании 6.

11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО УЧАСТКА

11.1 Исходные данные

Необходимо спроектировать механический участок для обработки детали «Шпиндель». Годовая программа выпуска деталей N_г= 10000 шт.

Участок работает в 2 смены по 8 часов. Тип производства - среднесерийный. Техпроцесс изготовления детали с указанием номеров, наименований операций и штучного времени представлен в табл.11.1.

Таблица 11.1. Технологический процесс изготовления «Шпинделя»

Базовый вариант	Проектный вариант
№ оп.	Наименование операции	Модель оборудования	Тшт мин	№ оп	Наименование операции	Модель оборудования	Тшт мин
10	Фрезерно-центровальная	МР-73М	2,55	10	Фрезерно-центровальная	МР-73М	2,55
20	Токарная	16К20	24,1	20	Токарная	16К20Ф305	17,41
30	Сверлильная	ОС-5222	8,56	30	Сверлильная	ОС-5222	8,56
40	Токарная	16К20	13,6	40	Токарная	16К20Ф305	9,81
50	Фрезерная	6Р13РФ3	6,15	50	Фрезерная	6Р13РФ3	6,15
70	Токарная	16К20	5,3	70	Токарная	16К20Ф305	3,46
80	Многоцелевая	6906ВФ3	8,42	80	Многоцелевая	6906ВФ3	8,42
100	Шлифовальная	3925Р	3,7	100	Шлифовальная	3925Р	3,7
110	Шлифовальная	3М163Ф2Н1В	6,97	110	Шлифовальная	3М163Ф2Н1В	6,97
120	Торцекруглошлифовальная	3Т161	4,5	120	Торцекруглошлифовальная	3Т161	4,5
130	Внутришлифовальная	3А227	3,15	130	Внутришлифовальная	3А227	3,15
150	Шлифовальная	3925Р	4,16	150	Шлифовальная	3925Р	4,16
160	Шлифовальная	3М163Ф2Н1В	5,63	160	Шлифовальная	3М163Ф2Н1В	5,63
170	Шлифовальная	3Н163С	7,58	170	Суперфинишная	3871К	3,44
180	Торцекруглошлифовальная	ХШ4-11П	4,79	180	Торцекруглошлифовальная	ХШ4-11П	4,79
190	Внутришлифовальная	СШ-37	2,19	190	Внутришлифовальная	СШ-37	2,19
200	Моечная	Моечная установка	1,0	200	Моечная	Моечная установка	1,0
210	Контрольная	Специальная контрольная установка	2,5	210	Контрольная	Специальная контрольная установка	2,5
	=114,35		=98,39

11.2 Годовая программа запуска изделий:

, шт (11.1.)

где, П_г - годовая программа выпуска изделий, шт.;

З_ч - плановый размер запасных частей в процентах к основной

программе, %, З_ч=2%;

Б_р - плановый размер потерь деталей на наладочный брак в процентах

к основной программе, %, Б_р =15%.

шт.

11.3 Годовая трудоемкость работ проектируемого участка:

, (11.2.)

где, Т_шт- штучное время по операциям, мин;

П_зап - годовая программа запуска, шт;

m - количество технологических операций в производственном

процессе обработки изделий.

мин^.шт.

11.4 Установление режима работы участка, расчет фондов времени работы оборудования и бюджета времени одного рабочего

11.4.1 Номинальный годовой фонд времени работы оборудования

Ф_н=(Д_к -В -П)^.С^.Т_см -Д_пр^.2 ,ч (11.3.)

где, Д_к - количество календарных дней, Д_к = 365;

В- количество выходных дней, Д_в = 104;

П - количество праздничных дней, Д_п = 10;

Д_пр - количество предпраздничных дней, Д_пр =7;

С - количество смен, С = 2;

Т_см - продолжительность смены, Т_см = 8 ч.

Ф_н=(365 -104 -10)^.2^.8 -7^.2 =4002ч.

11.4.2. Годовой эффективный фонд времени работы оборудования в

серийном производстве

Ф_э=Ф_н^.К_рем^.К_з , (11.4.)

где, К_рем - коэффициент учитывающий размер плановых потерь времени на

ремонт оборудования, К_рем=0,95;

К_з - коэффициент, учитывающий среднюю загрузку оборудования по

времени, К_з=0,85.

Ф_э=4002^.0,95^.0,9=3421,71ч.

11.4.3 Номинальный фонд времени одного рабочего

Ф_н.р =(Д_к -В -П)^.Т_см -Д_пр ,ч (11.5.)

Ф_н.р =(365-104 -10)^.8 -7=2001ч.

11.4.4 Годовой эффективный фонд времени одного рабочего

Ф_э.р.=Ф_н.р.^.(1 - ) , (11.6.)

где, b - планируемый процент времени на отпуск рабочих, болезни и

т.д.,b=12 %.

Ф_э.р.= 2001^.(1 - ) =1761ч.

11.5 Такт выпуска изделий

, (11.7.)

где, Ф_э - годовой эффективный фонд времени работы оборудования, час.;

П_зап - годовая программа запуска, шт.

.

11.6 Расчет необходимого количества оборудования и рабочих мест

Количество оборудования и рабочих мест для каждой операции технологического процесса:

,

(11.8.)

где, Т_шт - штучное время на выполнение технологической операции, мин.

Общее число единиц основного оборудования определяется как сумма из числа станков или рабочих мест по каждой операции технологического процесса:

,

(11.9.)

где, m - число операций технологического процесса или число

наименований оборудования.

Коэффициент загрузки станков, как отношение расчетного числа оборудования к принятому:

(1110.)

Средний коэффициент загрузки основного оборудования участка:

, (11.11.)

где, С_р.общ - общее, расчетное количество оборудования по всем операциям

технологического процесса;

С_{пр. общ} - общее, принятое количество оборудования по всем операциям

технологического процесса;

Расчет необходимого количества оборудования сводится в табл.11.2.

Таблица 11.2. Расчет необходимого количества оборудования

№ оп.	Базовый вариант	Проектный вариант
	Трудоемкость годовой программы, н.-час.	Годовой эффективный фонд времени оборудования	Расчетное число станков, Ср.	Принятое число станков, Ср.	Коэффициент загрузки оборудования, Кз.	Трудоемкость годовой программы, н.-час.	Годовой эффективный фонд времени оборудования	Расчетное число станков, Ср.	Принятое число станков, Ср.	Коэффициент загрузки оборудования, Кз.
10	499	3422	0,15	1	0,15	499	3422	0,15	1	0,15
20	4712		1,38	2	0,69	3403		0,99	1	0,99
30	1674		0,49	1	0,49	1674		0,49	1	0,49
40	2659		0,78	1	0,78	1918		0,56	1	0,56
50	1202		0,35	1	0,35	1202		0,35	1	0,35
70	1036		0,31	1	0,31	676		0,2	1	0,2
80	1646		0,48	1	0,48	1646		0,48	1	0,48
100	723		0,21	1	0,21	723		0,21	1	0,21
110	1363		0,4	1	0,4	1363		0,4	1	0,4
120	880		0,26	1	0,26	880		0,26	1	0,26
130	616		0,18	1	0,18	616		0,18	1	0,18
150	813		0,24	1	0,24	813		0,24	1	0,24
160	1101		0,32	1	0,32	1101		0,32	1	0,32
170	1482		0,43	1	0,43	673		0,2	1	0,2
180	936		0,27	1	0,27	936		0,27	1	0,27
200	196	3422	0,05	1	0,05	196	3422	0,05	1	0,05
210	489		0,14	1	0,14	489		0,14	1	0,14
			6,44	19	0,34			5,62	18	0,31

11.7 Расчет рабочей силы

Расчет основных рабочих:

, (11.12.)

где, Ф_эф - эффективный фонд времени рабочего, час.;

К_мн - коэффициент многостаночного обслуживания, К_мн=1

Результаты расчета основных рабочих по базовому и проектному вариантам сводим в табл.11.3.

Таблица 11.3. Расчет численности основных рабочих

№ оп.	Базовый вариант	Проектный вариант
	Трудоемкость годовой программы, н.-час.	Годовой эффективный фонд времени одного рабочего	Коэффициент многостаночного обслуживания, Кнм	Численность рабочих	Коэффициент загрузки рабочих, Кз.	Трудоемкость годовой программы, н.-час.	Годовой эффективный фонд времени оборудования	Коэффициент многостаночного обслуживания, Кнм	Численность рабочих	Коэффициент загрузки рабочих, Кз.
				Расчет.	Принят.					Расчет.	Принят.
10	499	1761	1	0,28	1	0,28	499	1761	1	0,28	1	0,28
20	4712		1	2,69	3	0,89	3403		1	0,93	1	0,93
30	1674		1	0,95	1	0,95	1674		1	0,95	1	0,95
40	2659		1	1,51	2	0,75	1918		1	0,99	1	0,99
50	1202		1	0,68	1	0,68	1202		1	0,68	1	0,68
70	1036		1	0,59	1	0,59	676		1	0,25	1	0,25
80	1646		1	0,94	1	0,94	1646		1	0,94	1	0,94
100	723		1	0,41	1	0,41	723		1	0,41	1	0,41
110	1363		1	0,77	1	0,77	1363		1	0,77	1	0,77
120	880		1	0,5	1	0,5	880		1	0,5	1	0,5
130	616		1	0,35	1	0,35	616		1	0,35	1	0,35
150	813	1761	1	0,46	1	0,46	813	1761	1	0,46	1	0,46
160	1101		1	0,63	1	0,63	1101		1	0,63	1	0,63
170	1482		1	0,84	1	0,55	673		1	0,38	1	0,38
180	936		1	0,53	1	0,53	936		1	0,53	1	0,53
190	428		1	0,24	1	0,24	428		1	0,24	1	0,24
200	196		1	0,11	1	0,11	196		1	0,11	1	0,11
210	489		1	0,28	1	0,28	489		1	0,28	1	0,28
				12,76	21	0,61				10,8	18	0,54

Расчет вспомогательных рабочих:

Р_всп =0,25^.Р_осн , чел.

(11.14.)

Р_всп^баз =0,25^.21=6чел.

Р_всп ^пр=0,25^.18 =5чел.

11.8 Расчет размеров партии деталей и серии изделий.

Месячная программа выпуска деталей:

, шт (11.15.)

шт.

Число повторений запуска партии в течении месяца:

, (11.16.)

Периодичность запуска (выпуска) партии деталей:

, (11.17.)

Суточная программа запуска:

, шт (11.18.)

шт

Среднесуточная программа запуска:

, шт (11.19.)

шт.

11.9 Расчет длительности производственного цикла

Используем в проектном варианте параллельно-последовательный способ передачи партии деталей т.к. тип производства - среднесерийный.

,мин (11.20.)

где, n - размер партии обрабатываемых деталей, шт;

m - количество операций в технологическом процессе;

Т_шт.i. - штучное время по операциям, мин;

С_i - количество оборудования по операциям, шт;

Т_м.о. - время на межоперационное обслуживание, мин;

- сумма всех операционных циклов;

- сумма коротких операционных циклов из каждой пары.

Длительности производственного цикла в днях:

Тц_{парал-посл.}/(Т_см.^.С^. 60) = 9347/(8^.2^.60) =9,74 дня.

11.10 Расчет заделов

Складские заделы:

Z_скл = Z_стр + Z_обр , шт (11.21.)

Z_обр =250/2=125шт;

Z_стр =2шт;

Z_скл = 125 + 2=127 шт.

Величина циклового задела:

Z_ц = , шт (11.22.)

Z_ц = =1498 шт.

Общий задел:

Z_общ =Z_скл + Z_ц , шт (11.23.)

Z_общ =127+ 1498= 1625 шт.

11.11 Организация контроля

Контроль осуществляется в два этапа. На первом этапе деталь контролируется непосредственно на рабочем месте - неполный (выборочный) контроль. Инструмент для измерения: калибры-скобы, индикаторные скобы, шаблоны, штангениструмент настроенный на размер. Данный контроль позволяет вовремя заметить отклонения размеров, устранить их и тем самым избежать дальнейшего брака. Как правело, служит для своевременной подналадки оборудования или смены режущего инструмента. На втором этапе годность детали проверяется после изготовления на специальном контрольном пункте при помощи более точных инструментов - контрольная операция. Для этого на участке предусмотрен контролер, осуществляющий 100% контроль основных размеров детали. Данный контроль является окончательным.

11.12 Организация снабжения материалами и заготовками

Снабжение материалами и заготовками осуществляется системой снабженческих складов цеха, которая занимается выполнением потребности в заготовках, приемом, хранением, учетом и отпуском заготовок и других расходных материалов в производстве.

Подача эмульсии и сжатого воздуха осуществляется непосредственно на рабочие места по трубопроводам от централизованного источника.

11.13 Организация транспортного хозяйства

Перевозка заготовок от склада на участок и между операциями осуществляется в контейнерах с помощью электропогрузчика. На участке предусмотрены консольные краны грузоподъемностью до 0,5 тонны для установки деталей, приспособлений и т.д.

11.14 Организация работы участка

Работу на участке организовывают начальник участка и мастер. Они следят за выполнением производственного задания, техникой безопасности и производственной дисциплиной.

На участке организована пятидневная рабочая неделя в двухсменном режиме. В течении дня предусмотрены обеденные и технологические перерывы. На участке организованно место отдыха.

Рабочие места оснащены стеллажами для хранения инструментов, средств за уходом за станком и размещения готовой продукции. Предусмотрены решетки под ноги рабочему. Рационально организованное место станочника позволяет создать дополнительные условия для его спокойной работы в течении смены.

11.15 Планировка механического участка

Расстановка оборудования на участке осуществляется в последовательности технологического процесса изготовления шпинделя по дугообразной схеме. Между рядами предусмотрен проезд электрокаров для подвоза и перемещения заготовок между операциями.

На плане участка изображены контуры станков по крайним выступающим частям, пунктирной линией изображены крайние расположения движущихся частей и открывающихся дверей электрошкафов станков.

Расположение оборудования произведено в соответствии нормами и санитарными требованиями для производственных помещений.

12. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Современные промышленные предприятия отличаются высокой интенсификацией производственных процессов, автоматизацией и механизацией технологических процессов, что, с одной стороны, способствует улучшению условий труда на производстве, снижению воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов, с другой - требует от инженерно-технических работников прочных знаний безопасности технологических процессов и оборудования, четкого представления о характере и степени воздействия опасных и вредных производственных факторов на работающих в конкретных производственных условиях, о существующих способах защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов, грамотных действий в условиях чрезвычайных ситуаций, а также их предупреждения.

На основе повышения технического уровня производства сокращается применение ручного и тяжелого труда во всех отраслях народного хозяйства, повышается уровень оснащенности предприятий средствами производственной санитарии, техники безопасности и пожарной безопасности, создаются безопасные машины и технология.

На участке механической обработки шпинделя токарного станка расположено 16 металлорежущих станков, 1 контрольная установка, 1 моечная машина. Все оборудование подсоединено к электрической сети 380 В и имеют подвод сжатого воздуха.

В технологическом процессе изготовления шпинделя используется 35 % укринол и индустриальное масло с серосодержащей присадкой (ИС-12-80% и ПЗ-26-СО-20%).

В состав смазочно-охлаждающей жидкости ИС-12-П3-26-СО входит 80% индустриального масла и 20%, растворенной в нем присадки, содержащей 3,55% серы и 0,71,5% хлора. Для промывки деталей применяется раствор тринатрия фосфата и нитрат натрия, нагретый до температуры 6070С.

Проанализируем опасные факторы при обработке шпинделя:

Электрические двигатели и токоведущие части, так как может произойти поражение электрическим током;

Зажимные приспособления, работающие на сжатом воздухе, так как при непредвиденном исчезновении воздуха в магистрали может произойти раскрепление детали в процессе обработки;

Вращающиеся инструмент и деталь, так как может произойти захват одежды, волос, конечностей при нарушении правил техники безопасности;

Смазочно-охлаждающая жидкость, так как при ее нагревании в процессе обработки выделяющиеся пары раздражают сетчатку глаз, носоглотку;

Горячий воздух для обдувки (90С) и горячий раствор для промывки, так как можно получит ожоги;

Дизельные погрузчики, так как выхлопные газы загрязняют воздушную среду;

Моечная машина, так как происходит испарение горячего раствора.

8. Выделяющаяся при обработке металлическая пыль, которая, оседая в легких человека, вызывает раздражение дыхательных путей.

Для устранения и предупреждения, выявленных нами вредных и опасных факторов на участке мехобработки шпинделя проводятся следующие мероприятия: