Конструкторско-технологическая подготовка мелкосерийного производства шестерней агрегатов авиационных двигателей на специализированном участке

Качество поверхностей деталей авиационного двигателя определяется геометрическими и физико-механическими параметрами. К геометрическим параметрам относится отклонение формы и шероховатость. К физико-механическим параметрам относятся твердость, глубина и интенсивность упрочнения, величина и характер внутренних напряжений. Часть этих параметров (например, шероховатость поверхности и твердость) оговаривается на рабочих чертежах деталей. Другие показатели (например, глубина и интенсивность упрочнения, величина и характер залегания внутренних напряжений), ввиду отсутствия надежных средств цехового контроля, обычно не находят отражения в технических условиях. Однако знание характера влияния этих параметров на долговечность деталей позволяет при разработке технологических процессов положительно влиять на качество отдельных деталей и машин в целом за счет применения методов упрочняющей технологии или соответствующих режимов обработки, геометрии режущего инструмента и пр.

В соответствии с экономическим принципом изделия должны изготовляться с минимальными затратами труда и издержками производства. Для этого необходимо обеспечить следующее:

1) заготовки по форме и размерам должны приближаться к готовым деталям. Степень приближения зависит от программы выпуска; при большой программе приближение должно быть максимальным. В этом случае припуски на обработку и объем последующей механической обработки будут минимальными;

2) схемы базирования детали должны обеспечивать максимальную простоту и надежность конструкции приспособлений;

3) припуски на чистовую, черновую и окончательную обработку должны быть рационально распределены;

4) последовательность и структура операций должны выбираться так, чтобы качественное изготовление деталей происходило при минимальных затратах времени и материальных средств. При этом необходимо применять современные методы и виды обработки;

5) оборудование должно быть высокопроизводительным и мощным, позволяющим сконцентрировать большое количество переходов, одновременно использовать большое число режущих инструментов, механизировать и автоматизировать вспомогательные работы;

6) технологическая оснастка должна быть высокопроизводительной, эффективной, точной, с минимальным временем на установку и снятие заготовок.

7) режущий и мерительный инструмент должен быть стандартным и широко распространенным;

8) режимы резания должны быть оптимальными, т. е. при обработке максимально используют мощность станка и стойкость режущего инструмента.

9) нормы времени должны быть технически обоснованными.

В соответствии с организационным принципом изготовление детали должно осуществляться в условиях, обеспечивающих максимальную эффективность производства, а именно:

1) форма организации технологического процесса должна соответствовать типу производства;

2) размещение оборудования на участке должно обеспечивать непрерывное изготовление изделия и минимально протяженные пути транспортировки;

3) каждое рабочее место должно соответствовать требованиям научной организации труда и санитарно-гигиеническим нормам;

4) обеспечение рабочих мест заготовками, инструментом, смазочно-охлаждающими жидкостями, уборкой стружки должно быть своевременным.

двигатель компрессор самолет чертеж

2.5 Разработка, обоснование, оптимизация и оформление предварительного плана технологического процесса изготовления шестерни

План технологического процесса в виде операционных эскизов составляют по рабочему чертежу детали. Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливается границы между операциями и последовательность операций в техпроцессе, установочные и исходные базы, схемы закрепления заготовки.

Намечаются виды операций, которые должна пройти каждая поверхность, а следовательно и основные этапы техпроцесса. Так же определяются поверхности, которые лучше или необходимо обрабатывать совместно с другими поверхностями.

Для данной детали - шестерни - технологический процесс изготовления ее был разбит на следующие этапы:

1) заготовительный - этап, на котором из первичного материала формируется заготовка, подлежащая обработке для получения готовой детали. Заготовка получается из прутка. На заготовительном этапе достигается точность поверхностей, соответствующая 14 квалитету, и шероховатость Rz = 60 мкм;

2) черновой этап - этап, на котором производится первичное формообразование поверхностей шестерни. Определяется общая конфигурация поверхностей. Этот этап в механической обработке характеризуется большой величиной снимаемых припусков, большими числами подач, большими силами резания при относительно невысоких скоростях резания. При обработке данной детали наиболее характерная операция - токарная; достигаемая точность поверхностей соответствует 12 квалитету при шероховатости поверхностей Rz = 60 мкм;

Закрепление заготовки осуществляют с помощью специального приспособления.

3) Получистовой этап - обработка поверхностей детали до 10-го квалитета точности и шероховатости Rz = 40 мкм, также на этом этапе сверлится отверстие, снимаются фаски.

4) Чистовой - этап, на котором производится обработка поверхностей, где достигается 9-й и 8-й квалитеты точности и шероховатость Rz = 20 мкм; после чистового этапа следует промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли);

5) Химико-термическая обработка - азотирование

6) Отделочный этап - обработка ответственных поверхностей шестерни до шероховатости Ra = 1,32 мкм; после отделочного этапа следуют промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли, а также обезжиривание поверхностей детали); также проводятся слесарные операции, чаще всего выполняемые вручную, непосредственно рабочим, с низким уровнем механизации (очистка от заусенцев, притупление острых кромок);

После выполнения всех формообразующих операций следует окончательный контроль детали и консервация.

2.6 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-диаметров всех цилиндрических поверхностей вала нормативным методом

Нормативный метод определения припусков предусматривает назначение общих или операционных припусков на механическую обработку в зависимости от метода изготовления заготовки, требуемой точности и шероховатости поверхности детали и размеров этой поверхности на основе опытно-статистических данных, содержащихся в нормативно-технической документации. Этот метод иногда именуется опытно-статистическим. Величина общего припуска в соответствии с принятым технологическим маршрутом распределяется между отдельными переходами обработки каждой поверхности.

Главным преимуществом нормативного метода определения припусков является возможность назначения общего припуска до разработки технологического маршрута. Это позволяет существенно сократить длительность технологической подготовки производства нового изделия в результате параллельного проектирования технологических процессов получения заготовки и ее механической обработки. Однако этот метод не дает возможности сокращать расход материала за счет уменьшения припусков на отдельные операции.

Рассмотрим схему нумерации поверхностей шестерни:

Рисунок 2.6.1 - Схема нумерации поверхностей шестерни

В качестве примера рассмотрим расчет припусков нормативным методом для наружной цилиндрической поверхности Ш32,26 h10 , Rz 3,2.

Результаты расчета будем заносить в таблицу 2.6.1.

Маршрут обработки устанавливаем на основании ранее разработанного плана технологического процесса. Формообразование данной поверхности осуществляется за 3 перехода в следующем порядке: операция токарно-револьверная черновая, операция токарно-револьверная получистовая, операция токарно-револьверная чистовая. Заготовка - Пруток, IT 16, Rz120.

Точность поверхности изменяется по переходам следующим образом: h12 - h11- h10; шероховатость: Rz60 - Rz40- Rz20.

Достигаемая точность определяет допуск размера. Значение операционных допусков устанавливаем по справочнику [1, с.192, т.32]. Черновое точение (?0,250мм), получистовое точение (?0,160мм), чистовое (?0,100мм). Рекомендуемый припуск назначаем в соответствии со справочными данными [1, c.112, т.П.5.1], [1, c.114, т.П.5.3].

1. Точение черновое : 2z = 2 мм;

2. Точение получистовое: 2z = 0,8мм

3. Точение чистовое: 2z = 0,4 мм;

На последней ступени обработки расчетный размер равен размеру готовой детали. Для Зубофрезерования Dp = 32,26 мм. C учетом допуска наибольший предельный размер на данной операции:

Dmax = 32,26 мм.

Расчетные размеры на предшествующих ступенях обработки определяем как сумму наибольшего предельного размера (равного округленному значению расчетного размера по рекомендациям [1, с.110, т. П.4.1] и из технологических соображений) и соответствующего ему расчетного припуска на данной ступени обработки: .Тогда:

- для получистового точения (операция 060):

Dp =32,26+0.4= 32,66 мм;

Dприн =32,7 мм;

- для черонового точения (операция 020):

Dp =32,66+0,8= 33,46мм;

Dприн =33,5 мм.

- для прутка (операция 010):

Dp =33,46+2= 35,46мм;

Dприн =36мм.

Принятый припуск на обработку равен разности принятых размеров на предыдущем и данном переходах:

- для чистового точения : 2zприн =32,7-32,26= 0,46 мм;

- для получистового точения: 2zприн =33,5- 32,7 =0,8 мм.

- для чернового точения: 2zприн =36- 33,5 =2,5 мм.

Минимальное значение припуска на данном переходе определяем по следующей формуле: .

- для чистового точения: 2zmin=0,4-0,3= 0.100 мм;

- для получистового точения: 2zmin=0,8-0,600=0,200 мм;

- для чернового точения: 2zmin=2,5-0,800=1,7 мм;

Полученное значение минимального припуска необходимо сравнить с допустимым минимальным значением припуска на каждую операцию. Минимальный припуск должен составлять не менее трети рекомендуемого.

Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как максимальный размер и допуск “в тело”: для предварительного шлифования: 32,26-0,100; для чернового точения: 32,56-0,160.

Аналогично ведем расчет для остальных поверхностей вращения. Результаты расчета заносим в таблицу 2.6.1.

114

Таблица 2.6.1 - Расчет и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей вращения нормативным методом

Технологические операции	Размеры, мм	Отклонения, мм	Припуски, мм	Характеристики операций
№	Наименование	Расчётный	Принятый		Рекомендуемый	Принятый	Минимальный	Шероховатость обработки, мкм	Точность обработки
Поверхность № 1: Внешняя цилиндрическая, Ш 32,26 h10(-0,100); Rz 3,2; 32...37 HRCэ
060	Токарная	32,26	32,26	-0.100	0,4	0,44	0,28	Rz 20	h10
020	Токарная	32,66	32,7	-0.160	0,8	0,8	0,41	Rz 40	h11
020	Токарная	33,5	33,5	-0,250	2	2,5	2,2	Rz 60	h12
010	Пруток	35,5	36	+0.600 -0,300	-	-	-	Rz 120	IT16
Поверхность № 2: Внутренняя цилиндрическая, Ш 5,15 H10(+0.048); Rz 10; 32...37 HRCэ
060	Токарная	5,15	5,15	+0,048	0.05	0.05	0.05	Rz 10	H10
020	Токарная	5	5	+0.075	0.1	0,1	0.1	Rz 20	H11
020	Токарная	4,8	4,7	+0.12	0,2	0,3	0,3	Rz 40	H12
Поверхность № 4: Внутренняя цилиндрическая, Ш 1,5 Н13(+0.140); Rz 40; 32...37 HRCэ
090	Сверлильная	1,5	1,5	+0,140	0,2	0,2	0	Rz 40	H13
Поверхность № 5: Внутренняя цилиндрическая, Ш 3,5 H11 (+0.075); Rz10; 32...37 HRCэ
090	Сверлильная	3,5	3,5	+0,075	0,05	2	2	Rz 10	H11
090	Сверлильная	1,5	1,5	+0.140	0.2	0.2	0.08	Rz 20	H12
Поверхность № 9: Внешняя цилиндрическая , Ш11,05 h11 (-0.11); Rz 6.3; 32...37 HRCэ
070	Шлифовальная	11	11	-0.11	0.2	0.25	0.07	Rz 6.3	h11
020	Токарная	11.2	11.3	-0.18	0.6	0.6	0.33	Rz 20	h12
020	Токарная	11.9	11.9	-0.27	-	-	-	Rz 40	h13
Поверхность № 10: Внутренняя цилиндрическая, Ш25 H11 (+0.13); Rz 6,3; 32...37 HRCэ
070	Шлифовальная	25	25	+0.13	0.3	0.3	0.09	Rz 6,3	H11
020	Токарная	24,7	24,7	+0.21	0.9	0,9	0,15	Rz 20	H12
020	Токарная	23.8	23.8	+0.33	-	-	-	Rz40	H13

2.7 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-диаметров заданных цилиндрических поверхностей вращения шестерни расчетно-аналитическим методом

Расчетно-аналитический метод точнее нормативного, поскольку позволяет определить оптимальные значения промежуточных припусков, исходя из конкретного сочетания условий обработки, реализуемых в данном технологическом процессе. Применение данного метода позволяет снизить потери материала в стружку на 20…30%. Однако расчетно-аналитический метод не получил широкого распространения вследствие своей трудоемкости.

Выполним расчет припусков расчетно-аналитическим методом для наружной цилиндрической поверхности Ш32,26 h10 , Rz 20. Для поверхностей вращения определяем величину минимального симметричного припуска на обработку по следующей формуле [1, c. 11]:

где - шероховатость поверхности, полученная на предшествующей операции, мкм; - глубина дефектного поверхностного слоя, полученная на предыдущей операции механической обработки, мкм; - суммарное значение пространственных отклонений, которые были получены на предыдущей операции, мкм; - погрешность установки на данной операции, мкм.

Составляющие припуска определяем с учетом принятых методов обработки поверхностей в следующем порядке:

1. Маршрут обработки элементарных поверхностей, номер операций и достигаемая при этом шероховатость поверхности заносятся в таблицу 2.7.1 на основании данных метода обработки.

2. Величины и , характеризующие состояние поверхности заготовки после обработки различными методами, определяем по таблицам точности и качества обработки [1, с. 89, т. П.1.1]:

- пруток (операция 010): Rz120, h =100;

- точение черновое (операции 020): Rz60, h =30;

- точение получистовое (операции 020): Rz20, h =20;

- точение чистовое (операция 060): Rz20, h =10;

Для штампованной заготовки имеют место отклонения, обусловленные смещением полостей штампа (?СМ) и короблением (?КОР). Так как величины этих отклонений носят случайный характер, суммарное отклонение определяем как среднеквадратичное их значение:

Определяем значения отклонений штампованной заготовки 5 класса точности в соответствии со справочными данными [1, c.108, т. П.3.7, П.3.8]:

?СМ=0,300 мкм; ?КОР=0,400 мкм.

На последующих операциях остаточные отклонения от погрешности исходной заготовки определяются через коэффициент уточнения формы [1, c.18]:

В этом выражении Ку характеризует степень уменьшения погрешности после выполнения нескольких переходов, т.е. от исходной заготовки до рассматриваемого этапа обработки.

На основании опытных данных рекомендуется принять следующие значения коэффициента уточнения формы [1, c.18]:

Точение:

черновое 0,06;

получистовое 0,05;

чистовое 0,04;

Кроме того, учитывается коробление заготовки после операций термообработки.

4. Погрешность установки представляет собой отклонение фактически достигнутого положения заготовки при ее установке от требуемого. Она зависит от способа закрепления детали на станке, типа приспособления, его точности и т.д. [1, с. 19-20, т .1.1].

- точение черновое (операции 020): = 100;

- точение получистовое (операции 020): = 100;

- точение чистовое (операция 060): = 100;

5. Зная все составляющие минимального припуска, определим расчетное значение минимального припуска для каждой из ступеней обработки по формуле 2.1:

- точение черновое (операции 020): = 1,459 мкм;

- точение получистовое (операции 020): =0,280 мкм;

- точение чистовое (операция 060): =0,174 мкм;

6. Определив значения минимального припуска на всех ступенях обработки, получим соответствующие расчетные размеры. На последней ступени обработки (суперфинишной операции) расчетный размер будет равен диаметру готовой детали 32,26мм. Так как для данной поверхности конструктором задано поле допуска h10, максимальный предельный размер Dmax = 32,26 мм.

На предшествующих ступенях обработки расчетный размер будем определять по следующей зависимости: :

- пруток (операция 010): 35,7 мм;

- точение черновое (операции 020): 33,3 мм;

Полученные значения расчетных размеров необходимо округлить в соответствии с требованиями [1, с.110, т. П.4.1], причем минимальный припуск на каждой ступени обработки с учетом округления должен быть больше или равен расчетному минимальному припуску. Кроме того, необходимо учитывать технологические особенности обработки на каждой из операций. Таким образом, имеем значения округленных размеров:

- пруток (операция 010): 36 мм;

- точение черновое (операции 020): 33,5 мм;

- точение получистоывое (операции 020): 32,7 мм;

- точение чистовое (операции 060): 32,26 мм;

7. Максимальные предельные значения размеров совпадают с расчетными (с учетом округления) на всех операциях кроме штамповки (ибо поле допуска на данной операции расположено как в тело заготовки, так и "в плюс"). Минимальные предельные значения размеров определяются следующим образом:

.

Величины допусков аналогичны принятым при расчете припусков нормативным методом.

8. По найденным значениям и можем определить значения максимального () и минимального () припусков по формулам:

;

.

Полученные расчетные данные заносим в таблицу 2.7.1. Расчет остальных поверхностей вращения ведем аналогичным образом. Для охватывающих поверхностей отличие будет состоять в том, что расчетный размер будет совпадать с минимальным предельным значением.

Сравним значения припусков, полученных нормативным и расчетно-аналитическим методом. Последний дал завышенные результаты, что объясняется увеличенными значениями величин дефектного слоя и погрешностей установки при расчете.

Таблица 2.7.1 Расчет и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей вращения расчетно-аналитическим методом.

Технологические операции	Элементы припуска, мм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Допуск размера Т,мм	Расчетный размер Dр, мм	Принятый размер, мм	Предельные значения припуска, мм	Пространственные отклонения	Ку.о.
№	Наименование	Rz	h	ДУ	еy				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin	Дсм	Дкор
Поверхность № 1: Наружная цилиндрическая, Ш 32,26 h10(-0,84); Rz 3,2; 32...37 HRCэ
010	Пруток	120	100	500	-	-	+0.600 -0,300	35,1	35,7	34,8	-	-	300	400	-
020	Токарная	60	30	30	100	1459	-0.390	33,3	33,3	33.11	2,59	1,5	18	24	0,06
020	Токарная	20	20	25	40	280	-0.160	32,6	32,6	32,54	0,76	0,51	15	20	0.05
060	Токарная	3,2	10	15	40	174	-0,100	32,26	32,26	32,16	0,44	0.28	9	12	0,03
Поверхность № 2: Внутренняя цилиндрическая, Ш 5,15 H10(+0.048); Rz 10; 32...37 HRCэ
020	Токарная	40	40	30	100	-	+0,12	4,5	4,62	4,5	-	-	18	24	0,06
020	Токарная	20	20	25	40	260	+0,075	4,9	4,975	4,9	0.475	0.28	15	20	0,05
060	Токарная	10	10	15	40	174	+0,048	5,15	5,198	5,15	0.298	0.175	9	12	0,03
Поверхность № 4: Внутренняя цилиндрическая, Ш 1,5 h13(+0,140); Rz 40; 32...37 HRCэ
090	Сверлильная	40	80	30	100		+0,140	1,5	1,64	1,5			18	24	0,06
Поверхность № 5: Внутренняя цилиндрическая, Ш3,5H11 (+0.075); Rz10; 30...38,5 HRCэ
090	Сверлильная	40	40	30	100		+0.140	1,5	1,64	1,5			18	24	0,06
090	Зенкерная	10	20	25	40	260	+0,075	3,5	3,575	3,5	2.075	1.86	15	20	0,05
Поверхность № 8: Внешняя цилиндрическая, Ш11 h11 (-0.11); Rz 6.3; 32...37 HRCэ
020	Токарная	40	40	30	100	-	-0.27	12	12	11.73	-	-	18	24	0,06
020	Токарная	20	20	25	40	260	-0.18	11.4	11.4	11.12	0.88	0.33	15	20	0,05
070	Шлифовальная	6,3	10	20	40	174	-0,11	11	11	10.89	0,51	0.12	9	12	0,03
Поверхность № 9: Внутренняя цилиндрическая, Ш25 Н11 (+0.130); Rz 6.3; 32...37 HRCэ
020	Токарная	40	40	30	100		+0.330	24	24.33	24	-	-	18	24	0,06
020	Токарная	20	20	25	40	260	+0.210	24,6	24.81	24.6	0.81	0.27	15	20	0,05
070	Шлифовальная	6.3	10	15	40	174	+,0130	25	25,13	25	0.47	0.19	9	12	0,03

2.8 Разработка, расчеты и анализ размерной схемы формообразования и схем размерных цепей плоских торцевых поверхностей шестерни

Главная задача размерного анализа - правильное и обоснованное определение промежуточных и окончательных размеров и допусков на них для обоймы. Особенно в этом нуждаются линейные размеры, связывающие неоднократно обрабатываемые противоположные поверхности. Определение припусков на такие поверхности расчетно-аналитическим или нормативным методами затрудняет определение промежуточных технологических размеров и их отклонений. В этом случае обращаются к прикладной теории размерных цепей. Последовательный размерный анализ технологического процесса состоит из ряда этапов: разработка размерной схемы технологического процесса; выявление технологических размерных цепей; расчет технологических размерных цепей.

Размерную схему строим, располагая планами эскизов установки и обработки детали. С учетом количества обработок торцевых поверхностей на эскизе условно показываем операционные припуски, а также размеры готовой детали и заготовки. Для этого вычерчиваем контур готовой детали и указываем в направлении торцов слои межоперационных припусков на обработку. Указываем расстояние между торцевыми поверхностями размерами А…E в соответствии с координацией размеров на рабочем чертеже; с учетом количества обработок торцевых поверхностей, условно показываем операционные припуски .

Все исходные, промежуточные и окончательные торцевые поверхности нумеруем по порядку слева направо от 1 до n. Через нумерованные поверхности проводим вертикальные линии, затем в зонах номеров соответствующей операции, между вертикальными линиями начиная с последней операции с учетом эскизов установки и обработки плана технологического процесса, указываем технологические размеры, получаемые при выполнении каждой операции. Операционные размеры представляем в виде стрелок с точкой. Точка совмещается с установочной базой, а стрелка с поверхностью, полученной на данной операции.

После построения размерной схемы выявляем и строим схемы технологических размерных цепей. На основании составленных схем размерных цепей определяем типы составляющих звеньев и составляем исходные уравнения, а затем их рассчитываем. В этих цепях в квадратных скобках указываются конструкторские размеры и размеры припусков, которые являются замыкающими звеньями в рассматриваемых цепях. Выявление размерных цепей по размерной схеме начинаем с последней операции. Составление размерных цепей выполняем таким образом, чтобы в каждой новой цепи было неизвестно только одно звено. В такой же последовательности ведут расчет размерных цепей.

Схема нумерации поверхностей представлена на рисунке 2.3.1.

Размерная схема изображена на рисунке 2.8.1, схемы размерных цепей - на рисунке 2.8.2.



Рисунок 2.8.1 - Размерная схема формообразования торцевых поверхностей



Рисунок 2.8.2 - Схема технологических размерных цепей

2.8.1. Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-координат плоских торцевых поверхностей шетерни расчетно-аналитическим методом

В качестве примера рассмотрим расчет припусков для торца 2, который координируется относительно торца 6 размером B=32,26h10(-0,100) (см. рисунок 2.8.1). Для односторонней обработки (в частности для обработки плоских торцевых поверхностей) величина минимального припуска определяется по следующей зависимости [1, c.11]:

Обработка торца 6 ведется на операциях 20 (черновое точение) и 20 (получистовое точение).

1. Шероховатость и величину дефектного слоя определяем аналогично рассмотренной выше методике:

- точение черновое (операция 020): Rz80, h = 120;

- точение получистовое (операция 020): Rz40, h = 40.

- шлифование (операция 070): Rz6,3, h = 20.

2. Отклонения формы, вызванные смещением полостей штампа не оказывают влияния на точность обработки торцевых поверхностей. При расчете минимального припуска учитываем только коробление заготовки (?КОР): ?КОР=0,400 мкм [1, c.108, т. П.3.7, П.3.8]. Для расчета дальнейших операций принимаем следующие коэффициенты уточнения [1, c.18]:

Точение:

черновое 0,06;

получистовое 0,05;

чистовое 0,04;

Шлифование:

предварительное 0,03.

3. Погрешность установки определяем в соответствии со справочными данными [1, с. 19-20, т .1.1]:

- точение черновое (операции 020): = 100;

- точение получистовое (операция 020): = 40.

- шлифование (операция 070): = 40.

4. Зная все составляющие минимального припуска, определим расчетное значение минимального припуска для каждой из ступеней обработки по формуле

4.1:

- точение черновое (операция 020): = 820 мкм;

- точение получистовое (операция 050): = 144 мкм.

- шлифование (операция 070): = 101 мкм.

Аналогично ведем расчет припусков остальных плоских торцевых поверхностей. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.8.1.

Таблица 2.8.1 - Расчет припусков на обработку плоских торцевых поверхностей расчетно-аналитическим методом.

Технологические операции	Элементы припуска, мм	Расчётный припуск Zmin, мкм
№	Наименование	Rz	h	ДУ	еy
Поверхность № 6: 9,4h12(-0,150); Rz 6.3; 32...37 HRCэ
010	Пруток	120	200	400	-	-
020	Токарно-револьверная	40	40	24	100	820
020	Токарно-револьверная	20	20	21	40	144
090	Шлифовальная	6,3	10	16	40	101
Поверхность № 7: 5,7 H13(+0.180); Rz 6.3; 32...37 HRCэ
010	Пруток	120	200	400	-	-
020	Токарно-револьверная	40	40	24	100	820
020	Токарно- револьверная	20	20	21	40	144
090	Шлифовальная	6,3	10	16	40	101

Расчет операционных размеров-координат ведем в соответствии с полученной выше схемой технологических размерных цепей. В качестве примера рассмотрим расчет линейного операционного размера S7 (cм. рисунки 2.8.1, 2.8.2).

Конструкторский размер А получается в условиях совмещения исходной и конструкторской баз и равен технологическому размеру S9 (S9= A=9,4-0,120).

Рассмотрим технологическую размерную цепь 4 (см. рисунок 2.8.2). Замыкающим звеном этой цепи является размер припуска z7. Исходное уравнение для данной размерной цепи можно записать в виде:

Z7= S7 -S9.

Далее, зная величину минимального припуска z2min и технологический размер S9 с допуском на него, определим размер S7 :

S7min= z7min+S9max=0,101+9,4=9.501.

Прибавим к полученному значению S7min величину операционного допуска и получим расчетное значение размера S7:

S7nom=9,501+0,058=9,559

Округляем полученный размер в соответствии с [1, с.110, т. П.4.1]. При этом учитываем, что размер S7 является увеличивающим звеном в рассмотренной размерной цепи. Поэтому округлять его необходимо в большую сторону. Таким образом, S7 = 9,8-0,250.

Определив все составляющие звенья рассмотренной размерной цепи, выполним расчет фактического припуска z2:

Z7= S7 -S9 = 9,6-0,058-9,4-0,150=.

Из расчета видно, что значение минимального припуска z2min = 0,150 не менее расчетного, следовательно расчет операционного размера выполнен верно.

Расчет остальных размерных цепей торцевых поверхностей вала-шестерни проводится аналогично и представлен в таблице 2.8.1.

Таблица 2.8.1. Определение операционных размеров-координат

Замыкающий размер, мм	Исходное уравнение	Расчетный размер, мм	Допуск, мм	Принятый размер, мм	Принятый припуск, мм
A=9.4-0,090	A=S9	S9=9.4	0,090	9.4-0,090	-
B=5.7+0.180	B=S	S =5.7	0,180	5.7+0.180	-
Z7 =	Z7 =S7 -S9	S7min=S9max+ z7min=9.4+0.101=9.501	0,058	9.56-0.058	Z7=9.56-0,058-9.4-0.090=
Z3 =0.16±0.058	Z3 =S4 -S7	S4min= S7max+ z3min=9.56+0.101=9.661	0,058	9.72-0.058	Z3=9.72-0,058-9.56-0.058=0.16±0.058
Z8 =	Z8= S3 -S4	S3min= S4max+ z8min=9.72+0,144=9.864	0,090	10-0,090	Z8=100.090-9.72-0,058=
Z6 =	Z6= S8 +Z3-S6	S6min= S8max+Z3min- Z6max= =5.88+0.102-0.101=5.881	0,048	5.65+0.048	Z6=5.65+0.048-5.7+0.180+0.16±0.058=
Z5 =	Z5=S6-S5	S5max=S6min-Z5min=5.65-0.144=5.506	0.090	5.5+0.090	Z5=5.5+0.090-5.46+0.048=
Z4 =	Z4=S5-Z3	Hmax=S5min+Z2min+Z1min-Z4min= =5.5+0.150+0.720-0.720=5.68		5.68+0.250	Z4=5.5+0.090+0.24±0.090+0.97±0.250-5.68=
Z2 =	Z2= S2- S3	S2min= S3max+ z2min=10+0.144=10.144	0,090	10.24-0,090	Z2= 10.24-0,090-10-0,090=
Z9 =	Z9= S1 -S2	S1min= S2max+ Z9min=10.24+0.820=10.96	0,250	11.21-0,250	Z9=11.21-0.250-10.24-0,090=
Z1 =	Z1= H1 -S1	H1min= S1max+ Z1min =11.21+0.820=11.93	0,250	12.18-0.250	Z1=12.18-0.250 -11.210.250=

2.8.2 Расчеты и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-координат плоских торцевых поверхностей с использованием прикладной теории графов размерных цепей

Для выявления, анализа и оптимизации сложных размерных цепей целесообразно построение графа размерных связей, который начинают с технологической установочной базы первой операции обработки резанием [1, с. 64]. Начнем построение графа с торца 1 (рисунок 2.8.1). Технологические базы всех операций должны быть непосредственно связаны между собой размерами. Чтобы построить дерево необходимо выбрать какую-либо вершину. Первоначально выбранная вершина называется корнем. Построение дерева может начинаться с любой вершины. Если принять поверхности заготовки и детали за вершины, а связи между ними (размеры) за ребра, то процесс обработки детали, начиная с заготовки до готовой детали, можно представить в виде двух деревьев - исходного и производного, соответственно. Дерево с конструкторскими размерами и размерами припусков на обработку называется исходным, а дерево с технологическими размерами - производным. Если оба этих дерева для конкретной детали совместить, то такой совмещенный граф в закодированной форме позволяет представить геометрическую структуру технологического процесса обработки рассматриваемой детали. В таком графе все размерные связи и технологические размерные цепи из неявных превращаются в явные. Появляется возможность в дальнейшем, в технологическом процессе не прибегать к чертежу шестерни, а, пользуясь только этой информацией, носителем которой является совмещенный граф, производить все необходимые исследования и расчеты. Любой замкнутый контур на совмещенном графе, состоящий из ребер исходного и производного деревьев, образует технологическую размерную цепь. В ней ребро исходного дерева является замыкающим звеном, а ребра производного дерева являются составляющими звеньями.

Сначала строим производное дерево, а затем - исходное дерево .

Перед построением совмещенного графа необходимо проверить:

- количество операционных размеров, учитывая размеры заготовки, на размерной схеме технологического процесса должно равняться сумме конструкторских размеров и размеров припусков;

- к каждой поверхности должна подходить одна, и только одна, стрелка.

После проверки правильности построения деревьев их совмещают так, чтобы вершины с одинаковыми номерами совпали. Совмещенный граф производного и исходного деревьев и является графом технологических размерных цепей.

Совмещенный граф размерных цепей представлен на рисунке 2.8.2.

Рисунок 2.8.2 - Совмещенный граф размерных цепей

2.9 Проектирование и выполнение чертежа заготовки шестерня

Процесс получения заготовки является одним из первых этапов преобразования материала в готовое изделие. Однако именно он определяет в дальнейшем не только способы и режимы обработки, но и эксплуатационные характеристики детали, её ресурс. Неправильно выбранный способ получения заготовки может сделать полностью невозможным получение кондиционной детали или себестоимость её будет настолько высока, что использование изделия в сборочной единице будет нерентабельным.

При выборе способа получения заготовки необходимо учитывать конфигурацию, размеры, массу и материал заготовки, количество получаемых заготовок, требуемую точность получения заготовки; шероховатость и качество ее поверхностных слоев; желательное направление волокон металла.

В процессе эксплуатации в детали ГП 23-415 шестерня возникают высокие напряжения кручения, контактные и изгибные напряжения в зубчатом венце также высоки, деталь работает в условиях повышенных температур. Для обеспечения высоких физико-механических свойств заготовку рекомендовано получать посредством обработки давлением, но в связи с резким повышением цены и затрат на изготовление детали, будем использовать пруток. Использование которого практически не снижает физико-механические свойства и позволяет снизить стоимость.

Конфигурация заготовки с учетом метода ее получения показана на рисунке 6.1.

Размеры на чертеже (рисунок ) проставлены с учетом проведенных расчетов линейных размеров и размеров-диаметров нормативным методом.

Рисунок 2.9 - Заготовка шестерни

2.10 Проектирование механических операций технологического процесса

2.10.1 Расчет режимов резания и разработка, оформление комплекта технологической документации

Токарная операция

060 Токарная

Рисунок 2.10.1.1- Эскиз обработки

1. Выбор инструмента

Для обработки отверстия 2 возьмем расточной расточно резец



Рисунок 2.10.1.3 - Эскиз расточной резца.

Материал режущей части резца - твердый сплав Т15К6.

Для обработки поверхностей 1 выбираем токарный подрезной отогнутый резец ГОСТ 18880-73, показанный на рисунке 2.10.1.4 [15, с.120,т. 6].

Рисунок 2.10.1.4 - Эскиз подрезного отогнутого резца.

Для обработки поверхностей 1 выбираем токарный подрезной отогнутый резец ГОСТ 18868-73, показанный на рисунке 2.10.1.4 [15, с.120,т. 6].

Материал режущей части резца - твердый сплав Т15К6.

2. Устанавливаем глубину резания. Припуск на обработку удаляем за один рабочий проход:

-поверхность 1: t = 0,22мм;

-поверхность 2: t = 0,025 мм;

3. Рассчитываем подачу по формуле:

-поверхность

1:S=мм/об;

-поверхность

2:S= мм/об;

Принимаем период стойкости резца = 60 мин [15, с. 268].

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца:

Находим значение коэффициентов по справочным данным [15, с. 269, т. 17]. = 350;x = 0,15; y = 0,35; m = 0,2.

Kv - общий поправочный коэффициент, равный произведению коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки:

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала. Определяется по формуле:

,

где - коэффициент для материала инструмента, - показатель степени, при обработке резцами с пластинами из твердого сплава:

; =1 [15, с. 262, т. 2]. Предел прочности стали = 1080 МПа. Тогда:

.

- поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для поковки [15, с. 263, т. 5].

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала режущего лезвия на скорость резания= 1, [15, с. 263, т. 6].

и - поправочные коэффициенты, учитывающие изменение главного и вспомогательного углов в плане. Для резцов:

- проходной отогнутый резец Kц= 1 и Kц1 = 0,87;

- подрезной отогнутый резец Kц = 0,75 и Kц1= 1.

Общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания:

- поверхность 1:;

- поверхность 2:;

5. С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

6. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания находится по формуле:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

7. Мощность, затрачиваемая на резание, кВт:

,

где- тангенциальная составляющая силы резания при точении [15, с. 271]:

Для заданных условий: [15, с. 273, т. 22].

Рz: ; x = 1; y = 0,75; n = -0,15;

Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов , учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов назначаем по рекомендациям [15, с. 275, т. 23]:

;

- проходной отогнутый резец Рz:Kцp = 1;Kгp = 1,1;Kлp = 1;

- подрезной отогнутый резец Рz: Kцp = 0,91;Kгp = 1;Kлp = 1.

8. Подставляем все найденные значения в формулу:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

Тогда мощность резания:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

В соответствии с выбранным методом обработки, полученной мощностью и размером заготовки выбираем станок: токарно-винторезный 16Б16А [15, с.15, табл.9].

Примем станочные обороты и подачи:

- поверхность 1: n= 800 об/мин; Sпр=0,4 мм/об;

- поверхность 2: n= 2000 об/мин; Sпр=0,1 мм/об;

9. Фактическая скорость главного движения резания:

поверхность 1 :

поверхность 2 :

10. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия .

Мощность на шпинделе станка: , где - мощность двигателя; - КПД станка.

Тогда: .

Так как - обработка поверхностей на выбранном станке возможна.

11. Определяем основное время обработки:

,

Где L - расстояние, которое проходит резец.

- поверхность 1:

- поверхность 2:

Тогда время обработки:

- поверхность 1:

- поверхность2:

12. Определим общее время обработки за операцию:

Плоскошлифовальная операция

090 Шлифовальная

Рисунок 2.10.1.5- Эскиз обработки

1. Для обработки поверхности 1 выбираем шлифовальный круг прямого профиля ГОСТ 2424-83. Эскиз круга приведен на рисунке 2.19. Применим круг ПП 500Ч40Ч250 25А32-ПС1 6 К5 35м/с 1 кл. А [15, с. 242-250],

где 500 - внешний диаметр круга,мм;

40 - высота круга, мм;

250 -внутренний диаметр круга,мм;

25А - белый электрокорунд для абразивного инструмента на керамической связке;

32 - обозначение зернистости (область применения - предварительное и чистовое шлифование деталей с параметром шероховатости Ra 2,5…0,32 мкм);

С1 - твердость: круг средний (для чистового круглого шлифования периферией круга заготовок из закаленных сталей);

6 - номер структуры: круглое наружное шлифование периферией круга;

К5 - связка керамическая;

35 м/с -скорость вращения шлифовального круга;

1А - класс неуравновешенности кругов для класса точности А.



Рисунок 2.10.1.6 - Шлифовальный круг ПП

2. Выбор оборудования

В соответствии с методом обработки выбираем плоскошлифовальный станок модели 3Б153[15, с.28, т.11].

3. Расчет режимов резания для предварительного шлифования

Применим метод шлифования - врезное.

1) Частота вращения абразивного круга:

.

2) Принятая частота вращения абразивного круга согласно паспортным данным станка: nприн=1000 об/мин.

3) Действительная окружная скорость круга:

м/с.

4) Принимаем продольную подачу 15м/мин;

5) Поперечную подачу принимаем 20 мм/ход;

4) Основное время обработки :

где: l - длинна хода стола с заготовкой, мм;

Вкр - ширина круга, мм;

Вз - ширина заготовки, мм;

l2 - величина перебега, мм;

h - величина припуска, мм;

VU - скорость продольной подачи, м/мин;

Sn - пoперечная подача, мм/x;

t - глубина резанья, мм;

kT - коэффициент точности(1,2-1,5)

9) Эффективная мощность шлифования:

кВт;

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия Nрез? Nст

Мощность станка: ,

где - механический КПД станка;

- мощность двигателя станка.

Nст=4,5·0,75 = 3,3 кВт

Т.к. Nэ? Nст, обработка возможна.

10) Проверим энергетические режимы шлифования на условие бесприжоговости.

Удельная мощность на 1 мм активной длины:

Мощность, допустимая по условию бесприжоговости:

Условие бесприжоговостисоблюдено.

11) Основное время обработки [22, с. 23]

Зубофрезерная операция

110 Зубофрезерная

Рисунок 2.10.1.8- Эскиз обработки

1. Параметры обрабатываемой поверхности.

2. Выбор режущего инструмента.

Для нарезания зубьев применяем фрезу червячную по ГОСТ 10331-81.

m = 1мм; d = 32,26 мм; l = 9,4 мм; d1 = 30,1 мм; dao = 30,89 мм;

zo= 54.

Материал фрезы - Р6М5; класс точности - А.



Рисунок 2.10.1.9 - геометрия червячной фрезы

3. Выбор оборудования

Станок зубофрезерный 5К301П

Технические характеристики.

Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки 125мм, максимальные размеры нарезаемых колёс - модуль 2,5мм, количество нарезаемых зубьев 6-325. Частота вращения шпинделя инструмента - 100-500 об/мин. Диапазон рабочих подач (9 ступеней), мм/об 0,35 - 45/ Мощность электродвигателя - 2,2кВт.

Определение подачи

Табличное значение подачи - [Адам, Овумян, с. 109, т. 6].

Поправочные коэффициенты [Адам, Овумян, c. 1, т. 42]:

;

4. Определение стойкости червячной фрезы

Стойкость червячной фрезы: [Адам, Овумян, с.142, т.37].

5. Определение скорости резания

V = 15 м/мин. [Адам, Овумян, с.154-160, т.45-51].

6. Определение числа оборотов фрезы

Число оборотов фрезы определяем из номограммы скоростей для принятой скорости резания и диаметра фрезы.

.

7. Расчет числа оборотов заготовки

Частоту вращения заготовки определяем из соотношения

Тогда .

На практике для данного вида оборудования настройка числа оборотов фрезы и заготовки осуществляется посредством подбора сменных зубчатых колес гитары деления в соответствии с руководством по эксплуатации станка.

8. Расчет глубины фрезерования

Колесо нарезается за один проход. Глубина фрезерования

.

9. Расчет основного времени

Сверлильная операция

100 Сверлильная операция



Рисунок 2.10.1.10 - эскиз обработки

Выбор режущего инструмента

1. Выбираем сверло с цилиндрическим хвостовиком по

ГОСТ 19544-74 [2, т. 42, с. 144]. Материал сверла Р6М5.

d=1,5 мм; L=85 мм; l=56 мм;

Рисунок 2.10.1.11 - сверла

Расчет режима резания для сверления

Поверхность 1: Ш1,5 H13; Rz20.

1. Поправочный коэффициент, учитывающий физико-химические свойства обрабатываемого материала:

[2, т. 2, с. 262].

; .

2. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки РИ:

[2, т. 6, с. 263].

3. Поправочный коэффициент на относительную глубину отверстия:

[2, т. 31, с. 280].

4. Общий поправочный коэффициент:

5. Назначаем подачу для сверла диаметром 1,5 (мм) стали 30ХА, твёрдостью HВ 229 табличное значение подачи ST=0,05 (мм/об) [2, т. 26, с. 277].

6. Скорость резания:

[2, т. 28, с. 279].

T=15 мин [2, т. 30, с. 279].

.

Определим частоту вращения шпинделя станка:

.

7. Осевая сила резания при обработке зенкерами определяется по формуле [2, с. 277]:

,

где поправочный коэффициент находим по справочным данным

=68, q=1, y=0,7. [2, т. 32, с. 281].

- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки

[2, т. 9, с. 264]

.

n=0,75 [2, т. 9, с. 264].

Осевая сила резания равна Н.

8. Крутящий момент при сверлении определяется по формуле [2, с. 277]:

,

где поправочный коэффициент =0,0345, q=2, y=0,8 находим по справочным данным [2, т. 32, с. 281].

.

9. Мощность, затрачиваемая на резание [2, с.283]:

10. Выбор оборудования.

В качестве металлорежущего станка для всех видов обработки отверстия 4 выбираем станок 2Н125 с мощностью электродвигателя 2,2 (кВт)

Подачи шпинделя берем из паспорта (мм/об)

0,1 0,14 0,17 0,2 0,28 0,4 0,57 0,81 1,14 1,6.

Частота вращения шпинделя берем из паспорта (об/мин)

45 63 90 125 175 250 354 500 700 1000 1400 2000

Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если .

Мощность на шпинделе станка .

У станка 2Н125 = 2,2 кВт, = 0,8. Тогда Nшп.=2,2·0,8= 1,76 кВт.

Следовательно, 0,15<1,76 - обработка возможна.

11.Подбираем Sст=0,1 мм/об; n ст=2000 об/мин.

12. Рассчитаем действительную скорость главного движения резания:

13. Длина рабочего хода:

.

.

.

Рисунок 2.10.1.12 - Схема врезания

;

14. Основное время обработки:

.

Максимальное усилие резания составляет Pо=135.8 Н, а максимальный крутящий момент Мкр=0,08 Нм.

Зенкерование

100 Зенкерная операция



Рисунок 2.10.1.13- эскиз обработки

Выбор режущего инструмента, расчёт режимов резания и составляющих сил резания при обработке

Выбор режущего инструмента

1. Выбираем зенкер с цилиндрическим хвостовиком по

ГОСТ1672-80 [2, т. 42, с. 144]. Материал сверла Р6М5.

d=3,4 мм; L=61 мм; l=12 мм;

Рисунок 2.10.1.14 - зенкера

Расчет режима резания для зенкерования

Поверхность 1: Ш3,4; H11; Rz10.

1. Поправочный коэффициент, учитывающий физико-химические свойства обрабатываемого материала:

[2, т. 2, с. 262].

; .

2. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки РИ:

[2, т. 6, с. 263].

3. Поправочный коэффициент на относительную глубину отверстия:

[2, т. 31, с. 280].

4. Общий поправочный коэффициент:

5. Назначаем подачу для зенкера диаметром 3,4 (мм) стали 30ХА, твёрдостью HВ 229 табличное значение подачи ST=0,1 (мм/об) [2, т. 26, с. 277].

6. Скорость резания:

[2, т. 28, с. 279].

T=30 мин [2, т. 30, с. 279].

.

Определим частоту вращения шпинделя станка:

.

7. Осевая сила резания при обработке зенкерами определяется по формуле [2, с. 277]:

,

где поправочный коэффициент находим по справочным данным

=68, q=1, y=0,7. [2, т. 32, с. 281].

- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки

[2, т. 9, с. 264]

.

n=0,75 [2, т. 9, с. 264].

Осевая сила резания равна Н.

8. Крутящий момент при зенкеровании определяется по формуле

[2, с. 277]:

,

где поправочный коэффициент =0,0345, q=2, y=0,8 находим по справочным данным [2, т. 32, с. 281].

.

9. Мощность, затрачиваемая на резание [2, с.283]:

10. Выбор оборудования.

В качестве металлорежущего станка для всех видов обработки отверстия 4 выбираем станок 2Н125 с мощностью электродвигателя 2,2 (кВт)

Подачи шпинделя берем из паспорта (мм/об)

0,1 0,14 0,17 0,2 0,28 0,4 0,57 0,81 1,14 1,6.

Частота вращения шпинделя берем из паспорта (об/мин)

45 63 90 125 175 250 354 500 700 1000 1400 2000

Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если

.

Мощность на шпинделе станка .

У станка 2Н125 = 2,2 кВт, = 0,8. Тогда Nшп.=2,2·0,8= 1,76 кВт.

Следовательно, 0,232<1,76 - обработка возможна.

11.Подбираем Sст=0,2 мм/об; n ст=2000 об/мин.

12. Рассчитаем действительную скорость главного движения резания:



13. Длина рабочего хода:

.

.

.

;

14. Основное время обработки:

.

Максимальное усилие резания составляет Pо=1565,5 Н, а максимальный крутящий момент Мкр=2,52 Нм.

2.11 Формирование и оформление окончательного плана маршрутно-операционного технологического процесса

Изначально, из соображения потребного количества операций для получения заданной детали, был разработан предварительный план технологического процесса. Но в результате расчетов припусков, разработки, расчетов и анализа размерной схемы с применением прикладной теории графов, были внесены в план технологического процесса некоторые корректировки с целью оптимизации, повышения общей экономической эффективности технологического процесса.

Для достижения большей экономичности, при некотором снижении производительности, объединяем некоторые операции. Были изменены расположения операций обработки некоторых поверхностей, за счет чего достигнута обработка с более чистых баз, с меньшей погрешностью, т. е. уменьшилась возможность брака. Для фрезерования шлицов мы воспользуемся следующей последовательностью: фрезерование, термообработка и шлифование, т.к. в результате термообработки мы обеспечивает высокую контактную прочность поверхности зубьев и большую ударную вязкость их сердцевины, предохраняющую зубья при вибрационной нагрузке от появления трещин и преждевременного разрушения. Обработка червячной фрезой с последующим шлифованием позволит нам получить более точную поверхность.

3. ОХРАНА ТРУДА

3.1 Выявление и анализ опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне на специализированном участке по производству деталей типа шестерня

3.1.1 Краткое описание прототипа объекта проектирования

Объект проектирования - специализированный участок механического цеха по производству деталей типа шестерня. Численность персонала - 14 рабочих. На участке применяется металлообрабатывающее оборудование: токарно-револьверные, токарно-винторезные с ЧПУ, шлифовальные, зубофрезерные, зубошлифовальные, горизонтально-фрезерные, вертикально-сверлильные станки, станок для суперфиниша. Данное оборудование является источником вредных и опасных производственных факторов.

3.1.2 Выявление опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого объекта

Выполним анализ опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого участка. Согласно ГОСТ 12.0.003-74 вредные и опасные факторы подразделяются по природе действия на физические, химические, биологические и психофизиологические. Проанализируем вероятное вредное и опасное воздействие применяемого на участке оборудования в соответствии с данной классификацией.

Физические опасные и вредные производственные факторы (ГОСТ 12.0.003-74 п. 1.1.1):

· Движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования. Используемое технологическое оборудование обладает подвижными частями (шпиндели, суппорты, столы и т.п.), которые имеют большие числа оборотов, скорости перемещения. Присутствие таких элементов оборудования делает вероятным травмирование персонала вследствие несоблюдения правил техники безопасности при эксплуатации металлообрабатывающего оборудования. Также возможно травмирование вследствие неисправности оборудования, поражение электрическим током. Абразивные круги на шлифовальных станках вращаются с высокой частотой. Специфика абразивного инструмента такова, что вероятно его разрушение под действием центробежных сил. Частицы круга обладают высокой поражающей способностью. Травмирование персонала возможно вследствие несоблюдения техники безопасности. Также вероятно разрушение конструкций различных агрегатов станка. Причиной травмирования в таком случае является нарушение правил эксплуатации и обслуживания оборудования и правил техники безопасности.

· Повышенная запыленность воздуха рабочей зоны. При обработке вала-шестерни абразивным инструментом имеет место повышенная запыленность воздуха рабочей зоны.

· Повышенный уровень шума на рабочих местах. Работающие электродвигатели и трансмиссии станков, а также процесс механической обработки металла являются источником шума. Шум усугубляет также воздействие вредных веществ на организм человека.

· Острые кромки, заусенцы, шероховатость на поверхностях заготовок и инструмента. После обработки заготовок на них могут образовываться заусенцы, острые кромки. Также после обработки металлическая стружка может наворачиваться на режущий инструмент. Вследствие несоблюдения техники безопасности может произойти травмирование персонала.

· Повышенный уровень вибрации. На операторов станков воздействует технологическая вибрация. При работе с вышеописанным технологическим оборудованием рабочие подвергаются воздействию локальной вибрации, которая передается через руки при контакте с элементами управления станка. Также персонал подвергается воздействию общих вибраций, передающихся через опорные поверхности.

· Повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека. Станочное оборудование потребляет электрический ток напряжением 220 В и 380 В. Вследствие неисправности оборудования, проводки возможно замыкание и прохождение электрического тока через нетоковедущие части оборудования.

Химические опасные и вредные производственные факторы (ГОСТ 12.0.003-74 п. 1.1.2):

· Испарения СОЖ (укринол) могут оказывать раздражающее воздействие на органы дыхания. Данное вещество относится к мало опасным, его предельно допустимая концентрация составляет порядка 10 мг/мі.

Биологические и психофизиологические вредные и опасные факторы на рассматриваемом участке отсутствуют.

3.1.3 Характеристика источников опасных и вредных производственных факторов

· Вероятность травмирования персонала вследствие контакта с подвижными частями оборудования а также острыми кромками, заусенцами, шероховатостями на поверхностях заготовок и инструмента определяется суперпозицией вероятностей выхода из строя оборудования и несоблюдения персоналом правил техники безопасности. Эта вероятность составляет 0.09%. Средства защиты регламентируются ГОСТ 12.4.011-89.