Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение типа производства

2. Технологическая часть

2.1 Назначение и конструкция инструмента

2.2 Анализ технологичности конструкции инструмента

2.3 Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

2.4 Анализ базового и обоснование принятого технологического процесса

2.5 Расчёт припусков на обработку

2.6 Расчёт режимов резания

2.7 Техническое нормирование

3. Конструкторская часть

3.1 Выбор и расчет станочного приспособления

4. Охрана труда

4.1 Анализ условий труда на рабочем месте

4.2 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда

4.3 Пожарная безопасность

Список использованной литературы

червячный фреза заготовка припуск

Введение

Машиностроение - отрасль промышленности, тесно связанная с изготовлением деталей, узлов машин и оборудования различного назначения, от использования которых в значительной степени зависит интенсивность развития всего народнохозяйственного комплекса. При этом по сравнению с другими способами получения детали машин обработка резанием обеспечивает наибольшую их точность, а также наибольшую гибкость производства, быстрый переход от изготовления одних деталей к изготовлению других.

Эффективность металлообработки - это комплексный показатель, учитывающий среди прочих условий роль режущего инструмента, его влияние на производительность труда, его экономность, надежность, металлоемкость. Несмотря на кажущуюся незначительность и дешевизну по сравнению с современным металлорежущим станком, режущий инструмент во многом определяет возможности современного машиностроительного производства, особенно автоматизированного.

Основные параметры режущих инструментов определяются их назначением и должны обеспечивать надежность, производительность, экономичность обработки.

1. Определение типа производства

Тип производства определяем по методике, приведенной в /1/.

Тип производства по ГОСТ 3.1108 - 74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К_зо, который определяем по формуле

, (1.1)

где O - суммарное число различных операций;

P -число рабочих мест с различными операциями.

Располагая штучно-калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяем количество станков m_р, шт, по формуле :

, (1.2)

где N = 3000 шт. - годовая программа;

Т_ш-к - штучно - калькуляционное время, мин;

F_д = 4015 час - годовой фонд времени работы оборудования, при двух- сменном режиме;

К_з.н = 0,85 - нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1

Таблица 1.1 - расчет коэффициента закрепления операций

№ операции	Наименование операции	Тш-к, мин	mp, шт	Р,шт	Кзф	Од,шт
005	Заготовительная	2.06	0.03	1	0.03	28
025	Токарно-револьверная с ЧПУ	9.8	0.14	1	0.14	7
030	Токарно-револьверная с ЧПУ	9.8	0.14	1	0.14	7
035	Протяжная	1.5	0.02	1	0.02	43
045	Токарно-револьверная с ЧПУ	6.2	0.09	1	0.09	10
050	Универсально-фрезерная	3.5	0.05	1	0.05	17
055	Затыловочная	1.9	0.03	1	0.03	28
060	Долбежная	5.8	0.08	1	0.08	11
065	Горизонтально-фрезерная	2.3	0.03	1	0.03	28
070	Резьбошлифовальная	5.5	0.08	1	0.08	11
075	Круглошлифовальная	4.76	0.07	1	0.07	13
080	Вертикально-фрезерная	5.36	0.08	1	0.08	11
085	Заточная	1.92	0.03	1	0.03	28
105	Внутришлифовальная	3.78	0.06	1	0.06	15
110	Круглошлифовальная	4.88	0.07	1	0.07	13
115	Заточная	2.3	0.03	1	0.03	28
итого				16		298

После расчета и записи в графы таблицы по всем операциям значения Т_ш-к, m_р устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего целого числа полученное значение m_р.

Вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места К_ЗФ по формуле

, (1.3)

где m_р - расчетное количество станков, шт.;

Р - принятое число рабочих мест.

Количество операций О_Д, шт., закрепленных за одним рабочим местом определяем по формуле :

, (1.4)

где К_з.н = 0,85 - нормативный коэффициент загрузки;

К_з.ф - фактический коэффициент загрузки.

После заполнения всех граф таблицы подсчитаем суммарные значения для О_Д и Р, и определим коэффициент закрепления операций и тип производства :

При значении коэффициента закрепления операций 18,6 согласно ГОСТ 3.11108 - 74 производство будет среднесерийным.

После выбора типа производства определяем количество деталей n, шт., в партии для одновременного запуска по формуле :

, (1.5)

где N =3000 шт. - годовой объем выпуска деталей;

а = 3 дн. - количество дней запаса деталей на складе;

Ф = 253 дн. - количество рабочих дней в году.

Принимаем n =36 штук.

2. Технологическая часть

2.1 Назначение и конструкция инструмента

Одним из вариантов применения червячной фрезы-шевера является использование их для обработки зубчатых колес. Особенность проектируемого инструмента состоит в том, что он применяется для фрезерования и шевенгования зубчатых колес. В конструкцию червячной фрезы добавляется два витка червячного шевера, что делает конструкцию инструмента более технологичной в применении, так как шевер можно применять для обработки колес более высокой точности. Таким образом можно производить обработку зубчатого колеса черновую и чистовую одним инструментом без его смены.

Основными конструктивными элементами червячной фрезы-шевера являются: диаметры, длина, число заходов, модуль.

Канавки для стружки, которые образуют режущие кромки червячного шевера делают небольшими. Направлением канавок можно регулировать характер образования стружки, а следовательно, и шероховатость обрабатываемого колеса.

В качестве инструментального материала для изготовления фрезы-шевера выбираем быстрорежущую сталь Р6М5, химический состав которой представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Химический состав быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ19265-73.

C,%	W, %	V,%	Mo,%	Cr,%	Mn,%	Si,%
0,8-0,88	5,5-6,5	1,7-2,1	5-5,5	3,8-4,4	?0,4	?0,5

2.2 Анализ технологичности конструкции червячной фрезы-шевера

Фреза-шевер для обработки зубчатых колес является инструментом, для изготовления которого применяются черновые и чистовые базы. Так при токарной обработке заготовки наружная поверхность является черновой, а затем и чистовой базой.

При дальнейшей обработке заготовки, после токарной операции, в качестве баз будут использоваться отверстие под оправку и торец.

Наружная поверхность используется только при изготовлении инструмента, поэтому она является технологической базой.

Практически все поверхности для точения доступны и обрабатываются стандартными режущими инструментами.

Шлифовальные и заточные операции выполняются на универсальном и широко применяемом оборудовании.

2.3 Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

Для изготовления червячной фрезы-шевера требуются заготовка прокат горячекатанный.

Произведем экономическое обоснование выбора заготовки.

Стоимость штампованной заготовки S_заг, руб, определяем по формуле :

S_заг = (C_i Q K_т К_с К_в К_м К_п) - (Q-q) S_отх , (2.21)

где С_i = 250000 руб. - базовая цена заготовки;

Q = 11,95 кг - масса заготовки;

q= 7,33 кг - масса детали;

К_т = 1 - коэффициент, зависящий от точности;

К_с = 1 - коэффициент, учитывающий группу сложности заготовки;

К_в = 1 - коэффициент, учитывающий массу заготовки;

К_м = 1,1 - коэффициент, зависящий от материала детали;

К_п = 0,95 - коэффициент, учитывающий годовую программу.

S_заг1 = (25000 11,9511 1 1 0,95) - (11,95 - 7,33) 2500 = 272262,5 руб.

Себестоимость заготовки проката, руб, определяем по формуле

S_заг=, (2.22)

где М - материальные затраты, руб.;

С_оз - технологическая себестоимость заготовительной операции.

Затраты на материал М, руб, определяются по формуле :

М = Q S - (Q - q ) S_отх, (2.23)

где Q = 11,95 кг. - масса заготовки;

q = 7,33кг. - масса детали;

S = 25000 руб. - стоимость 1 кг. материала;

S_отх = 2500 руб. - стоимость 1 кг. отходов.

М = 11,95 25000 - (11,95 - 7,33) 2500 = 286991,10 руб.

Технологическая себестоимость С_оз, руб, определяется по формуле

С_оз =, (2.24)

где С_nз = 2020 руб./час. - приведенные затраты на рабочее место;

Т_ш-к = 2,06 мин. - штучно - калькуляционное время операции резки.

S_заг2 = 286991 + 35,6 =287269,6 руб.

Экономический эффект Э, руб, от внедрения нового вида заготовки определяем по формуле

Э = (S_заг2 - S_заг1) N, (2.25)

где N=3 000 дет. - годовая программа выпуска.

Э = (287269,35 - 272262,5) 3 000 = 45020550руб.

2.4 Анализ базового и обоснование принятого технологического процесса

Анализ базового технологического процесса проводился с точки зрения обеспечения качества продукции и оптимальности использования оборудования. Обращаем внимание на операцию 030 Токарно-револьверную. В новом технологическом процессе рекомендуется применять операцию 030 " Токарно-револьверную "на станке с ЧПУ, что обеспечивает уменьшение процента брака, а также сокращает время на обработку, так как на токарных операциях уменьшается отношение подготовительно-заключительного и вспомогательного времени.

В качестве баз выбираем наружный диаметр инструмента и торец.

Описание маршрутной технологии принятого технологического процесса, исходя из целесообразности, выполним в виде таблицы 2.1.

Таблица 2.1 - Маршрутная технология принятого технологического процесса изготовления инструмента

№ опер	Наименование операции	Оборудование, приспособление и инструмент	Содержание операции
005	абразивно-отрезная	Абразивно-отрезной МФ 332	отрезать заготовку База: наружный диаметр и торец
010	ковочная	Пресс КШП ТУ 23.2.1290-78	Отковать заготовку
015	термическая	Печь шахтная ПШ 100 ТУ	Отжечь заготовку
020	галтовочная		Очистить от окалины
025	Токарная	Токарно-револьверный с ЧПУ 1В340Ф3 резец 2100-1505 ГОСТ 26611-85 Сверло 2317-0119 ГОСТ 14952-75 Сверло 2301-0061 ГОСТ 10903-77 Зенковка коническая 2534-0692 ГОСТ 15599-70 резец 2101-0605 ГОСТ 20872-80 резец 2100-1505 ГОСТ 26611-85 резец 2101-0605 ГОСТ 20872-80 резец 2140-0285 ГОСТ 26612-85	1.точить наружный диаметр; 2.подрезать торцы; 3.точить бурт; 4.снять фаску; 5. сверлить отверстие База : наружный диаметр и торец
030	Токарная	Токарно-револьверный с ЧПУ 1В340Ф3 резец 2100-1505 ГОСТ 26611-85 Сверло 2317-0119 ГОСТ 14952-75 Сверло 2301-0061 ГОСТ 10903-77 Зенковка коническая 2534-0692 ГОСТ 15599-70 резец 2101-0605 ГОСТ 20872-80 резец 2100-1505 ГОСТ 26611-85 резец 2101-0605 ГОСТ 20872-80 резец 2140-0285 ГОСТ 26612-85	1.точить наружный диаметр; 2.подрезать торец; 3.точить бурт; 4.снять фаску; 5.расточить отверстие; 6.расточить выточку в отверстии; 7.снять фаску; 8.точить конус База : наружный диаметр и торец
035	Протяжная	Протяжной 5Б520	Протянуть шпоночный паз. Б: наружный диаметр
040	Слесарная		Снять заусенцы фаски по ребрам шпоночного паза
Продолжение таблицы 2.1
045	Токарная	Токарно-револьверный с ЧПУ 1В340Ф3 резец 2100-1505 ГОСТ 26611-85 резец 2101-0605 ГОСТ 20872-80 резец 2100-1505 ГОСТ 26611-85 резец 2101-0605 ГОСТ 20872-80 резец 2140-0285 ГОСТ 26612-85	1.точить наружную поверхность; 2.точить левый профиль; 3.точить правый профиль; 4.точить канавки Б: наружный диаметр и торец
050	Универсально-фрезерная	Фрезерный 6М82, Набор фрез 2250-0054 ГОСТ 3755-78, Оправка 7112-1453 ГОСТ 31.1066.02-85, Патрон 7100-0002 ГОСТ 2675-80	Фрезеровать стружечные канавки Б: наружный диаметр
055	Затыловочная	Затыловочный 1Б811, Образцы шероховатостей №1 ГОСТ 9378-75 Шаблон специальный	Затыловать по передней поверхности Б: отверстие и торец
060	Долбежная	СИ-017	Долбить канавки по боковой поверхности шевера Б: отверстие, торец и шпоночный паз
065	Горизонтально-фрезерная	Фрезерный 6М82, Набор фрез 2250-0054 ГОСТ 3755-78, Оправка 7112-1453 ГОСТ 31.1066.02-85,	Фрезеровать канавки шевера Б: отверстие, торец и шпоночный паз
070	Резьбошлифовальная	Станок 5893 Оправка 7110-0455 ГОСТ 16212-70, Круг 1 40х25х32 25А 50СМ2 10К ГОСТ 2424-83, Калибр специальный.	Шлифовать профиль зубьев шевера Б: отверстие и торец
075	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный 3А151, Оправка 7110-0455 ГОСТ 16212-70, Круг 1 40х25х32 25А 50СМ2 10К ГОСТ 2424-83, Калибр специальный	Шлифовать зубья шевера Б: отверстие, торец и шпоночный паз.
080	Вертикально-фрезерная	Фрезерный 6М11	Удалить неполные зубья Б: отверстие и торец
085	Заточная	Универсально заточной 3Б642 Приспособление заточное специальное Круг 12 150Ч16Ч50Ч5 25А 25 СМ1 №6 35 м/с 46 0,4 ГОСТ 2424-83 -71 Угломер ГОСТ 5378-88	Заточить по передней поверхности База: отверстие и торец
090	Маркировочная		Маркировать: модуль, классифицировать, передний угол, завод
095	Термическая		Закалить, отпустить
100	слесарная		очистить
105	Внутришлифовальная	Внутришлифовальный 3А228В, Круг 1-38Ч20Ч20-15 ГОСТ 2424-83, Плита 7208-0002 В ГОСТ 16528-81, Образцы шероховатости №4 ГОСТ 9378-75.	Шлифовать отверстие и торец База :наружный диаметр
110	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный 3А151, Оправка 7110-0455 ГОСТ 16212-70, Круг 1 100х25х32 25А 50СМ2 10К ГОСТ 2424-83, Калибр специальный	Шлифовать бурты, шлифовать торец База :наружный диаметр
115	Заточная	Универсально заточной 3Б642 Приспособление заточное специальное Круг 12 150Ч16Ч50Ч5 25А 25 СМ1 №6 35 м/с 46 0,4 ГОСТ 2424-83 -71 Угломер ГОСТ 5378-88	Заточить по передней поверхности База: отверстие и торец
120	Нанесение покрытий
125	Контрольная	Стол ОТК	Контроль
130	Упаковочная

2.5 Расчет припусков на обработку

Расчет припусков аналитическим методом производим на две поверхности по методике представленной в /1/.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные размеры для поверхности диаметром 120H6, длиной 80h10.

Технологический маршрут обработки поверхности диаметром 120H6 состоит из операций: точения, затылования предварительного, затылования окончательного. Расчет сводим в таблицу 6.1, в которую записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значение элементов припуска. Так как в данном случае обработка ведется в патроне, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю. В этом случае эта величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска.

При базировании по наружному диаметру и торцу суммарное значение пространственных отклонений , мм, определяем по формуле

, (6.1)

где _см - погрешность поковки по смещению осей;

_эксц - погрешность по эксцентричности и короблению

мкм.

Остаточные пространственные отклонения

точение черновое ₂ = 0,06 = 0,06 1281 = 76,86 мкм;

точение чистовое ₃ = 0,04 = 0,04 1281 = 51,24 мкм;

затылование ₄ = 0,02 = 0,02 1281 = 25,62 мкм.

Таблица 2.2 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности диаметром 120,45 Н6.

Переходы	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный размер, dр, мм	Допуск,,мкм	Предельный размер, мм	Предельное значение припуска, мкм
	Rz	Т					dmin	dmax	2Zпрmin	2Zпр Max
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Заготовка	150	200	1281		123,45	1000	123,5	124,5
Точение	50	50	77	2 1631	121,19	620	121,1	120,81	3304	3684
Затылование предварительное	20	25	51	2 177	120,84	100	120.8	120,94	354	874
Затылование окончательное	10	20	26	2 111	120,62	39	120,6	120,88	222	283
Итого									4018	5034

Расчет минимальных значений припусков 2Z_min, мкм, производим, пользуясь основной формулой

2Z_min =2 ( R_zi-1 + Т_i-1 + _i-1 ) (6.2)

где Z_min - минимальный припуск на i-тый переход, мкм;

R_zi - высота микронеровностей на i-м переходе, мкм;

Т_i - допуск, мкм;

_i - суммарное значение пространственных отклонений на i-м переходе, мкм.

Минимальный припуск под:

точение черновое 2Z_min =2 (150 + 200 + 1281) = 2 1631 мкм;

точение чистовое 2Z_min =2 (50 + 50 + 77) = 2 177 мкм;

протягивание 2Z_min =2 (30 + 30 + 51) = 2 111 мкм;

Графа таблицы 1 "Расчетный размер d_р" заполняем начиная с конечного размера путем прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода

d_р3 = 120,62 + 0,222 = 120,842 мм;

d_р2 = 120,842 + 0,354 = 121,196 мм;

d_р1 = 121,196 + 3,262 = 123,458 мм

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе "Номинальный предельный размер" определяем их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетный размеры. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:

dmax₁ = 120,45 + 0,016 = 120,466 мм;

dmax₂ = 120,62+ 0,039 = 120,659мм;

dmax₃ = 120,842 + 0,1 = 120,942 мм;

dmax₄= 121,196 + 0,62= 121,816 мм;

Предельное значение припусков Z^прmax определяем как разность наибольших предельных размеров и Z^прmin - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов

Z^прmin₃ = 120,842 - 120,62 = 0,222 мм;

Z^прmin₂ = 121,196 - 120,842 = 0,354 мм;

Z^прmin₁ = 123,5- 121,196 = 3,304 мм;

Z^прmax₃ = 120,942 - 120,659 = 0,283 мм;

Z^прmax₂ = 121,816 - 120,942 = 0,874 мм.

Z^прmax₁ =124,5 -121,816= 3,684 мм.

Общие припуски определяем, суммируя промежуточные припуски, записываем их значения внизу соответствующих граф

2Zо_max = 3684+874+283+193 = 5034 мкм;

2Zо_min = 3304+354+222+170= 4050 мкм.

Общий номинальный припуск

Zo_ном = 5018 - 1000 - 16 = 4018 мкм.

Номинальный диаметр заготовки

dз_ном = 120,45 + 3,018 = 123,468 124 мм.

Проверка правильности расчетов

2Z^прmax - 2Z^прmin = _max - _min

5034 - 4050 = 1000- 16 = 984 мкм.

На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке поверхности диаметром 120Н6.



Рисунок 2.1 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия диаметром 120,45Н6.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры на поверхность 80h10.

Технологический маршрут обработки поверхности состоит из операций: точение, хонингование, шлифование окончательное. Расчеты сводим в таблицу 6.2 , которую записываем соответствующие заготовке и операциям значения элементов припуска.

Таблица 2.3 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности .

Переходы	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный размер, Lр, мм	До- пуск, ,мкм	Предельный размер, мм	Предельное значение припуска, мкм
	Rz	Т					Lmin	Lmax	2Zпр min	2Zпр max
Заготовка	150	200	1281		81,901	1300	30	31,3
Точение	50	50	77	2 1631	80,27	520	80,2	80,7	1730	2510
Шлифование окончательное	30	30	51	2Ч177	79,916	84	79,9	80,0	354	790
Итого									2084	3300

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой

2Z_min =2 ( R_zi-1 + Т_i-1 + _i-1 )

Где Z_min - минимальный припуск на i-тый переход, мкм;

R_zi - высота микронеровностей на i-м переходе, мкм;

Т_i - допуск, мкм;

_i - суммарное значение пространственных отклонений на i-м переходе, мкм.

Минимальный припуск под точение

2Zmin =2 (150 + 200 + 1281 ) = 2 1631 мкм.

Графу "Расчетный размер L_р " заполняем начиная с конечного размера путем прибавления расчетного минимального припуска технологического перехода

L_р2 = 79,916 + 0,354 = 80,27 мм;

L_р1 = 80,27 + 3,262 = 81,901мм;

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на технологический переход и заготовку, в графе "Номинальный предельный размер" определяем их значения для технологического перехода, округляя расчетный размеры. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:

Lmax₀ = 82 + 1,3 =83,3 мм;

Lmax₁= 80,27 + 0,52 =80,79 мм;

Lmax₂ = 79,916+ 0,084 =80мм;

Предельное значение припуска Z^прmax определяем как разность наибольших предельных размеров и Z^прmin - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Z^прmax₂ = 80,79 - 80,0 = 0,79 мм;

Z^прmax₁ = 83,3 - 80,79 = 2,51 мм;

Z^прmin₂ = 79,916 - 80,27 = 0,354 мм;

Z^прmin₁ = 80,27 - 82 = 1,73 мм;

Общий номинальный припуск

Zо_ном = 3300 + 1300 - 84 = 4516 мкм.

Номинальный размер

L_ном = 80+ 4,516 = 84,516 85мм.

Проверка правильности расчетов

2Z^прmax - 2Z^прmin = _max - _min

3300 - 2084 = 1300 - 84= 1216 мкм.

Расчеты выполнены верно.

На основании данных расчета строим схему расположения припусков и допусков на поверхность 80h10.

Рисунок 2.2 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности 80h10.

На остальные поверхности заготовки припуски назначаем по ГОСТ 7505-89 и результаты сводим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4- Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности

Размер	Припуск	Допуск
	табличный	расчетный
76	24,085	-	+2,7 -1,3
42	24,085	-	+2,7 -1,3
120.45H6	-	22,01
70	24	23,75	+2,4 -1,2
80	-	22,25
40	2,0	-
43	2,0	-

2.6 Расчет режимов резания

Режимы резания двух разнохарактерных операций рассчитываем по эмпирическим формулам приведенным в /2/.

Операция 025- токарно-револьверная с ЧПУ, переход 2.

Исходные данные: диаметр заготовки - 120 мм, глубина резания - 1,6 мм, длина обработки - 20 мм, количество проходов - 1, материал заготовки - сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.

Подача при чистовом точении выбирается максимально допустимой исходя из обеспечения необходимой шероховатости обработанной поверхности. Рекомендуемая подача S_о = 0,2 мм/об.

Скорость резания при точении V, м/мин

V = , (7.1)

где С_v = 340 - постоянная величина; Т= 50 мин - стойкость инструмента; t = 1,6 мм - глубина резания; S =0,8 мм/об - подача.

Показатели степеней выбираем по таблице 17: х = 0,15; y =0,45; m = 0,2. Определяем коэффициент К_v

К_v= К_mv К_uv К_nv (7.2)

где К_mv = 0,7- коэффициент, учитывающий свойства материала детали;

К_uv=0,9 -коэффициент, учитывающий материал режущего инструмента;

К_nv=1 -коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.

К_v = 0,7 0,9 1 = 0,63

V= м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя станка n, мин^-1

n=, (7.3)

где D = 120 мм - диаметр обрабатываемой поверхности.

n =мин^-1

Корректируем частоту вращения n_ст = 500 мин ^-1.

Пересчитываем скорость резания по принятой частоте вращения

м/мин

Главную составляющую силы резания Р_Z, Н

P_z=10 C_p t^x S^y Vⁿ K_p, (7.4)

где С_р = 200 - постоянная величина; t = 1,6 мм - глубина резания;

S = 0,8 мм/об - подача; V = 184,4 м/мин - скорость резания

Показатели степеней выбираем по таблице 22: х = 1; у = 0,75; n = 0.

Коэффициент К_р определяем по следующей формуле

К_р = К_мр К_р К_р К_р К_rp, (7.5)

где К_мр = 1 - коэффициент, учитывающий свойства материала;

К_р = 0,98 - коэффициент, учитывающий угол ;

К_р = 1,15 - коэффициент, учитывающий угол ;

К_р = 1 - коэффициент, учитывающий угол ;

К_rp = 1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине.

К_р = 1 0,98 1,15 1 1 = 1,127

P_z=10 200 1,6¹ 0,8^0,75 188,4 ⁰ 1,127= 3050,64 Н

Определяем мощность резания N, кВт

N =, (7.6)

где P_z = 3050.64 Н - сила резания;

V = 188,4 м/мин - скорость резания.

кВт

Мощность электродвигателя N_дв, кВт

N_дв = , (7.7)

где N = 9,39 кВт - мощность потребляемая на резание; _ст = 0,8 - коэффициент полезного действия станка; К_п = 1,1 - коэффициент перегрузки.

На токарном станке 1В340Ф3 мощность электродвигателя равна 10 кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Операция 110 - Круглошлифовальная.

Переход 2

Исходные данные: диаметр - 107,42 мм, глубина резания - 0,05 мм, материал сталь Р6М5 ГОСТ 19265 - 73, круглошлифовальный станок модели 3М151А;

Скорость шлифовального круга V_кр, м/с :

V_кр = (2.35)

где D = 100 мм - диаметр круга; n = 1050 мин^-1 - число оборотов круга по станку.

V_кр = м/мин.

Определяем рекомендуемую скорость вращения детали по нормативам

V_д = 325 м/мин.

Рассчитываем число оборотов шпинделя n, мин^-1, соответствующего рекомендуемой скорости

n = (2.36)

где d =107,42 мм - диаметр детали.

n = мин^-1

Уточняем число оборотов шпинделя по паспорту станка n_д=1000 мин^-1.

Пересчитываем скорость вращения детали по принятой частоте вращения: V_д = м/мин. Режимы резания всех операций механической обработки сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2 .5- Сводная таблица режимов резания.

№ операции	Наименование операции	Модель станка	Переход	Глубина резания (t), мм.	Подача (S)	скорость резания (V), м/мин.	частота вращения (n), мин-1.	Основное время (То), мин.
					мм/об (мм/дв.х.)	мм/мин (м/мин)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
005	Абразивно-отрезной	МФ332	-	2	0,2	568	29	2840	0,1
025	Токарно-револьверная с ЧПУ	1В340Ф3	1	2	0,8	560	125	740	0,83
			2	0,8	0,35	550	40,2	1600	0,79
			3	0,8	0,4	592	25,12	800	0,65
			4	0,4	0,4	560	37,8	1550	0,85
			5	1	0,7	320	125,6	800	0,72
			6	0,5	0,8	560	125	740	0,79
			7	1	0,7	320	125,6	800	1,23
			1	2	0,8	560	125	740	0,83
			2	0,8	0,4	320	25,12	800	0,79
			3	0,4	0,4	592	25,12	800	0,65
			4	0,8	0,35	560	40,2	1600	0,85
			5	1	0,7	320	125,6	800	0,72
			6	0,5	0,8	200	125	740	0,79
			7	0,8	0,4	560	25,12	800	0,81
			8	1	0,2	320	82,7	1150	0,72
035	Протяжная			1,5	0,7	320	12,5	800	0,69
045	Токарно-револьверная с ЧПУ	1В340Ф3		1,5	0,7	109	52	155	1,86
050	Универсально-фрезерная		1	1	1,4	200	32,2	440	0,15
				1	0,5	325	22,2	220	0,12
				1	2,4	540	53,2	420	0,23
				1	1,4	125	32,2	440	0,17
				1	2,4	110	41,2	110	0,38
				1	0,82	115	75,4	520	0,46
055	Затыловочная		-	0,005	0,1	560	21,7	800	0,41
060	Долбежная			0,01	0,4	320	18,9	630	1,14
065	Горизонтально-фрезерная			0,8	0,15	592	24,0	500	0,2
				0,8	0,10	560	12,5	125	0,4
				1,3	0,08	320	32	380	0,6
070	Резьбошлифовальная			0,25	0,05	200	29,4	550	1,2
075	Круглошлифовальная			0,05	0,01	560	24,8	125	0,7
				0,08	0,01	320	24,8	125	0,7
080	Вертикально-фрезерная			0,01	0,4	320	18,9	630	0,76
085	Заточная			0,005	0,02	109	24,8	1500	1,01
105	Внутришлифовальная			0,01	0,2	200	12,2	125	0,68
				0,04	0,4	325	24,2	100	0,72
110	Круглошлифовальная			0,005	0,02	540	24,8	380	1,51
115	Заточная			0,005	0,02	125	24,8	1500	1,01

2.7 Техническое нормирование

Тип производства изготовления фрезы-шевера соответствует среднесерийному производству, в котором в качестве нормы времени рассчитывается штучно-калькуляционное время:

, (8.1)

где - основное время;

вспомогательное время;

время на обслуживание рабочего места;

- время на отдых;

- подготовительно-заключительное время;

- размер партии.

Рассчитываем основное время:

, (8.2)

где длина резания, =80мм; величина врезания и перебега, 4мм; количество рабочих ходов, ; подача на оборот, 0,8 мм/об; число оборотов, 760 мин.

Основное время на черновое точение 120:

мин

Вспомогательное время рассчитываем по формуле:

, (8.3)

где время на установку и снятие детали, 0,15мин;

время на закрепление и открепление детали;

время на приемы управления станком;

время на измерение детали.

Время на приемы управления детали состоит из:

1) времени включения станка кнопкой - 0,02мин;

мин

2) времени подвода или отвода инструмента к детали при обработке - 0,03мин;

3) времени перемещения инструмента - 0,06 мин.

мин

Время на измерение детали состоит из времени измерения скобой односторонней диаметра: 120.

мин

Вспомогательное время

мин

Для мелкосерийного производства вспомогательное время:

, (8.4)

где коэффициент, зависящий от типа производства, 1,85.

мин

Оперативное время:

 (8.5)

мин

Время на обслуживание и отдых в серийном производстве по отдельности не определяются. Оно задается в процентах от оперативного времени

(8.6)

= мин

Подготовительно заключительное время:

=14 мин;

Размер партии 36 шт.

Штучно-калькуляционное время составляет

мин.

Аналогично рассчитываем нормы времени на остальные операции, и результаты сводим в таблицу 8.1.

Таблица 2 .6- Сводная таблица норм времени.

Номер операции	Наименование операции	Основное время t, мин.	Вспомогательное время	Оперативное время t, мин.	Время обслуживания t, мин.	Время подг. заключиельное , мин.	Штучно-кальк. время t, мин.
			t, мин	t, мин.	t, мин
0005	Абразивно-отрезная	0,1	0,72	0,050	0,5	1,82	0,24	16	2,06
Продолжение таблицы 2.6
030	Токарно-револьверная с ЧПУ	2,11	0,18	0,040	0,05	2,38	0,062	7	2,71
		1,28	0	0,040	0,09	1,59	0,041	7	1,85
		2,21	0	0,015	0,07	2,48	0,045	7	2,79
		0,21	0	0,015	0,03	0,26	0,005	7	0,40
		0,05	0	0,015	0,11	0,17	0,003	7	0,31
		0,05	0	0,015	0,08	0,14	0,003	7	0,27
		0,03	0	0,015	0,11	0,16	0,003	7	0,29
		0,38	0	0,015	0,11	0,50	0,009	7	0,66
		0,04	0	0,015	0,11	0,16	0,003	7	0,29
		2,99	0	0,015	0,13	6,14	0,111	7	3,67
		2,59	0,18	0,015	0,81	3,59	0,065	7	3,99
035	Протяжная	0,69	0,13	0,05	0,11	0,98	0,02	30	1,5
045	Токарно-револьверная с ЧПУ	1,86	0,15	0,01	0,09	2,11	0,49	7	6,2
050	Универсально-фрезерная	1,51	0,3	0,05	0,09	1,95	0,09	15	3,5
055	Затыловочная	0,41	0,13	0,02	0,07	0,33	0,34	15	1,9
060	Долбежная	1,14	0,24	0,01	0,5	1,89	0,28	15	5,8
065	Горизонтально-фрезерная	1,20	0,13	0,01	0,08	1,42	0,04	17	2,3
070	Резьбошлифовальная	1,24	0,15	0,05	0,11	5,16	0,16	11	5,5
075	Круглошлифовальная	1,4	0,15	0,01	0,15	,46	0,13	7	4,76
080	Вертикально-фрезерная	0,76	0,15	0,035	0,12	1,03	0,23	12	5,36
105	Внутришлифовальная	1,4	0,15	0,01	0,15	,46	0,13	7	3,78
110	Круглошлифовальная	1,51	0,3	0,05	0,09	1,95	0,09	7	4,88
115	Заточная	1,01	0,15	0,035	0,08	12,2	0,35	5	2,3

3. Конструкторская часть

3.1 Выбор и расчёт привода приспособления

Приспособление специальное применяется на вертикально-фрезерных станках таких как FSS-500 и предназначено для фрезерования.

Рисунок 3.1 - Приспособление фрезерное.

Приспособление представляет собой делительный механизм, совмещенный с токарным патроном поз.24. В корпусе делительной головки 2 расположен шпиндель 3, который вращается с помощью маховика 1. На заднем конце шпинделя закреплен делительный диск 5 с клиновидными осевыми пазами, в которые входит клиновидный фиксатор 8 с отверстием, в котором помещается пружина 15, прижимающая фиксатор в пазу диска. Из паза фиксатор выводится рычагом 13, в который запрессован штифт 22, входящий в паз фиксатора. На цапфе рычага неподвижно сидит рукоятка 9, закрепленная штифтом. При поворачивании ее в ту или иную сторону фиксатор будет входить или выходить из паза делительного диска. Во избежание вибраций шпиндель во время работы закрепляется двумя втулками 11 и 12 с помощью рукоятки 10.

В данном приспособлении используется винтовое зажимное устройство. Для его расчёта необходимо рассчитать диаметр зажимного винта по формуле:

, (3.1)

где с - коэффициент для основной метрической резьбы;

W-необходимая сила зажима

-допускаемое напряжение сжатия.

С=1.4 - п справочнику [5]

=100 МПа для стали 45

Необходимую силу зажима рассчитаем по формуле, согласно справочника [5]:

, (3.2)

где М крутящий момент на сверле;

f1,f2 - коэффициенты трения на рабочих поверхностях зажимов;

к - коэффициент запаса.

б - угол призмы;

Крутящий момент на сверле равен М=7,2Нм, коэффициент трения для гладких поверхностей равен f=0,25.

Коэффициент запаса рассчитывается:

, (3.3)

где Ко - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К1 -коэффициент учитывающий постоянство силы зажима;

К2 - коэффициент учитывающий эргономику ручных зажимных элементов.

Таким образом:

Принимаем диаметр винта d=12.

Определим момент, который нужно развить на винте для обеспечения заданной зажимной силы W:

, (3.4)

где dср - диаметр резьбы;

- угол подъёма резьбы;

- приведённый коэффициент трения.

Значение угла определяем по формуле:

, =4 (3.5)

Коэффициент трения найдём из выражения:

, =9.83 (3.6)

где -половина угла при вершине профиля винта резьбы;

f-коэффициент трения.

Момент на винте:

Н

Определим длину ключа, необходимого для зажима гайки:

(3.7)

где P - сила, приложенная к рукоятки, Pпр=150H.

4. Охрана труда

4.1 Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте

При разработке и организации технологического процесса изготовления червячной фрезы-шевера возникает ряд вредных и опасных факторов, негативно сказывающихся на здоровье человека. К ним относятся:

Запылённость воздуха при выполнении шлифовальных операций. Возникающие при этом пыли не являются пожароопасными, однако оказывают вредное воздействие на дыхательную систему человека.

Шум, возникающий при работе оборудования цеха. Вызывает повышенную утомляемость работника, снижает работоспособность, снижает внимание, что повышает вероятность возникновения травматизма.

Вибрация. Возникает так же от работающего оборудования. Вибрация, передающаяся непосредственно на руки работника оказывает вредное воздействие на суставы. Общая вибрация может влиять на организм человека в целом, так как её частота может совпадать с биологической частотой внутренних органов.

Освещение. Оно должно быть достаточным для выполняемой работы. Недостаточная освещённость оказывает вредное воздействие на зрение работника, приводит к повышенной утомляемости глаз, а следовательно и к повышению травматизма./13/

Движущиеся части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки, транспортные средства, передвигающиеся по цеху. Это может привести к повреждению работников механического характера и даже к летальному исходу.

При работе на токарных станках наиболее часто отмечаются случаи ранения различных частей тела. Стружка обрабатываемых материалов, осколки инструментов, ломающихся при работе, отказы оборудования. Всё это так же приводит к всевозможным травмам механического характера, как во время работы, так и после работы при уборке рабочего места.

Высокая температура печей на операциях термической обработки, высокая температура поверхностей обрабатываемой детали и инструмента. При эксплуатации этот фактор может привести к ожогам различной степени тяжести, а так же к возникновению пожаров.

4.2 Мероприятия по обеспечению безопасности условий труда

Механический цех, в котором осуществляются процессы обработки металлов резанием, соответствует требованиям Сан П и Н № 9-101-99 и санитарных норм проектирования промышленных предприятий Сан П и Н 2.2.1.13-5-2006.

На шлифовальных операциях для уменьшения пылевыделения используется СОЖ, которая смачивает обрабатываемую поверхность. Шлифовальные станки оборудованы специальными устройствами для механизированного и беспыльного удаления стружки. Так же станки снабжены местными вытяжными устройствами типа вентилируемых укрытий зоны обработки, в данном случае панелями равномерного всасывания. В конструкции местных вытяжных устройств предусмотрена возможность стока конденсирующихся паров СОЖ в отстойники и фильтрующие системы СОЖ. Управление выполнено таким образом, чтобы местная вытяжная вентиляция включалась одновременно с пуском оборудования, а её выключение осуществлялась после его остановки. Помимо местной вентиляции для обеспечения чистоты воздуха в целом в цехе, предусмотрена общая приточно-вытяжная вентиляция, соответствующая СНБ 4.02.01-03.В холодный период года предусмотрено отопление.

Следствием механических травм является спектр негативных воздействий на человека от порезов и ушибов до летального исхода. Все станочное оборудование способно травмировать оператора.

Основным нормативным документом, устанавливающим требования к строительно-акустическим методам борьбы с шумом, является Сан П и Н 2.2.4/2.1.8.10-32-2002. Методы борьбы с шумом делятся на:

методы снижения шума на пути распространения его от источника;

методы снижения шума в источнике его образования;

средства индивидуальной защиты от шума.

В данном случае источники шума - станки и станочное оборудование. В оборудовании шумы уменьшены следующими способами: подшипники качения заменены подшипниками скольжения, плоскоременные передачи заменены клиноременными, возвратно - поступательные движения заменены вращательными, все вращающиеся детали динамически уравновешены, вместо прямых зубчатых передач принимаем косозубые или шевронные. Для уменьшения уровня шума на пути его распространения, каждое рабочее место снабжено защитными кожухами и защитными экранами, которые снижают уровень шума за счёт того, что на них нанесены звукоизолирующие и вибродемпфирующие покрытия. Для операторов станков с ЧПУ установлены звукоизолированные кабины наблюдения. Помимо всего этого все рабочие места снабжены средствами индивидуальной защиты от шума - наушниками.

Производственное оборудование, передающее вибрацию на рабочие места, установлено таким образом, чтобы обеспечить на рабочих местах предельно допустимые величины вибрации в соответствии с требованиями Сан П и Н 2.2.4/2.1.8.10-33-2002.

Гашение вибрации на рабочих местах производится с помощью пружинных и резиновых амортизаторов и использования вибропоглощающих материалов для облицовки рукояток оборудования. Так же применены динамические виброгасители и местные инерционные гасители. Вибрирующее оборудование периодически, а так же после ремонта подвергается проверке на соответствие его действующим санитарным нормам. Оборудование, не отвечающее требованиям санитарных норм, подлежит замене.

Естественное и искусственное освещение механического цеха соответствует требованиям ТПК 45-2.04-153-2009. Общая освещенность механического цеха составляет 1400 Лк. Система искусственного освещения выбрана согласно с конструктивными особенностями здания, которые влияют на высоту подвеса светильников, на их число и на единичную мощность каждого светильника. Так же использовано местное освещение. Для него применяются светильники с непросвечивающимися отражателями, с защитным углом 30⁰, установленные непосредственно на металлорежущих станках. Чистка стёкол, оконных проёмов, световых фонарей, ламп и осветительной арматуры производится четыре раза в год.

Требования безопасности к технологическому процессу соответствуют ГОСТ 12.3.025 - 80, изложены в технологической документации и выполняются на протяжении всего технологического процесса. Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых деталей во время работы оборудования производится вне зоны обработки при применении специальных приспособлений - спутников, с закреплёнными на них заготовками, на станок производится автоматически, это исключает возможность соприкосновения рук станочников с движущимися приспособлениями и инструментами. Контроль за станками и снятие деталей для контроля производится при отключенных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента и приспособлений. К выполнению технологического процесса допускаются лица соответствующей профессии, специальности и квалификации, прошедшие инструктаж и обучение/13/.

Для обеспечения безопасности работы режимы резания (скорость резания, глубина резания, подача) соответствуют требованиям стандартов и технологическим условиям для соответствующего инструмента. Рабочая зона во время работы станка закрывается специальным кожухом, для предотвращения разбрызгивания СОЖ и разлетания стружки. Стружка от металлорежущих станков и рабочих мест удаляется механизированным способом при помощи пластинчатого конвейера. СОЖ при циркуляции в зоне охлаждения подвергается очистке от механических примесей. Система циркуляции СОЖ имеет устройства дозированной и направленной подачи в зону обработки с автоблокировкой подачи СОЖ при прекращении работы оборудования. Лица, имеющие предрасположенность к кожным аллергическим заболеваниям, к работе с СОЖ не допускаются.

Все производственные источники тепла, в данном случае нагревательные печи, обеспечены приспособлениями, предотвращающими выделение конвекционной и лучистой теплоты в рабочее помещение. Это герметизация, теплоизоляция, экранирование .Дверцы и заслонки печей снабжены теплоизолирующими устройствами, обеспечивающими температуру на их поверхности не выше 45⁰. Рабочие отверстия нагревательных печей при открытых дверцах отделены от рабочих прозрачными экранами, покрытыми отражающей плёнкой. Обслуживание печей во время их работы механизировано и обеспечено устройствами дистанционного управления их работой. Так же на рабочих местах рабочие снабжены спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями ГОСТ 12.4.010 - 83 и ГОСТ 12.4.017 - 83.Спецодежда работников цеха подвергается периодической стирке. Стирка производится централизованно по мере загрязнения но не реже двух раз в месяц. Сточные воды механического цеха содержат маслопримеси. Исследования процессов фильтрования сточных вод, содержащих маслопримеси, показали, что кварцевый песок - лучший фильтроматериал. Применение реагентов повышает эффективность очистки, однако при этом значительно возрастает стоимость очистных сооружений и усложняется процесс их эксплуатации. Образующийся при этом осадок требует дополнительных устройств для его переработки.

В качестве фильтрующих материалов кроме кварцевого песка используем доломит, керамзит, глауконит. Эффективность очистки сточных вод от маслосодержащих примесей значительно повышается при добавлении волокнистых материалов: асбеста и отходов асбестоцементного производства.

4.3 Пожарная безопасность

При выполнении технологического процесса изготовления червячной фрезы-шевера, пожарная безопасность обеспечивается согласно требованиям ГОСТ 12.1.004 - 91 и "Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий". Обрабатывается сталь 40Х. Этот материал не грюч и относится к категории Д, т.е. к несгораемым материалам в холодном состоянии (согласно НПБ 5 - 2005). По степени огнестойкости цех относится к пятой категории согласно СН 2.02.01-98. К причинам возможного возникновения пожара можно отнести:

неисправность электропроводки, халатное обращение с нагревательным оборудованием. Противопожарная защита в цеху обеспечивается:

применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;

применением электрической пожарной сигнализации и пожаротушения;

применением пропитки конструкций объекта, нанесением на поверхность огнезащитных средств и составов./13/

Все помещения цеха оборудованы средствами пожаротушения. Средства пожаротушения находятся в специальных пожарных щитах, обозначенных специальными указателями, расположенными на видном месте на высоте 0,8 м. от пола. На участке имеются следующие первичные средства пожаротушения:

ёмкость с песком (0,7 м³);

лопата;

ведро;

огнетушитель ОУ -5 в количестве двух штук.

Для защиты от перегрузок в электроцепи предусмотрено заземление всех установок ( ГОСТ 12.1.1030 - 81).

В цехе предусмотрена центральная система отопления, которая не является источником пожарной опасности. Механический цех расположен в одноэтажном здании, в котором для эвакуации людей предусмотрены эвакуационные выходы, обеспечивающие безопасный выход людей наружу кратчайшим путём в минимальное время. Двери выхода открываются наружу,что соответствует требованиям СНБ 2.02.02-2001.

Размещено на Allbest.ru