Проектирование механического участка начинается с анализа плана производства по номенклатуре и годовому объему выпуска изделия.

Станкоемкость годового объема выпуска каждого изделия в часах составляет:

Тпл=

где Ni - количество изделий данного вида, планируемых к запуску в цехе с учетом расширения производства, шт;

Tштi - суммарное штучное время по всем операциям технологического процесса на одно изделие, мин.

Номенклатура выпускаемых изделий на проектируемом участке подбирается в соответствии с его профилем. Результаты расчетов сводим в таблицу .

Тпл1=

Аналогично рассчитываем для остальных изделий и сводим результаты в таблицу.

Таблица 7

Производственная программа участка

п/п	Номенклатура изделий	Объем выпуска, шт.	Штучное время (суммарное), мин	Трудоемкость (станкоемкость) годового выпуска, ч
1	2	3	4	5
1	ИМ50.400.00.005 шток	2000	104,25	3475
2	ИМ50.400.50.000 цилиндр	2000	146,25	4875
3	Б.80.56.10 СБ - Э букса	2000	67,05	2235
4	П.80.56.50 СБ - Э поршень	2000	43,02	1434
5	ИМ150.400.00.004 шток	1800	82,5	2475
6	ИМ50.400.00.007 шток	1800	89,12	2673,6
7	74.01.4103.010 шток	800	738,6	9848
8	74.00.4203.404 шток	800	315	4200
9	74.00.4107.110 цилиндр	800	604,2	8056
10	А50 М1.1040.003 винт	720	241,91	2902,9
11	А50 М24.00.011 цилиндр	720	318,9	3826,8
12	А50 М24.00.15А шток	720	289,64	3475,68
13	А60.80.58.01.040 шток	720	348,56	4182,72
14	IF 300.100.20.000 СБ шток	720	84,42	1013,04
15	КС 4572.31.200.М2.000 цилиндр	720	249,23	2990,76
16	РСМ10.09.02.120 СБ цилиндр	1500	253,46	6336,5
17	Итого	19820	3976,11	64000

Форма организации производства на проектируемом участке выбирается в зависимости от коэффициента закрепления операций. В единичном производстве могут быть использованы групповые формы. При групповых формах организации производства, на участке достаточно укрупненные расчеты проектируемого участка.

Выбирается предметная форма организации производства.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования в две смены составляет:

Фд = 4015 ч

Общее количество технологического оборудования на участке определяется укрупнено на годовой объем выпуска всей номенклатуры изделий:

Сц =

На основании полученного результата составляется сводная ведомость потребного технологического оборудования на производственном участке.

Таблица 8

Сводная ведомость оборудования на участке

Наименование оборудования	Количество	Оптовая цена, руб.	Балансовая стоимость, руб.	Коэф. ремонтной сложности
				Механ.	Электр.
Фрезерно-центровальный 2Г943	2	960000	1440000	22	15
MANFORTS - RNC 700	6	6000000	12000000	26	30
Круглошлифовальный 3151	2	750000	1125000	13	9,5
Токарный 1М63	4	658000	987000	22	10
Суперфиниш 2К34	2	1250000	1875000	26	11
Итого	16		17427000

Расчет основных рабочих на участке

Численность основных рабочих на участке рассчитывается укрупнено по нормам трудоемкости:

Ро=

где Тпл - суммарная трудоемкость планируемой производственной программы по изготовлению всей номенклатуры изделий на участке;

Fд- действительный годовой фонд работы одного рабочего, ч;

Кв- средний коэффициент выполнения норм.

Общее количество основных рабочих производственного участка распределяется в соответствии с выполняемыми работами по профессиям и разрядам.

Таблица 9

Сводная ведомость основных рабочих на участке

Наименование профессии	Численность рабочих по разрядам
	всего	1	2	3	4	5
Фрезеровщик	4				4
Оператор станков с ЧПУ	12					12
Шлифовщик	4					4
Токарь	12					12

Необходимое число вспомогательных рабочих на участке рассчитывается по нормам обслуживания.

Количество слесарей и электриков, занятых обслуживанием оборудования определяется отдельно по следующей формуле:

Рв =

где Нвр- норма времени обслуживания на ремонтную единицу (в минутах) соответственно для технологического и электротехнического оборудования;

Nр - общее количество ремонтных единиц оборудования на участке, устанавливается по заводским данным или по соответствующим справочникам;

Ксм - коэффициент сменности работы оборудования, в проекте принимается равным числу смен;

Тсм - продолжительности рабочей смены, мин.

Рв =

Количество наладчиков оборудования Рн находится по типовым нормам обслуживания:

Рн = 2

где n- количество оборудования на участке;

Ci - число физических единиц оборудования данного наименования.

Ho- норма обслуживания данной модели оборудования для всех станков, выбирается по общемашиностроительным нормам.

Рн = 2

Число контролеров-приемщиков участка определяется по формуле:

Рк =

где Ря- явочная численность производственных рабочих;

Рск - количество рабочих, осуществляющих самоконтроль;

Нок - норма обслуживания для контролеров-приемщиков.

Рк =

Количество транспортных рабочих участка, необходимых для доставки грузов на рабочие места и вывозки стружки:

Рт =

где Нвр - время на погрузку и перемещение 1 тонны, ч, для отдельных видов грузов.

Gгр - масса груза, перевозимого за смену, т.

Рт =

Планово-экономические расчеты проектируемого участка

Потребность в основных материалах на выпуск продукции проектируемого участка определяется исходя из плановых норм расхода на единицу продукции и запланированного объема выпуска изделий.

Расчет потребности в основных материалах производится по каждому их виду, марке и размеру для всей номенклатуры выпускаемых изделий.

Зм =

где n- количество изделий;

Gmi - черновая масса заготовки или норма расхода материала на одно изделие, кг;

Goi - масса реализуемых отходов материала на одно изделие, кг;

Цmi - цена весовой единицы данного материала, руб;

Цoi - цена весовой единицы отходов по данным предприятия, руб;

Nгi - годовой объем выпуска определенного вида изделий, шт.

Зм ₁=

Зм ₂=

Зм ₃=

Зм ₄=

Зм ₅=

Зм ₆=

Зм ₇=

Зм ₈=

Зм ₉=

Зм ₁₀=

Зм ₁₁=

Зм ₁₂=

Зм ₁₃=

Зм ₁₄=

Зм ₁₅=

Зм ₁₆=

При планировании потребности в основных материалах необходимо также определить коэффициент использования материала по основному виду изделий:

Ки =

где Gд - чистовая масса детали, кг;

Gз - черновая масса заготовки, кг.

Ки1 =

Ки ₂=

Ки ₃=

Ки ₄=

Ки ₅=

Ки ₆=

Ки ₇=

Ки ₈=

Ки ₉=

Ки ₁₀=

Ки ₁₁=

Ки ₁₂=

Ки ₁₃=

Ки ₁₄=

Ки ₁₅=

Ки ₁₆=

Планирование фонда заработной платы

Фонд заработной платы разделяется на часовой, дневной и месячный или годовой. В основе всех этих фондов лежит прямой фонд заработной платы, включающий оплату труда сдельщиков по расценкам и повременщиков по тарифу.

В проекте прямой фонд заработной платы основных рабочих участка может быть рассчитан и укрупнено по суммарной трудоемкости планируемой производственной программы по изготовлению всей номенклатуры на участке:

Фпр =

где Чср- средняя часовая тарифная ставка основных рабочих данного участка, руб

Фпр =

Среднемесячная заработная плата одного рабочего в рублях определяется делением месячного (годового) фонда зарплаты на списочное число рабочих:

Зср = Фг/12Рсп,

где Фг- годовой фонд заработной платы;

Зср = 2103680 / 12 · 32 = 5478 руб.

Планирование себестоимости, цены, прибыли и рентабельности

При планировании себестоимости определяют издержки производства не только в целом на предстоящий период, но и на единицу продукции. Метод установления себестоимости единицы продукции называется калькуляцией.

Полная (плановая) себестоимость единицы продукции определяется по формуле:

где М - затраты на сырье и основные материалы;

З_о - основная заработная плата;

К₁ - косвенные затраты цеха %, К₁ = 530%;

К₂ - общезаводские расходы %, К₂ = 250%;

З_д - дополнительная заработная плата;

- начисления по социальному страхованию 26 %;

- дополнительная заработная плата основных рабочих.

Завершающим этапом экономического обоснования оптимального варианта технологического процесса является использования метода приведенных затрат.

З_о = 59,15 руб.

З_д = 0,05 · З_о = 0,05 · 59,15 = 2,96 руб.

М = 1396514 / 2000 = 698,3

Планируемая прибыль от реализации изделий рассчитывается как разность межу оптовой ценой и полной себестоимостью:

П =

где Цо - оптовая цена предприятия изделия принимается по заводским данным или находится по формуле:

Ц_о =

где Р- рентабельность данного изделия, принимается равной 15-40%

Ц_о =

П =

Общая рентабельность производства в процентах определяется :

Р_о =

где - среднегодовая стоимость основных производственных фондов;

- нормируемые оборотные средства.

Р_о =

Окончательно вопрос о внедрении новой технологии и организации производства решается после определения срока окупаемости капитальных затрат. В общем виде он представляет собой отношение величины капитальных вложений к полученной экономии:

2. Разработка и конструирование средств технологического оснащения

2.1 Проектирование механизированного приспособления на фрезерно-центровальную операцию

Для установки и закрепления детали на фрезерно-центровальной операции 030 было выбрано быстродействующее приспособление с пневматическим приводом одностороннего действия.

Ориентация приспособления относительно станка производится при помощи направляющих шпонок, которые прикреплены к корпусу двумя винтами, крепление к столу - с помощью болтов, через проушины в плите приспособления, располагаемых в Т - образных пазах стола станка.

Заготовка устанавливается на нижнюю призму 6 и прижимается верхней призмой 5, которая прикреплена к планке 4. Так же на приспособлении для установки на размер есть упор 10, который крепиться к нижней призме. При помощи планки через шток 2 осуществляется зажим заготовки (в верхнюю полость цилиндра подается воздух через штуцер 12). Для возврата штока имеется пружина 23, которая производит отжим детали (после прекращения подачи воздуха).

Силовой расчет приспособления

При проектировании приспособления выбираем установочные базы обрабатываемой детали, от которых зависит точность обработки детали.

Технологическая схема базирования



Рис.1. Заготовка устанавливается на призму с упором в торец. Зажим детали осуществляется сверху по наружному диаметру.

Расчет коэффициента запаса надежности закрепления.

Поскольку при обработке заготовки возникают неизбежные колебания величин сил и моментов резания, вызываемые различными факторами, при составлении уравнений равновесия заготовки, величины сил и моментов резания необходимо увеличивать в k раз. k= 1,5...3,0 - коэффициент запаса надежности закрепления заготовки (стр.7, [2]).

где k₀ = 1,5 -- гарантированный коэффициент запаса;

k₁ =1,0 - коэффициент, зависящий от состояния поверхностного слоя заготовки, для предварительно обработанной ;

k₂ =1,3 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента;

k₃ =1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при обработке прерывистых поверхностей;

k₄ =1,0 - коэффициент, учитываемый неодинаковость зажимных усилий, прикладываемых к заготовке, для механизированного зажима;

k₅ =1,0 - коэффициент, учитываемый удобство расположения рукояток в ручных зажимах.



Расчет усилия резания

Для расчета приспособления необходимо определить главную составляющую при фрезеровании - окружную силу Р- и крутящий момент на шпинделе М_кр [2].

где z = 10 - число зубьев фрезы;

D = 80 мм-диаметр фрезы;

S_z = 0,15 мм/зуб. - подача на один зуб;

t = 3,5 мм - глубина фрезерования;

В = 62 мм - ширина фрезерования

п = 200 об/мин - частота вращения фрезы;

С_р= 82,5 - коэффициент осевой силы (табл. 41,стр. 291,[2]);

х= 0,95; у = 0,8; и = 1,0; q = 1,1; w = 0 - показатели степеней;

- поправочный коэффициент для стали;

n = 0,3 - показатель степени (табл. 9,стр. 264,[2]),

Величины остальных составляющих силы резания устанавливают из соотношения с главной составляющей Р₌ (табл. 42, стр. 292,[2]):

- горизонтальная сила;

- вертикальная сила;

- радиальная сила.

Крутящий момент на шпинделе

Составление уравнения равновесия заготовки.

Усилия закрепления определяются путем решения системы уравнений равновесия заготовки, полученных на основе расчетной схемы рисунка 2.

где f = 0,18...0,30- коэффициент трения,

принимаем f = 0,30;

R - реакция опоры.

Используем диафрагменный пневоцилиндр одностороннего действия. Рассмотрим в равновесии поршень со штоком (рис.6).

Рис .2. Схема действия сил

Внутренний диаметр винтов для крепления диафрагмы рассчитывается по формуле (стр. 214, [2])

где d₁ -- внутренний диаметр резьбы на винтах;

? ? 2,25 - коэффициент затяжки;

Из конструктивных соображений принимаем винты с резьбой М4.

Точностной расчет приспособления

Точность обработки заготовок на фрезерных станках во многом определяется способом ориентации приспособления относительно стола станка и методом настройки положения режущего инструмента относительно заготовки.

Ориентации фрезерных приспособлений на станке осуществляется при помощи направляющих шпонок. Элементы для ориентации приспособления крепятся к корпусу со стороны его опорной плоскости и устанавливается в один из Т-образных пазов стола. Этим достигается параллельность установочных поверхностей приспособления направлению продольной подачи стола станка.

При фрезеровании торцов необходимо обеспечить автоматическое выдерживание позиционного допуска их расположения: отклонение от симметричности паза относительно оси призмы .

Установочная шпонка на приспособлении изготавливается шириной

b = 14_-0,011 мм.

Для выполнения расчета используем зависимость (2.10, стр.40, [24])

где К_с = 0,8 - коэффициент в зависимости от вида обработки, согласно рекомендации (п. 1.10., стр.24, [24]);

?_уз- погрешность установки детали;

?_п - погрешность приспособления;

?_н.и. = 0,02 мм- погрешность настройки инструмента(п.2.2.1, стр.38.

где - погрешность базирования заготовки;

?_зак= 0 - погрешность закрепления;

Деталь устанавливается в призмы на диаметр .

Рис. 4. Схема установки детали

где -- погрешность базирования в призмы;

Тd = 1,6 мм - поле допуска установочного диаметра;

?= 45° - угол наклона призмы.

;

Погрешность приспособления

где ?₁ = 0,011 - отклонение на ширину шпонки Ь, определяющий

положение установа относительно шпонки;

? ₂ - погрешность, вызываемая непараллельностью боковой

поверхностью шпонок к оси вала;

Поскольку неравенство справедливо, то приспособление автоматически обеспечит заданную точность расположения шпоночного паза в пределах допуска требований чертежа.

3. Специальный вопрос: повышение качества поверхности детали с целью увеличения износостойкости

Обкатку поверхности рекомендуется проводить не только для целей сглаживания и упрочнения поверхности, но и для активизации энергетического состояния поверхности, обеспечивающего сцепление материала основы (стали 40Х) с наносимым покрытием.

Отличие применяемого устройства для обкатывания состоит в том, что для создания давления используется не механическое, а гидравлическое устройство HGP4.3, общий вид которого показан на рис. 6.

Рис.5

Гидравлический агрегат ECOROLL НGР4.3 является источником давления для привода гидростатического накатного инструмента НС "Ballpoint.". Этот универсальный агрегат смонтирован на базовой плите и может быть использован как на обычных токарных станках и токарных станках с ЧПУ, так и на обрабатывающих центрах.

Гидравлический агрегат применяется для подвода СОЖ под давлением к инструменту типа НG4-9, НG6-9 и НG13-9 с квадратным хвостовиком, когда применение гидростатического инструмента со встроенным насосом невозможно, В этом случае соединение инструмента с гидравлическим агрегатом осуществляется через специальное вращающееся соединение (для токарных станков с револьверной головкой) или быстросменное соединение.

В качестве рабочей среды используется уже имеющаяся на станке СОЖ. Для работы применяется как масло, используемое для сверления и точения, с максимальной вязкостью 100 cSt, так и эмульсия, используемая для сверления, с содержанием масла не менее 5% (Ecoroll рекомендует 8%). НЕ применяется СОЖ, содержащая хлор.

Гидравлический агрегат ECOROLL НGР4.3 предназначен исключительно для обеспечения работы гидростатического накатного инструмента НG "Ballpoint" производства Ecoroll.

Устройство и работа

(Этот раздел относится к рисункам 7, 8 и 9). Насос высокого давления (8) приводится в действие электрическим двигателем (5). Шланг высокого давления (1) соединяет агрегат с инструментом (1а). Давление регулируется с помощью клапана регулирования давления (1.1) и отображается на манометре (1.2). В течение работы насос высокого давления (8) постоянно снабжается СОЖ с помощью погружного насоса (15) через подводящую трубу (16) и фильтр низкого давления (7). Фильтр низкого давления имеет номинальную тонкость фильтрации не менее 12 мкм.

Дроссель(17) встроен в подводящую трубу (16) и установлен на расход СОЖ 2 л/мин. Реле давления (18) контролирует фильтр низкого давления (7). Сигнальная лампа, которая управляется этим реле, указывает загрязнение фильтра (7). Когда лампа загорается, фильтр (7) необходимо заменить. Возвратная магистраль (19), соединенная с резервуаром СОЖ станка, обеспечивает перелив СОЖ при ее избытке.



Рис. 7. гидравлический агрегат НGР4.3, общий вид

Гидравлический агрегат НGР4.3 сконструирован для установки на существующий резервуар с СОЖ станка. Для установки агрегата на резервуар используется четыре крепежных отверстия в базовой плите устройства (диаметром 9 мм). Расположите агрегат так, чтобы погружной насос опустился в емкость, содержащую очищенную СОЖ. Наличие достаточного количества СОЖ в резервуаре гарантирует бесперебойную работу агрегата.

Подсоедините шланг высокого давления 1 (рис. 9) непосредственно к инструменту 1а. Для установки агрегата к токарному станку с ЧПУ без приводного инструмента присоедините шланг высокого давления к гнезду вращающегося соединения (см. Руководство по эксплуатации № 100992).

Схемы на листах 1 и 2 чертежа №134555D показывают требуемое соединение. Распределительные коробки поставляются с электромоторами обоих насосов. Поскольку распределительные коробки управляются М-функцией, оба насоса должны запускаться одновременно.

Использование НGР4.3

(Этот раздел относится к рисунку 8).

Когда инструмент установлен в рабочую позицию, то при включении трехфазного мотора (5), который питает как насос высокого давления (8), так и погружной насос (15). Давление возрастет автоматически, и рабочая часть инструмента выдвинется из корпуса (в пределах хода 6 мм для инструмента НG6 и 8,5 мм для НG13) до контакта с обрабатываемой поверхностью.

После завершения обработки агрегат может быть выключен по трем вариантам:

После выключения подачи и вращения детали.

Во время вращения детали и при включенной подаче.

* После отвода инструмента, когда к нему еще подводится СОЖ под давлением.

ПРИМЕЧАНИЕ: если на детали требуются острые кромки или если кромки могут быть легко повреждены, необходимо начинать обработку со сниженным давлением, а затем увеличивать его до нужного значения при включенной подаче (через 2 мм хода).

Таблица 10

Технические характеристики

Мощн ость (КВт)	Максимальное количество накатных элементов	Максим альное давлен ие (bar)	Частота (Гц)	Скорость вращения (об/ мин)	Класс защиты
2.2	5 х НG2 или 4 х НGЗ или 3 х НG6 2 х НG13	400	230/400 V 50 Нz	2800	IР 54 мотор IР55 выключатель
2.6			200 V 60 Нz	3370

Применение инструмент для накатного полирования НG6-9

Гидростатический инструмент для накатного полирования НG6-9 производства ECOROLL защищен внутренними и международными патентами. Этот инструмент используются для:

накатного полирования контуров

накатного полирования твердых материалов

упрочняющего накатывания для увеличения усталостной прочности

Инструмент оснащен гидростатическим шариком для накатывания. Инструмент работает с использованием СОЖ с минимальным содержанием масла 5 % или с маслами для резания малой вязкости. Максимальное рабочее давление - 400 бар.

Все осевые симметричные поверхности, такие как цилиндры, конусы, торцы, фаски, сферические поверхности и другие, наружные и внутренние контуры можно обрабатывать с помощью этого инструмента. Ограничения:

Краткое описание

Гидростатический инструмент для накатного полирования НG6-9 производства ECOROLL является инструментом со следующими преимуществами:

применяется на обычных станках и станках с ЧПУ

подходит для накатывания твердых материалов с твердостью до 65 НRС

делает поверхность гладкой, без выраженных неровностей и с высокой долей несущей поверхности

поверхности прекрасно подходят для работы на скольжение и трение

подходит для упрочняющего накатывания для увеличения усталостной прочности

усилие накатывания зависит от давления жидкости, что делает процесс легко воспроизводимым и надежным

компенсационный ход накатного элемента (НG6) - 6 мм с постоянным усилием накатывания на всем ходу

Гидростатический инструмент для накатного полирования НG6-9 производства ECOROLL с квадратным хвостовиком доступен в левом и правом исполнении с углами а от 0° до 90° с шагом 15°. Таким инструментом могут быть обработаны на станке почти все контуры детали, начиная с цилиндрических поверхностей и заканчивая торцами. Доступны хвостовики со стандартной шириной 32 мм и высотой 20, 25 и 32 мм. Длинная версия «SL> предназначена для применения на обычных токарных станках. Короткая версия «SLK» предназначена для использования на станках с ЧПУ с короткими резцедержателями. Эта версия оснащена 2 дополнительными заглушенными отверстиями, к которым можно крепить шланг. Инструмент состоит из накатного элемента (10) и хвостовика (20).

Рис. 8

На рис. 8 изображен накатной элемент НG6. Вставка (1.1) с гидростатическим шариком (1) установлены соосно и уплотнены кольцом (1.2), которое находится в канавке направляющей (10). Уплотнительное кольцо (1.4) герметизирует дроссель (100). Поршень (30) устанавливает накатной элемент в отверстии в хвостовике инструмента, а уплотнительное кольцо (60) герметизирует это соединение. Накатной элемент крепится четырьмя винтами с внутренним шестигранником (70) с усилием 4.9 Н·м.

Рис. 9

Назначение

Накатной элемент работает с использованием СОЖ станка. Жидкость поступает из системы СОЖ станка и подается под давлением к инструменту гидравлическим насосным агрегатом ECOROLL (НGРЗ или НGР4). Шланг со стандартной длиной 3 м соединяет гидравлический агрегат с инструментом.

Наиболее важным компонентом является гидростатический шарик, изготовленный из специального твердого материала (сталь ШХ15), работающий по принципу гидростатического подшипника. Шарик прижимается к обработанной поверхности с давлением до 400 бар. Это создает усилие накатывания, с которым шарик прижимается к поверхности детали, таким образом, деформируя эту поверхность,

гидростатический шарик может свободно вращаться в любом направлении (см. рис. 12).

Гидростатическая концепция этого инструмента требует постоянного наличия зазора между шариком и держателем, независимым от расстояния между инструментом и деталью. Из-за саморегулирования накатного элемента шарик повторяет контур детали с ходом 6 мм (НG6), при этом сохраняя постоянное усилие накатывания.

Предварительная обработка

Предварительная поверхность может быть получена точением (до закалки), твердым точением или шлифованием после закалки. Таблица 20 показывает рекомендуемую максимальную шероховатость предварительной поверхности или предварительную шероховатость относительно желаемой конечной шероховатости.

Работа с инструментом HC6-9. Установка

Шарик устанавливается по центру или максимум на 1 мм выше центра детали (рис. 13).

Рис. 13

СОЖ станка используется как рабочая жидкость. Применяется масляная СОЖ с содержанием масла не менее 5%. СОЖ не должна содержать хлориды. СОЖ должна быть отфильтрована до максимального размера частиц 25 микрометров.

Усилие накатывания: 1000 N (НG6) при рабочем давлении 400 бар. В зависимости от твердости материала, рекомендуются следующие диапазоны давления:

Таблица 11

Твердость материала	Диапазон давления (бар)
до 200 НУ	20-150
до 450 HV	150-250
до 840 HV	300-400

Скорость вращения и подача:

Рекомендуемая максимальная скорость v=150 м/мин. В случае, если приемлема большая шероховатость, предельная максимальная скорость - 300 м/мин. Рекомендуемые величины подачи - 0,02-0,2 мм/об (максимальная подача 0,5 мм/об). Меньшие показатели применяются для закаленных материалов, более высокие показатели для мягких материалов.

Рис. 14

- Инструмент устанавливается в положение (а) на расстоянии X согласно таблице 20 до поверхности детали и 4,5 мм до торца детали. Деталь не должна вращаться.

Включается насос: инструмент придет в действие и переместится в положение (b) до контакта с деталью.

Перемещается инструмент на 4,5 мм против направления подачи в положение (с) без вращения детали.

Включается вращение детали и подачу в направлении (d).

По завершении процесса оператор выключает вращение детали, насос и подачу и отводит инструмент.

Если кромки детали должны остаться острыми, то можно начать накатное полирование со сниженным давлением на длине приблизительно 2-3 мм (для этой цели может быть использован специальный гидравлический агрегат НСР4.3).

4. Стандартизация и управление качеством продукции

4.1 Анализ производственных дефектов возникающих при изготовлении детали типа «Шток» на ОАО «Авиаагрегате»

Стандартизация - деятельность по устранению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышения конкурентоспособности продукции, работ и услуг.

Качество продукции - совокупность свойств продукции обуславливаемых ее пригодностью удовлетворять определенные потребности в соответствие с ее назначением.

Управление качеством продукции - это действия, осуществляемые при создании и эксплуатации продукции в целях установленного обеспечения и поддержания необходимого ее качества.

Зачастую нарушения технологического процесса технического обслуживания детали типа «Шток», несовершенство оборудования, либо просто халатность и непрофессионализм работников приводит к возникновению производственных дефектов.

Дефект - это каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям нормативной документации. Дефектное изделие - изделие, имеющее хотя бы один дефект. Браком называют продукцию, передача которой потребителю не допускается из-за наличия дефектов.

Причинами брака на базовом предприятии ОАО «Авиаагрегат» при обработке детали типа «Шток» являются:

- несовершенство базового технологического процесса, где имеет место переустанов детали с целью выполнения канавок, сверления отверстия. Непостоянство баз ведет к возникновению дополнительных погрешностей при механической обработке.

4.2 Обоснование принятых видов контроля детали типа «Шток» на ОАО «Авиаагрегате»

Организация контроля качества продукции в процессе производства детали типа «Шток» на ОАО «Авиаагрегате» (СТП 1401-138-92). Данный стандарт устанавливает правила и порядок проведения контроля качества продукции в процессе производства, виды и объем контроля, а так же порядок принятия мер по устранению выявленных недостатков.

Контроль качества продукции - контроль качественных и количественных характеристик свойств продукции. Объектами контроля являются: заготовки, материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия, детали, готовая продукция, технологические процессы, конструкторская и технологическая документация, средства контроля.

Отдел технического контроля (ОТК) выполняет следующие функции:

- осуществляет контроль готовой продукции и выполняет функцию контроля операций, предусмотренную техпроцессом;

- вводит, усиливает и снимает контроль за качеством выпускаемой продукции в производственных цехах.

Контроль первых деталей типа «Шток» при серийном производстве проводится рабочим, производственным мастером и контролером БТК. Принятая первая деталь, как образец, хранится у рабочего до конца изготовления всей партии деталей.

Основными видами контроля качества продукции являются:

- Выходной контроль продукции - это контроль продукции поставщика, поступившей к потребителю и предназначенной для использования при изготовлении продукции. Выходной контроль детали типа «Шток» на производстве осуществляет бюро внешней приемки ОТК в соответствии с СТП 1401-128-92.

- Операционный контроль - контроль продукции или процесса во время выполнения или после завершения технологической операции. Операционный контроль проводят с целью своевременного предотвращения отступлений от требований КД и ТД. Этот вид контроля проводят рабочие, мастера, работники ОТК.

- Приемный контроль - это контроль продукции по результатам которого, принимается решение о его пригодности к поставкам и использованию. Задачами приемочного контроля являются: проверка качества готовой продукции; проверка наличия сопровождаемой документации; проверка маркировки, консервации, упаковки и тары; проверка комплектности готовой продукции. Приемочный контроль разделяют на промежуточный и окончательный.

- Выборочный контроль - это контроль, при котором решение о контролируемой детали или процессе принимают по результатам проверки одной или нескольких выборок. Выборочный контроль детали типа «Шток» проводит техническое бюро ОТК завода в соответствии с СТП 1401-086-92.

- Летучий контроль - это контроль, проводимый случайное время. Проводит летучий контроль ОТК завода по заданиям заместителя технического директора по качеству.

4.3 Применение принципов унификации и агрегирования в технологической оснастке: автоматизированные универсально-сборные и сборно-разборные приспособления

Система автоматизированного проектирования позволяет организовать проектирование по конструктивно-технологическим решениям (КТР). Система КТР фактически ликвидирует барьер между конструированием, разработкой технологического процесса и изготовления изделий. Информация о типовых КТР вводится в банк данных, а затем вводится на всех стадиях проектирования изделий. КТР позволяет реализовать принципы стандартизации и унификации.

Для создания высококачественной и высокоэффективной техники необходимо максимальное насыщение изделий стандартными, заимствованными и покупными деталями и сборочными единицами, т.е. необходимо проведение работ по унификации.

Унификация изделий - приведение изделий к единообразию на основе установления рационального числа их разновидностей.

Конструкторская унификация - это сокращение разнообразия элементов без ущерба разнообразию систем, в которых они используются.

Унификация является базой агрегирования, т.е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных элементов и конструктивной преемственности.

Основными целями унификации на предприятии являются:

- сокращение объемов и сроков проектирования и сроков технологической подготовки производства;

- снижение трудоемкости изготовления продукции и повышение производительности труда за счет специализации производства;

- повышение качества выпускаемой продукции;

- обеспечение гибкости и мобильности производства при переходе на выпуск новой продукции;

- сокращение комплектующих изделий и повышение коэффициента использования средств основного и вспомогательного производства;

- создание предпосылок для специализации и повышения качества технического обслуживания и ремонта основных и вспомогательных средств производства;

- сокращение складского хозяйства и упрощение внутризаводского обеспечения.

Достижение указанных целей осуществляется проведением работ по унификации в следующих направлениях:

- использование во вновь разрабатываемых и модернизируемых группах изделий ранее спроектированных, освоенных в производстве и апробированных или впервые разработанных одинаковых (повторяющихся в пределах группы изделий) составных частей;

- разработка унифицированных составных частей;

- разработка (выбор) базовых изделий;

- разработка конструктивно-унифицированных рядов изделий;

- установление (ограничение) номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов.

Работа по унификации на предприятии проводит служба стандартизации с привлечением всех научно-исследовательских, конструкторских и технологических подразделений.

Ответственность за обеспечение заданного уровня унификации вновь разрабатываемых (модернизированных) изделий возлагается на главного конструктора и руководителей конструкторских бюро.

Для обеспечения единого организационно-методического подхода к проведению работ по унификации на предприятии устанавливают следующие этапы проведения этих работ:

- выбор номенклатуры изделий, подлежащих унификации;

- сбор и анализ данных применяемости изделий;

- проведение работ в соответствии с вышеперечисленными целями и направлениями унификации;

- оценка результатов работ по унификации;

- разработка мероприятий по внедрению результатов работ по унификации.

Оценка результатов работ по унификации включает определение достигнутого уровня унификации изделий и технико-экономической эффективности.

Результаты работ по унификации изделий оформляют в виде конструкторской документации, альбом типовых конструкций изделий, ограничительных перечней.

Требования по унификации включаются в техническое задание на разработку новых (модернизированных) изделий с целью обеспечения высокого качества новых изделий и снижения затрат на проектирование, изготовление и эксплуатацию изделий за счет унификации их составных частей.

Требования по унификации и стандартизации изделий задаются в виде количественных требований - показателей уровня унификации - и качественных требований.

Служба стандартизации ведет регистрацию, учет и обеспечение подразделений стандартами предприятия и другими документами по стандартизации, утвержденными руководством предприятия.

Номенклатуру и необходимое количество экземпляров документов определяют руководители отделов и цехов и подают заявки на приобретение этих документов в отдел стандартизации.

4.4 Принятая система управления качеством на проектируемом участке по изготовлению детали типа «Шток» на ОАО «Авиаагрегате»

Управление качеством продукции - это действия, осуществляемые при создании и эксплуатации или потребления продукции в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества.

Качество продукции - совокупность свойств продукции, обуславливающие ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Сущность управления заключается в выборе управляющих решений и последующую реализацию управляющих воздействий на определенном объекте управления, как правило, являются процессы, от которых зависит качество продукции, организуемые и протекающие на допроизводственной и производственной стадиях продукции, а также на производственной стадиях ее осуществления.

Комплексная система управления качеством продукции - это совокупность управляющих органов и объектов управления взаимодействующих с помощью материально - технических и информационных средств при управлении качеством продукции на уровне предприятия.

Основной целью комплексной системы управления качеством продукции является совершенствование организации производства для достижения высокого качества выпускаемых изделий.

Задачами комплексной системы управления качеством продукции является: прогнозирование потребного технологического уровня и качества продукции; обеспечение готовности цеха к непрерывному совершенствованию выпускаемых изделий, осуществление государственного надзора за соблюдением стандартов; применение прогрессивного высокоэффективного инструмента; модернизация и разработка новой технологической оснастки, повышение долговечности изделий за счет повышения его стойкости.

Система управления качеством продукции ОАО «Авиаагрегате» предусматривает совокупность мероприятий, методов и средств, обеспечивающих скоординированные действия подразделений управления производством продукции для установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня качества продукции на всех стадиях ее жизненного цикла.

Задачами управления качеством продукции на ОАО «Авиаагрегате» по изготовлению детали типа «Шток» является:

- повышения качества штока;

- анализ технологичности конструкции детали;

- приближение формы заготовки к форме детали;

- совмещение токарных и фрезерных и сверлильных операций технологического процесса;

- применение прогрессивного режущего инструмента и прогрессивного приспособления;

- выбор оптимального технологического процесса на основе технико-экономического анализа, снижение трудоемкости и себестоимости детали.

Система управления качеством продукции создана для решения конкретных задач коренного повышения технического уровня и качества продукции и обеспечения стабильного его выпуска.

Система управления качеством продукции, является неотъемлемой частью управления ее производством и является дальнейшим развитием комплексной системы управления качеством продукции, действующей в акционерном обществе и предусматривает использование ряда стандартов предприятия комплексной системы управления качества продукции.

4.5 Нормативно-техническая документация используемая при выполнении данного раздела дипломного проекта

ГОСТ 15895-77. Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.

ГОСТ 15 467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.

ГОСТ 23945.2-80. Унификация изделий. Порядок задания требований по унификации и стандартизации в техническом задании.

ГОСТ 24297-80. СПКП. Входной контроль качества продукции. Основные положения.

ГОСТ 14.318-83. ЕСТПП. Виды процессов контроля.

ГОСТ 14.318-83. ЕСТПП. Виды технического контроля.

РД 50-33-80. Методические указания. Определение уровня унификации и стандартизации изделий.

5. Технологические расчеты участка и его технико-экономических показателей

Проектирование механического участка начинается с анализа производства по номенклатуре и годовому объему выпуска изделий.

При групповой форме организации производства выполняем укрупненные расчеты проектируемого участка.

Станкоемкость участка задана 64000 н/ч.

Номенклатура обрабатываемых изделий п=16 шт t_шт = 3976,11 мин.

Типовой представитель «Шток» t_шт = 104,22

Количество разных типов станков - 5

Сц =

Принимаем 16 станков

Число производственных рабочих

Ро=

Принимаем R_пр = 32 человек.

Количество вспомогательных рабочих составляет 45% от числа основных рабочих для серийного производства.

Р_вс=14 человек.

Таблица 12

Состав рабочих по профессиям

№	Наименование профессий	Общ. Кол-во человек	мужчины	женщины
0	1	2	3	4
1	Производственные рабочие	32	32	-
2	Вспомогательные рабочие	6	4	2
3	Младший обслуживающий персонал	1	1	-
	итого	39	37	2

Таблица 13

Состав рабочих по сменам

п/п	Состав рабочих	1 смена	2 смена
		Мужчины	Женщины	Мужчины	Женщины
0	1	2	3	4	5
1	Производственные рабочие	16	-	16	-
2	Вспомогательные рабочие	2	1	2	1
3	Мл. обслуживающий персонал	1	-	-	-
4	ИТР	-	1	-	1
5	Служащие	1	1	1	1
6	Итого	20	3	19	3
7	Всего в смену, человек	23	22

Определим площади участка

Размеры производственной площади участка определяем на основании удельной площади на один станок, которая равна - 25м².

,

принимаем 400 м².

Участок является структурным подразделением цеха, поэтому вспомогательные помещения являются общими для всех участков цеха. Цех состоит из 8 участков.

Расчет вспомогательных площадей.

Площадь ЦРБ - на один станок ЦРБ - 30 м²

принимаем на цех - 240 м²

Кладовая ЦРБ - 10% площади ЦРБ

принимаем на цех - 72 м²

Отделение по ремонту оснастки - 15 м² (12 м²) принимаем на цех - 96 м²

Заточное отделение - 0,2 на 1 станок

принимаем на цех - 72 м²

ИРК - 0,5 м² на 1 станок

принимаем на цех - 72 м²

Кладовая абразивов - 0,4 м² на 1 шлифовальный станок

принимаем на цех - 72 м²

Помещение ОТК - 3% от станочной площади

принимаем на цех - 72 м²

Кладовая приспособлений - 0, 3 м² на 1 станок

принимаем на цех - 72 м²

Склад заготовок - 10% от станочной площади

принимаем на цех - 192 м²

Площадь межоперационного склада - 7% от статочной площади

принимаем на цех - 192 м²

Площадь отделения для переработки стружки - 0,45 м² на 1 станок

принимаем на цех - 72 м²

Изолятор брака - 0,3 м² от числа станков

принимаем на цех - 72 м²

Страховой склад - 0,15 м² от производственной площади

принимаем на цех - 288 м²

Общая вспомогательная площадь S_всп=1656м²

Площадь магистральных проездов, а также пожарных проездов принимаем 40% от вспомогательной площади

S_пр= 0,4·?1656 = 662,4 м² принимаем 660 м²

Общая площадь цеха : S_о = 400 + 1656 + 660 = 2716 м²

Чтобы разместить проектируемой цех в унифицированной сетке типовой надо принять 72х144 м (4-ех пролетное здание с шагом колонн 6м).

В каждый пролет устанавливаем кран-балки грузоподъемностью 50кН.

В цехе расположены гидранты, окрашенные в красный цвет.

Определение площади служебно-бытовых помещений

Площадь гардеробных блоков определяется из расчета 2,6 - 2,8 м² на одного рабочего.

Душевая комната: 25% на одного рабочего.

Комната личной гигиены женщин:40% на одного рабочего.

Санитарные узлы принимаются 0,2 м² на 1 работающего в наиболее многочисленную смену.

Курительная комната принимается на 1 рабочего 0,03 м² для мужчины и 0,01 м² для женщин.

Зал заседаний принимается из расчета 30% присутствующих от количества работающих - 1,2% м² на посадочное место.

Помещение общественных организаций, профбюро принимается из расчета 0,4 м² на одного рабочего в данном помещении, но не менее 9 м².

Комнаты отдыха принимается 0,2 м² на 1 работающего, но не менее 18 м².

Служебные помещения рассчитывают 4 м² на 1 работающего в них:

- помещение для планово-диспетчерского бюро - 18 м² помещение для технического бюро - 24 м²;

- помещение для технического бюро - 24 м²;

- помещение для бюро труда и зарплаты, комнаты мастеров - 18 м²;

- кабинет начальника цеха принимается - 36 м²;

- кабинет заместителя начальника - 18 м²;

- кабинет начальника ОТК принимаются - 36 м²;

- секретарские принимаются по 18 м².

Таблица 14

Расчет служебно-бытовых помещений

п/п	Наименование помещений	Расчет	Принят
0	1	2	3
1	Мужской гардеробный блок, кв. м.	93,6	90
2	Женский гардеробный блок, кв. м.	5,2	9
3	Мужская душевая комната, кв.м.	9	9
4	Женская душевая комната, кв.м.	0,5	9
5	Мужской санитарный узел, кв.м.	4	9
6	Женский санитарный узел, кв.м	0,6	9
7	Комната гигиены женщин, кв.м.	0,8	9
8	Столовая (буфет), кв.м.	10,35	9
9	Зал заседаний, кв.м.	8,28	9
10	Комната отдыха (мужская), кв.м.	4	9
11	Комната отдыха (женская), кв.м.	0,6	9
12	Комната для курящих мужчин, кв.м.	0,6	9
13	Комната для курящих женщин, кв.м.	0,03	9
14	Итого:	137,56	198

Укрупнено принимаем площадь санузлов размещенных на 1 этаже - 36 м² для мужчин; 18 м² для женщин из расчета 0,2 м² на 1-го работающего.

При проектировании одноэтажного промышленного здания механического цеха используем СНиП 11-90-81, СНиП 23-01-99 учитывая климатические условия: глубина промерзания грунта - 1,7м²; несущая способность грунта - 20 ^н/_см; глубина залегания фундамента 1,7+0,2=1,9м.

Основное производственное здание - одноэтажное со световыми фонарями, отапливаемое, со скатными крышами и отводами дождевых потоков с кровли. Ширина пролета принята 18 метров с шагом средних колонн 12 м., крайних 6 м., сетка колонн принимается 18х12м. высота пролетов 16,8м., размеры основной секции всего производственного корпуса 72х144м.

Основными элементами каркаса здания являются: фундамент, колонны и подкрановые балки. Эти элементы являются унифицированными, собранными из железобетонных конструкций, что обеспечивает долговечность и пожаростойкость.

6. Охрана труда, окружающей среды, противопожарные мероприятия

6.1 Охрана труда

6.1.1 Классификация опасных и вредных производственных факторов при изготовлении детали типа «Шток»

Технологический процесс изготовления детали типа «Шток» проводится с применением широкой гаммы металлорежущих станков, оснастки и режущего инструмента.

В технологическом процессе используются многоцелевой токарно-, фрезерно-, сверлильный станок с ЧПУ MONFORTS - RNC 700; Суперфинишный станок 2К34; Круглошлифовальный станок 3151;

Опасные и вредные производственные факторы присущи всем видам применяемых станков металлообрабатывающего парка, проанализируем особенности их возникновения по отдельным технологическим операциям.

- работа металлорежущего оборудования связана с движением его органов и узлов при выполнении технологической операции;

- движение элементов станка и оснастки с различными скоростями резания имеет поступательное, вращательное и другие сложные траектории, формируя опасные зоны;

- вырыв заготовки из зоны резания;

- поломка режущего инструмента в процессе обработки;

- образование сливных и других видов стружек,

- разрушение шлифовального круга от его неправильной установке;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень вибрации;

- избыточное тепло, возникающее в процессе обработки на токарных, фрезерных операциях, вследствие затупления инструмента, несоблюдения режимов резания;

- загазованность, запыленность - возникающая на шлифовальных станках;

- недостаточное освещенность рабочей зоны;

- стесненная планировка оборудования;

- низкий уровень организации рабочего места;

- несвоевременное производство профилактических работ.

Все вышеперечисленные опасные и вредные производственные факторы могут стать причинами профзаболеваний и несчастных случаев.

6.1.2 Мероприятия по защите от опасных и вредных производственных факторов.

Частота появления несчастных случаев при работе на металлообрабатывающем оборудование определяется технологией изготовления деталей и технологическими средствами оснащения.

Для защиты операторов станков с ЧПУ от попадания в опасные зоны металлообрабатывающего оборудования применены ограждения в виде подвижных экранов. Использование таких средств защиты требует обязательного применения блокирующих устройств при выходе их из рабочего положения. Блокирующие устройства в этом случае исключают возможность работы оборудования или отдельных его элементов при нахождении оператора вблизи опасной зоны. Эти устройства выполнены в виде жестких упоров. При срабатывании блокировок система управления переводится на ручной режим работы. В качестве органа аварийного останова используют кнопку. Она имеет выступающий грибовидный толкатель увеличенного размера, окрашена в красный цвет, имеет указатели нахождения и подпись о назначении.

Запрещено выполнять ремонтные работы, связанные с обслуживанием станка без отключения питания. При выполнении работ в рабочем пространстве станка в месте включения питания вывешивается плакат с предупреждающей надписью «Не включать. В рабочем пространстве производится работа».

В процессе работы существует необходимость замены деталей и режущего инструмента. Для исключения включения станка при таком роде работ предусмотрена электронная блокировка. В подвижные ограничения (ограждения) встроен концевой выключатель, контакты которого при закрытом ограждении включаются в электронную схему управления станка и допускают включение электродвигателя. При снятом или неправильном установленном ограждении контакты размыкаются и электронная цепь привода оказывается разорванной.

На шлифовальных операциях, чтобы предохранить рабочего от травмирования при разрыве шлифовального круга, последний закрывают защитным кожухом из расчета, что зазор по диаметру не превышает 15 мм., а зазор между кожухом и фланцем не более 5 мм.

На шлифовальных операциях для предотвращения травм при разрыве шлифовального круга проводятся следующие мероприятия

визуальный осмотр шлифовального круга для обнаружения дефекта (перед началом работы)

простукивание круга деревянным молотком (если звук глухой, значит, имеется наличие трещин)

проверка соответствия маркировки на максимальное значение скорости резания

производят предварительную балансировку круга с целью предотвращения дисбаланса, а после правки окончательную балансировку.

6.1.3 Мероприятия по защите от опасных и вредных производственных факторов

Мероприятиями по снижению шума и вибраций является плановый профилактический ремонт, в который входят замена изношенных узлов и смазка необходимых частей оборудования.