Комплексный дипломный проект: Проект участка по производству технологических приспособлений для электромеханического восстановления и укрепления поверхностного слоя деталей машин. Цилиндрические поверхности


	Загрузить архив:
	Файл: 023-0021.zip (123kb [zip], Скачиваний: 54) скачать

РЕФЕРАТ

Лищенко А.В.Комплексний дипломний проект:

“Проект дiльницi по виробництву технологiчноi оснастки для електромеханичного вiдновленняi змiцнення деталей машин”

Дипломний проект. ХГТУ. 5С. 1999

Пояснювальна записка: 97 стр.; Додаток стр.; Креслення 10 аркушiв формату А1.

В проектi розроблена конструкцiя пристрiiв для электромеханичноiобробки внутреннiх поверхнь обертання. Ряд операцiй виконуется на продуктивному обладнаннi з ЧПУ. Спроектован оригiнальний поводковий патрон, електроконтактний пристрiй та державка для висадження i змiцнення внутренньоi поверхнi.

Запропанованi в проектi технологiчнi, кострукторськii органiзацiйнi рiшення дозволили отримати економiчний ефект у розмiрi3629 гр.

СОДЕРЖАНИЕ

		стр.
	ВВЕДЕНИЕ

1.	ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯЧАСТЬ	7
1.1.	Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление	7
1.2.	Определение программы запуска и типа производства	10
1.3.	Анализ технологичности конструкции детали	11
1.4.	Технико-экономичесикеисследования приемлемых методов получения заготовки	15
1.5.	Проектирование заготовки	19
1.6.	Проектирование технологических операций	26

2.	КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ	41
2.1.	Основы электромеханической обработки	41
2.2.	Технология электромеханического способа восстановления деталей без добавочного металла	45
2.3.	Упрочнение деталей машин	50
2.4.	Электро-контактное устройство	53
2.5.	Державка для обработки внутренних поверхностей	54
2.6.	Держатель	54
2.7.	Переходная втулка	55
2.8.	Патрон	55
2.9.	Посадочное приспособление	56

3.	ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ	57
3.1.	Цель проведения исследования	57

4.	ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ	62
4.1.	Состав продукции цеха, регламент его работы и характеристика	62
4.2.	Определение потребного количества оборудования и производственной площади участка	62
4.3.	Расчет плановой себестоимости продукции участка	65
4.4.	Расчет себестоимости и условной внутризаводской цены детали	66
		стр.
5.	ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	70
5.1.	Определение экономического эффекта	70
5.2.	Расчет величин капитальных вложений	73
5.3.	Определение экономии от снижения себестоимости	74
5.4.	Расчет общих показателей экономической эффективности	76

6.	ОХРАНА ТРУДА	77
6.1.	Назначение охраны труда на производстве	77
6.2.	Анализ условий труда	78
6.3.	Электробезопасность	79
6.4.	Освещение производственного помещения	85
6.5.	Оздоровление воздушной среды	89
6.6.	Защита от шума и вибрации	91
6.7.	Пожарная безопасность	91
6.8.	Техника безопасности на участке	93

	ЗАКЛЮЧЕНИЕ
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
	ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, в условиях все возрастающей напряженности работы машин, связанной с увеличением мощности, скорости, давления, а также с повышенными требованиями к точности их работы, вопросы надежности приобретают исключительно большое значение. На ремонт и восстановление работоспособности машин затрачиваются огромные ресурсы . Это во многом объясняется низкой прочностью поверхностного слоя сопрягаемых деталей машин, который составляет всего долю процента от всей массы деталей. Следовательно, для повышения долговечности машин решающее значение имеет упрочнение трущихся поверхностей деталей в процессе их изготовления и ремонта. Электромеханическая обработка (ЭМО), основана на термическом и силовом воздействии, она существенно изменяет физико-механические показатели поверхностного слоя деталей и позволяет резко повысить их износостойкость, предел выносливости и другие эксплуатационные характеристики деталей. Процесс ЭМО имеет основные разновидности: электромеханическое сглаживание (ЭМС) и электромеханическуювысадку металла (ЭМВ). Высадка является основной операцией электромеханического способа восстановления деталей, а поэтомучасто под ЭМВ подразумевают сам способ восстановления. Как правило, ЭМС сопровождается упрочнением поверхностного слоя, поэтому в некоторых случаях его называют электромеханическим упрочнением (ЭМУ), а по существу ЭМУ есть следствие ЭМС.

1. ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Назначение детали и анализ технических условий на изготовление.

Конструируемая деталь представляет собой деталь типа рычаг. В проектируемой державке он является корпусом и служит для крепления на нее сменной головки с твердосплавной пластиной, а так же для передачи усилия на цилиндр через ось.

Рычаг не имеет ответственных поверхностей и поэтому прост в изготовлении. Деталь имеет три отверстия Æ10 мм, два из которых служат для крепления оси, передающей усилие через сухарь на пружину цилиндра, третья отверстие служит для крепления рычага болтом М10, который является осью вращения рычага. Деталь имеет два отверстия диаметром Æ6.8 мм для крепления болтами М6 сменной головки с твердосплавной пластиной.Для сопряжения этих поверхностей предусмотрена поверхность длиной 35 мм и шириной 20 мм. Для сопряжения поверхности рычага с поверхностью планки предусмотрена поверхность длиной 50 мм и шириной 20 мм.

Рычаг имеет паз шириной 60 мм для свободного перемещения в нем цилиндра с пружиной. Рычаг имеет отверстие М8 для крепления к нему многожильного провода болтом.Шероховатость обрабатываемых поверхностей при фрезеровании и сверлении по четвертому классу. Для повышения срока службы и придания изделию эстетических качеств деталь подвергают оксидированию.

Материал рычага – сталь 45 ГОСТ 1050-88. Получают данную сталь в конвертерах,мартеновских и электрических печах.

Таблица 1.1

Химический состав стали.

марка

% (не более)

0.42¸0.50

0.17¸0.37

0.50¸0.80

0.25

Предельно-допустимаяконцентрация вредных примесей в стали 45 следующая: S (не более) 0.04% , фосфор (не более) 0.035% [6].

Таблица 1.2

Механические свойства стали 45

марка

s_т

s_в

s_s

ан

H/мм²

H×м/см²

360

610

Сталь45 в нормализованном состояниипо сравнению с низкоуглеродистыми сталями имеет более высокую прочность при более низкой пластичности. Хорошо обрабатывается резанием.

1.2. Определение программы запуска и типа производства.

В зависимости от размеров производственной программы, характера производства и выпускаемой продукции, а так же технических и экономических условий осуществления производственного процесса различают три основных типа производства:

-единичное

-серийное

-массовое

Количественной характеристикойтипа производства является коэффициент закрепления операций К_з.о., который представляет собойотношение числа различных операций, подлежащих выполнению в течении месяца, к числу рабочих мест. Математически эта зависимость выражается следующей формулой:

К_з.о_. = О/Р(1.2.1)

гдеО – число различных операций, шт.

Р – число рабочих мест, шт.

По таблице типов производств определяем, что выпуск детали массой 2 кг и партией 2000 шт. соответствует среднесерийному производству.

Годовую программузапуска определяем по формуле:

n_з = n_вып× (1+b/100) шт, (1.2.2)

где n_вып = 200 шт. – заданная годовая программа,

b = 4 – коэффициент технологических потерь.

Подставив известные величины в формулу (1.2.2), получаем:

n_з = 2000×(1+4/100) = 2012

1.3. Анализ технологичности конструкции детали.

Технологичность конструкции – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособляемость к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работы.

Важное место среди требований к технико-экономическим показателям промышленных изделий занимают вопросы технологичности конструкции. Технологичность конструкции детали анализируется с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовителя.

По ГОСТ 14.205 – 83 технологичность конструкции – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособляемость к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

2.3.1 Количественный метод оценки технологичности.

Для количественного метода оценки техно- логичности конструкции применяют показатели, предусмотренные ГОСТ 14.202 – 73.

Произведем расчет по некоторым из этих показателей.

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:

К_ц.э_.= Q_у.э_./Q_э (1.3.1)

где Q_у.э_. = 8 шт. – число унифицированных элементов детали;

Q_э = 9 шт. – общее число конструктивных элементов.

Подставляя известные величины в формулу (1.3.1), получим:

К_ц.э_. = 12/12 =1

При К_ц.э_.> 0.6 деталь считается технологичной.

Деталь считается технологичной по точности, если коэффициент точности обработки К_точ_. ³ 0.8. Этот коэффициент определяется по формуле:

К_точ_. = 1 – 1/А_ср_. (1.3.2)

где А_ср_. – средний квалитет точности обработки, определяется как:

А_ср_. = åА×n_i / ån_i (1.3.3)

где А – квалитет точности обработки;

n – число размеров соответствующих данному квалитету, шт.

Так как все поверхности по 14’му квалитету, подставляя известные величины в формулу (1.3.3), получим:

А_ср = (14×n)/n = 14

Подставляя известные величины в формулу (1.3.2), получим:

К_точ_. = 1-1/14 = 0.92

При коэффициент К_точ > 0.8 деталь считается технологичной.

Определим технологичность по коэффициенту шероховатости, который должен стремиться к нулю:

К_ш = Q_ш.н_./ Q_ш.о_. (1.3.4)

где Q_ш.н_. – число поверхностей с необоснованной шероховатостью, шт;

Q_ш.о_. – общее число поверхностей подлежащих обработке, шт.

Так как Q_ш.н_. = 0 то К_ш = 0 и следовательно деталь может считаться технологичной.

1.3.2 Качественный метод оценки технологичности.

Качественный метод оценки технологичностидетали основан на практических рекомендациях. Анализируемая деталь типа вилка имеет простую форму, ограниченную плоскими и цилиндрическими поверхностями. Рычаг имеет паз для точного позиционирования сменной головки с твердосплавной пластиной, и паз для плотного прилегания к планке, что обеспечивает перпендикулярность поверхностей, а в дальнейшем и простоту настройки инструмента на станке. Отверстие с резьбой М8 расположено так, чтобы многожильный привод, крепящийся к рычагу болтом, не попадал в зону работы.

Деталь имеет четыреотверстия диаметром Æ10 и Æ6.8 мм, что является технологичным, так как уменьшается количество типа режущего инструмента.

Ко всем обрабатываемым поверхностямобеспечен удобный подход режущих инструментов.

Отсутствуютповерхности с необоснованно высокой точностью обработки. Все неответственные поверхности обрабатываются по 14-му квалитету. Приобработке ответственных поверхностей соблюдается принцип единства баз, что снижает количество брака.

Проанализировав все вышеперечисленные факторы, будем считать деталь – технологичной.

1.4. Технико-экономичесикеисследования приемлемых методов получения заготовки.

1.4.1. Выбор и обоснование метода получения заготовки.

Учитывая, что деталь имеет простую форму, невысокие требования к чистоте поверхности, а так же, что тип производства – среднесерийный, принимаем метод получения заготовки – горячая ковка на горячештамповочном прессе в закрытом штампе.

1.4.2. Определение параметров заготовки.

Припуски на обработку и допуски размеров на поковки, определяются по ГОСТ 7505 – 89 из, вышеупомянутого источника определяем, что деталь имеет следующие обозначения:

-класс точности – Т3, что соответствует получению заготовки на горячештамповочных прессах в закрытых штампах;

-группа стали – М2, что соответствует стали 45;

-степень сложности заготовки – С3;

-разъем плоскости штампа плоский – П;

-исходный индекс –10.

В соответствие с этими обозначениями рассчитаем припуски на обработку и допуски размеров, которые занесем в таблицу (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Припуски и допуски на обработку.

размер детали	основной припуск	дополн. припуск	общий припуск	допуск размеров	размер заготовки
мм
380	3	1	4		380
20	1.1	0.5	1.6		21.6
20	2.2	1	3.2		23.2
R30	1.2	0.2	1.4		28.6

Радиусы закруглений наружный R = 3мм, внутренний r = 9мм. Штамповочные уклоны наружных поверхностей - 7°, внутренних - 10°.

1.4.3. Стоимостной анализ.

Чтобы окончательно убедиться в правильности выбранного метода получения заготовки, проведем стоимостной анализ двух видов заготовки :

I - поковка

II - листовой прокат H=25 мм.

Прокат : полоса 25x105 ГОСТ 103-79

45 ГОСТ 1050-88.

Численным критерием данного анализа являетсякоэффициент использования материала, который определяется по формуле:

К_и.м_. = m_д/ m_з (1.4.1)

где m_д – масса детали, кг;

m_г – масса заготовки, кг;

Массу определяем по формуле:

m=r×V кг,(1.4.2)

где r - плотность материала детали, r=7.8 г/см³;

V – объем детали, см³.

Определяем массу заготовки-поковки и заготовки проката. Разбив тело детали на простые геометрические фигуры, определим ее объем:

V_з1 =384×21.6×23.2+45.6×21.6×23.3+57.2²-p×28.6²/2×23.2+

+30 21.6×23.2+p×(51.6²-28.6²)×23.2/4×23.2=241820 мм³

Тогда масса заготовки₁равна:

m_з1 = 241×7.8 = 1879.8 г.

Аналогично определяем объем и массу заготовки₂:

V_з_.₂_. = 241×25×385 = 1010625 мм³

m_з.2. = 7.8×1011 = 7885г

Из расчета хорошо видно, что коэффициент использования материала при заготовке-поковке значительно выше.

Подставляя известные величины в формулу (1.4.1) , получим:

К_и.м.1 = 1.61/1.88 = 0.86

К_и.м.2 = 1.61/7.88 = 0.2

Наглядно видно, что коэффициент использования материала при заготовке поковке значительно выше.

Определим денежный эквивалент экономии материала. Для этого посчитаем разность масс двух видов заготовок:

m_з1 – m_з2 = 7.88 – 1.88 = 6 кг

Умножив полученную разность на стоимость одного килограмма материала (сталь 45) и на годовую программу выпуска детали мы получим полную годовую экономию Э.

Э = 6 × 2012 = 12072 гр

Проанализировавполученные результаты, принимаем заготовку – поковку, получаемую методом горячей ковки на горячештамповочном прессе в закрытом штампе.

1.5. Проектирование технологического процесса обработки детали.

1.5.1. Разработка и обоснование маршрутного технологического процесса.

Проанализировав конструкцию детали на технологичность, определив тип производства и выбрав вид получения заготовки, разработаем маршрут механической обработки детали.

Так как при обработке большинства поверхностей базой будет служить наиболее развитая поверхность то, соответственно,первой обработаем ее, а так как у нас среднесерийное производство, и предлагается наличие станков с ЧПУ, то обработаем и торцы в размер 380 мм. Для увеличения производительности деталь будем зажимать по две штуки в тисках.

Далее производим обработку на четвертой операции. Зажимаем одну заготовку в тисках и обрабатываем вторую наиболее развитую поверхность в размер 20 мм, фрезеруем паз шириной 35 мм и глубиной 2 мм, а так же паз шириной 60 мм на длину 45 мм с радиусом закругления R30 мм. Базой служит поверхность обработанная на третьей операции.

На пятой операции обрабатываем боковую поверхность детали в размер 20 мм.

Обработку ведем сразу для четырех деталей, закрепляя их в тисках и базируя за обработанные поверхности и нижнюю часть детали.

На шестой операции обрабатываем паз шириной 50 мм. Обработку ведем сразу для четырех деталей. Зажим производим в тисках.

На седьмой операции сверлим отверстие диаметром Æ10 мм. Восьмая операция сверлильная. На радиально-сверлильном станке сверлим два отверстия диаметром Æ6.8 мм. Девятая операция сверлильная с ЧПУ, на которой сверлится отверстиедиаметром Æ6.8 мм на длину 20 мм, отверстие зенкуется для нарезания резьбы и нарезается резьбаМ8, а так как предполагается применение станка с ЧПУ, то вначале зацентруем отверстие. Для увеличения коррозионной стойкости детали на десятой операции оксидирование.

Технологический процесс изготовления детали имеет следующий вид:

005 Заготовительная

010 Контрольная

015 Вертикально-фрезерная

020 Вертикально-фрезерная

025 Вертикально-фрезерная

030 Вертикально-фрезерная

035 Вертикально-сверлильная

040 Вертикально-сверлильная

045 Вертикально-сверлильная

050 Электрохимическая

055 Контрольная

1.5.2. Обоснование выбора чистовых технологических баз.

При выборе технологических баз необходимо руководствоваться принципом единства баз. В данном случае все обрабатываемые поверхности на предыдущей операции, являются базами для последующих. По операциям базы указаны выше.

1.5.3. Выбор и обоснование оборудования

На третьей и четвертой операциях обработка будет вестись на станках с ЧПУ. Учитывая габариты заготовки, а так же количество одновременно обрабатываемых заготовок на станке, размеры зажимных приспособлений выбираем станок с ЧПУ 6Р13РФ3, с шпиндельной головкой и магазином инструментов из 24 шт.

Технические характеристики вертикально-фрезерного станка 6Р13РФ3:

Размеры рабочей поверхности – 1600x400 мм

Наибольшие перемещения станка:

продольное - 1000 мм;

поперечное - 300 мм;

вертикальное- 400 мм;

Наибольшая масса обрабатываемой заготовки – 300 кг

Мощность привода главного движения – 10 кВт

Мощность привода подач – 3 кВт

Числооборотов привода:

главное движение- 1460 мин^-1;

подач - 1430 мин^-1;

Габариты станка:

длина - 2560 мм;

ширина- 2260 мм;

высота - 2250 мм;

Масса станка – 4500 кг.

На пятой и шестой операциях у нас обрабатывается по четыре заготовки одновременно (за один проход). Обработку ведем на предварительно настроенном вертикально-фрезерном станке 6Р13.

Технические характеристики вертикально-фрезерного станка 6Р13:

Размеры рабочей поверхности – 1600x400 мм

Наибольшие перемещения станка:

продольное - 1000 мм;

поперечное - 300 мм;

вертикальное- 400 мм;

Наибольшая масса обрабатываемой заготовки – 300 кг

Мощность привода главного движения – 10 кВт

Мощность привода подач – 3 кВт

Числооборотов привода:

главное движение- 1460 мин^-1;

подач - 1430 мин^-1;

Габариты станка:

длина - 2560 мм;

ширина- 2260 мм;

высота - 2250 мм;

Масса станка – 4200 кг.

На седьмой и восьмой операциях сверлятся 4 отверстия Æ10 и Æ6.8мм. Обработку ведем на заранее настроенном вертикально-сверлильном станке модели 2М55. Технические характеристики вертикально-сверлильного станка модели 2М55:

Наибольший условный диаметр сверления= 50мм.

Вылет шпинделя от образующей колоны:

наибольший – 1600 мм;

наименьший – 375мм;

Расстояние от торца шпинделя до плиты:

наибольшее – 1600 мм;

наименьшее – 450мм;

Количество ступенейскоростей шпинделя- 21

Приделы скорости шпинделя – от 20 до 2000 об/мин

Количество ступеней механических подач шпинделя –12

Пределы подач шпинделя – от 0.056 до 2.5 мм/об

Мощность на шпинделе – 4.0 кВт

Габариты станка:

длина - 2665 мм;

ширина - 1020 мм;

высота - 3430 мм;

Масса станка – 4700 кг.

На девятой операции обработка ведетсябез участия рабочего, кроме установки и снятия детали, это значительно сокращает вспомогательное время. Используем вертикально-сверлильный станок с ЧПУ.

Технические характеристики вертикально – сверлильного станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2:

Наибольший условный диаметр сверления= 35мм.

Наибольший диаметр нарезания резьбы = 24мм.

Число шпинделей револьверной головки - 6

Вылет шпинделя от направляющей колоны – 450мм

Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола: наибольшее – 600 мм;

наименьшее – 40 мм;

Количество подач суппорта – 18

Приделы подач суппорта: 10¸500 мм/мин

Количество скоростей шпинделя- 12

Приделы частот шпинделя – 45 ¸ 2000 об/мин

Размеры рабочей поверхности стола:

длина - 710 мм;

ширина - 400 мм;

Габариты станка:

длина - 1860 мм;

ширина - 2170 мм;

высота - 2700 мм;

Масса станка – 4700 кг.

1.6. Проектирование технологических операций.

1.6.1 Расчет режимов резания.

Расчет режимов резания можно проводить двумя методами: аналитическим и табличным.

1.6.2. Аналитическим методом рассчитаем режимы резания на операцию 020, а именно – фрезерование паза шириной 50 мм и глубиной 2 мм. Для расчета используем [17].

В качестве инструмента выбираем концевую фрезу из быстрорежущей стали Р6М5, с числом зубьев Z=8, диаметром D=50мм. Одновременно обрабатываются четыре заготовки . Глубина резания t=2 мм.

Определим подачу на зуб S_z. Так как концевая фреза – инструмент не жесткий, то выбираем S_z= 0.1 мм/зуб.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами фрезы, определяется по формуле:

V_n = C_n× D^q/ (T^m × t^x × S^y×B^u×Z^p) × K_n м/мин, (1.7.1)

где Т –среднее значение стойкости, T= 180 мин;

t – глубина резания;

S_z – подачана зуб, мм/зуб;

D – диаметр фрезы, мм;

B – ширина фрезеруемой поверхности B=50 мм;

z – количество зубьев, шт.

Значение коэффициентов Cnи показателей степеней выбираем из [17. табл.17]

Cn = 46.7, x = 0.5, y = 0.5, m = 0.33, q=0.45, p=0.1;

К_n - общий поправочный коэффициент на изменение условий обработки.

K_n = K_m_n× K_п_n×K_u_n (1.7.2)

где K_m_n- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

K_п_n- коэффициент учитывающий состояние поверхности;

K_u_n- коэффициент учитывающий материал инструмента;

Определим коэффициент K_mvпо формуле:

K_m_n= K_r × (750/s_в)^nv (1.7.3)

где K_r = 1 – коэффициент зависящий от группы стали;

s_в = 610 Н/мм² – предел прочности для стали 45.

Приняв K_п_n = 0.8, K_u_n = 0.4, nv = -0.9, подставляя известные величины в формулу (1.7.3) , получим:

K_m_n = 1.0 × (750/610)^-0.9 = 0.83

Подставляя известные величины в формулу (1.7.2), получим:

K_v = 0.83 × 0.8 × 0.4 = 0.27

Выбрав значения показателей степеней из таблиц и подставляя их величины в формулу (1.7.1), получим:

V_n = 46.7×50^0.45^м/(180^0.33×2^0.5×0.1^0.5×50^0.1×8^0.1)×0.27 =

= 17.06 м/мин.

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле:

n = 1000×v_u/(p×D) мин^-1, (1.7.4)

гдеD – диаметрфрезы.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.4), получим:

n = 1000×17.6/(p×50) = 108.6 мин^-1

Уточнив по паспорту станка, принимаем частоту вращения шпинделя :n_у= 160мин^-1.

Для данной частоты вращения шпинделя уточняем скорость резанияпо формуле:

V = p×D×n_у/1000 м/мин,(1.7.5)

Подставляя известные величины в формулу (1.7.5), получим:

V = p×50×160/1000 = 25,12 м/мин.

Минутная подача определяется по формуле:

S_М = S_z×n_у×Z мм/мин, (1.7.6)

Подставляя известные величины в формулу (1.7.6), получим:

S_М = 0.1×8×160 = 128 м/мин.

Определим силы резания. Силы резания будут действовать вдоль трех осей координат x, y, z и называются соответственно P_x, P_y, P_z.

Так как основной составляющей сил резания при фрезеровании является сила P_z, то расчет ведем по ней:

P_z = 10×C_p× t^x × S_z^y × B^u ×Z/(D^q×n^w)Н, (1.7.7)

где C_p = 82 – коэффициент;

x,y, q, w, u - показатели степени, выбираем:

x = 0.75; y = 0.6; q = 0.86; w = 0; u = 1.

t - глубина резания, мм;

S_zy- уточненная подача на зуб, мм/зуб;

B - ширина фрезеруемой поверхности, мм;

Z - число зубьев фрезы, шт;

D - диаметр фрезы¸мм.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.7), получим:

P_z = 10×82×2^0.75×0.1^0.6×50¹×8/(60^0.86×160⁰) = 4075 H

Мощность потребная на резание определяется как:

N_рез = P_zv_у/(1020×60), Вт (1.7.8)

Подставляя известные величины в формулу (1.7.8), получим:

N_рез = 4075×25.12/(1020×60) = 1.67 кВт

Определим основное технологическое время по формуле:

T_o = (L_р.х_./S_му)×iмин, (1.7.9)

где L_р.х_. – длина рабочего хода, определяется как:

L_р.х_. = l+y+Dмм, (1.7.10)

где l = 80 мм – длина резания;

y = 0 мм – величина врезания;

D = 3 мм –длина перебега.

Подставляя известные величины в формулы (1.7.10), и (1.7.9) получим:

L_р.х_. = 80+0+3=83 мм

T_o = 83 / 128 = 0.64 мин

1.6.3. Остальные режимы резания рассчитаем табличным методом [13]. В качестве примера определим режимы резания при сверлении отверстия диаметром Æ6.8 мм:

Глубина резания определяется как:

t = d/2 мм, (1.7.11)

где d – диаметр просверливаемого отверстия, мм.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.11), получим:

t = 6.8/2 = 3.2 мм.

Длина рабочего хода определяется по формуле:

L_р.х_. = l_рез+y+l_допмм, (1.7.12)

где l_рез = 18 мм – длина резания;

y = 4 мм – величина врезания;

l_доп = 0 мм –длина перебега.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.12), получим:

L_р.х_. = 18 + 4 = 22 мм

Назначим подачу на оборот шпинделя: S_o=0.16 мм/об

Определим стойкость инструмента по формуле:

T_p = l×T_ммин, (1.7.13)

где T_м = 80 мин – стойкость машинной работы инструмента;

l - коэффициент времени рабочего хода, определяется по формуле:

l = L_рез/ L_рх (1.7.14)

Подставляя известные величины в формулу (1.7.14), и формулу (4.13) получим:

l = 17/22 = 0.77

Т_p = 0.77 × 80 = 61.6 мин

Рассчитаем скорость резания V, м/мини число оборотов шпинделя n, мин^-1.

V = V_табл.× K₁ × K₂ × K₃ м/мин, (1.7.15)

где V_табл. = 23м/мин – табличное значение скорости.

K₁ = 1 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

K₂ = 1 – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

K₃ = 1 – коэффициент, зависящий от отношения L_рез/d.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.15), получим:

V = 23×1×1×1 = 23 м/мин.

Значения частоты оборотов шпинделя определяем по формуле (1.7.5):

n = 100×23/(p×6.8) = 1077 мин^-1.

По паспорту станка принимаем n= 1250 мин^-1.

Уточним скорость резания по формуле (1.7.6):

V = p×23×1250/1000 = 25 м/мин

Определим основное машинное время по формуле (1.7.8):

T_o = 22/(1250×0.16) = 0.11 мин.

Режимы резания на остальные операции рассчитаем аналогично и результаты занесем в таблицу (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Сводная таблица режимов резания.

№	№	Наименование	t	n_д	V	S	L_рх	T_o
операци.	перехода	операции или перехода	мм	об/ мин	м/ мин	мм/ об	мм	мин
1	2	3	4	6	7	8	9	10
05		Вертик-фрезерная
	1	фрез. поверхность	1,6	160	125	0.12	450	0.65
	2	фрез. поверхность	1,6	450	45	0.1	142	0.52
10		Вертик-фрезерная
	1	Вертик-сверлильн.	1,6	160	125	0.12	380
	2	фрез. поверхность	2	160	25	0.1	23	0.65
	3	фрез. поверхность	1.2	160	30	0.1	51	0.07
15		Вертик-фрезерная	1,6	160	50	0.1	380	0.16
20		Вертик-фрезерная	2	160	25	0.1	83	2.39
25		Вертик-сверлильн.						0.64
	1	сверлить	5	900	28	0.16	27	0.18
	2	сверлить	5	900	28	0.16	53	0.36
30		Вертик-сверлильн.
	1	сверлить	3,4	1250	26	0.16	22	0.11
	2	нарезать резьбу	3,4	1250	26	0.16	22	0.11
35		Вертик-сверлильн.
	1	центровать	2	1000	26	0.16	11	0.07
	2	сверлить	3,4	1250	26	0.16	22	0.11
	3	зенкеровать	2	1000	34	0.16	5	0.03
	4	развернуть	-	-	-	-	-	0.5

1.6.4. Техническое нормирование.

Под техническим нормированием понимается установление норм времени на выполнение отдельной работы или нормы выработки в единицу времени.Под нормой времени понимается время, устанавливаемое на выполнение данной операции. Для расчета норм времени используем [12].

Для среднесерийного производства это штучно-калькуляционное врем (Т_ш.к_.), и определяется как:

Т_ш.к_. = Т_о + Т_в + Т_обсл_. + Т_от.л.н_. + Т_п.з_./n мин, (1.7.16)

где Т_о – основное (технологическое) время, мин;

Т_в- вспомогательное время, мин;

Т_обсл_. – время на обслуживание, мин;

Т_от.л.н_. – время а отдых и личные нужды, мин;

Т_п.з – подготовительно-заключительное время, мин;

n – число деталей в партии, шт.

Основное и вспомогательное время составляют Т_оп – оперативное время, от которогов процентном соотношении считается Т_обсл_. и Т_от.л.н.Для примера приведем расчет штучно-калькуляционного времени на 015 операцию.

Вспомогательное время включает в себя время на установку, закрепление и снятие детали, приемы связанные с управлением оборудованием (t_y), контрольные измерения (t_изм), время на замену инструмента, (t_перех_.) – связанное с переходом. Так как измерение будет проводиться штангенциркулем, то t_изм_. = 0.23 мин. Инструмент крепится в обычном патроне, поэтому время на его замену равно t_перех_. = 0.18 мин.

Время на установку, закрепление и снятие детали определяется по формуле:

t_у.з.с_. = t_у.з.с.п_./n мин, (1.7.17)

где t_у.з.с.п_. = 2.40 мин – время на установку и закрепление детали в тисках;

n = 4 шт. – количество деталей, одновременно обрабатываемых в приспособлении.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.17), получим:

t_у.з.с_. = 2.40 / 4 = 0.6 мин

Определим вспомогательное время по формуле:

Т_в = t_у.з.с_. + t_изм_. + t_перех_. мин, (1.7.18)

Подставляя известные величины в формулу (1.7.18), получим:

Т_в = 0.60 +0.18 +0.23 =1.01 мин

Оперативное время определятся по формуле:

Т_оп = Т_о + Т_в мин, (1.7.19)

Подставляя известные величины в формулу (1.7.19), получим:

Т_оп = 2.39 + 1.01 = 3.4 мин

Время на обслуживание и время на отдых составляют по 4% от оперативного времени:

Т_обсл_. = Т_от.л.н_. = 0.04 × 3.4 = 0.136 мин

Подготовительно-заключительное время – это время, затраченное на подготовку исполнителя и средств технического оснащения к выполнению технологической операции. Для данного оборудования подготовительно-заключительное время на обработку детали равно 11 мин.

Приняв число деталей в передаточной партии равное n = 54 шт, определим штучно-калькуляционное время по формуле:

T_шк = Т_оп × (1+(а_обсл+а_ф)/100), мин (1.7.20)

где а_обсл – норма времени на обслуживание, мин;

а_ф и норма времени на отдых, мин.

Подставляя известные величины в формулу (1.7.20), получим:

Т_шк = 3.4 × (1+8/100) = 3.67 мин.

Приняв число деталей в передаточной партии равное n=54 шт, определим штучно калькуляционное время по формуле (1.7.16):

Т_шк = 2.39 + 1.01 + 0.136 + 0.136 + 11/54 = 3.87 мин.

Нормы времени на остальные операции рассчитываем аналогично и результаты занесем в таблицу (табл. 1.5).

Таблица 1.5

Таблица норм времени.

Наименование

операции

№

опер.

Т_о

Т_в

Т_оп

Т_шт

Т_п.з

Т_шк

t_узс

t_пре

t_изм

мин

шт

015

Вертикально-фрезерная

1.17

0.4

0.18

0.23

1.98

2.14

2.34

020

Вертикально-фрезерная

0.88

0.29

0.25

0.23

1.65

1.78

1.98

025

Вертикально-фрезерная

2.39

0.60

0.18

0.23

3.4

3.67

3.87

030

Вертикально-фрезерная

0.64

0.60

0.18

0.23

1.65

1.98

035

Вертикально-сверлильная

0.22

0.29

0.09

0.2

0.8

1.06

040

Вертикально-сверлильная

0.55

0.29

0.09

0.2

1.13

1.22

1.42

045

Вертикально-сверлильная

0.7

0.41

0.3

0.85

2.26

2.44

2.64

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Основы электромеханической обработки.

2.1.1. Сущность и особенности электромеханиче- ского способа упрочнения.

Электромеханическое упрочнение (ЭМУ) основано на сочетании термического и силового воздействия на поверхностный слой обрабатываемой детали. Сущность этого способа заключается втом, что в процессеобработки через место контакта инструмента с поверхностью обрабатываемой детали проходит ток большой силы и низкого напряжения вследствие чего выступающие гребешки поверхностного слоя обрабатываемой поверхности подвергаются сильному нагреву, под давлением инструмента деформируются и сглаживаются, а поверхностный слой упрочняется. В условиях серийного производства и ремонта деталей основной задачей совершенствования должно явиться повышение производительности процесса и обеспечение высокого качества.

Это должно осуществляться путем применения многонструментальных приспособлений, которые во многих случаях позволяют исключить электроконтактное устройство, что особенно важно при упрочнении деталей большой длины, так как при этом обеспечивается стабильность теплообразования по всей длине детали, и, кроме того, экономиться электроэнергия.

Особенность электромеханической обработки связана с явлением горячего наклепа. Эта особенностьбудет проявлятьсятем интенсивнее, чем выше температура нагрева и давления обработки. Отсюда следует, что при высоких температурах и значительных давлениях электромеханической обработки можно ожидать в светлой зонеповерхностного слоя появление растягивающих остаточных напряжений.

Сложность структуры и объемных изменений в поверхностном слое электромеханической обработки зависит от взаимодействия тепловых и силовых факторов.

Принципиальная схема электромеханической обработки на токарном станке, которая приведена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.1 .С.13.03 ) . От сети напряжением 220 ¸ 380 В ток проходит через понижающий трансформатор, а затем через место контакта поверхности обрабатываемой детали с инструментом. Сила тока и вторичное напряжение регулируются в зависимости от площади контакта поверхности обрабатываемой детали и инструмента, исходной шероховатости поверхности и качеству поверхностного слоя.

Профиль, получаемый после рабочего хода сглаживающего инструмента, имеет увеличенную контактную поверхность, повышенную твердость, уменьшенную шероховатость и упругие свойства контактной поверхности.

Сглаживающий инструмент представляет собой пружинную державку, на которой закреплена пластина из твердого сплава или роликовая головка. Силу сглаживания регулируют путем натяга поперечного суппорта станка или специального индикатора, встроенного в инструмент, можно определить сжатие пружины, а следовательно, и силу действующую на обрабатываемую деталь.

С точки зрения металловедения, процессы электромеханической обработки можно отнести к особому виду поверхностей получаемых термомеханической обработкой (ТМО). Принципиальное отличие от ТМО состоит в том, что этот процесс, как правило, относится к упрочняюще-отделочной обработке.

К особенностям теплообразования и термических процессов следует отнести: наличие двух основных источников теплоты, создаваемых электрическим током и трением; локальный нагрев, сопровождающийся действием значительных давлений; термический цикл (нагрев, выдержка и охлаждение) весьма кратковременный и измеряется долями секунды; высокая скорость охлаждения определяется интенсивным отводом теплоты вовнутрь детали.

Эти отличия обусловливают получение особой, мелкодисперсной и твердой структуры поверхностного слоя, обладающими высоким физико-химическими и эксплуатационными свойствами.

2.1.3. Сущность способа восстановления деталей без добавочного металла и образование профиля поверхностного слоя.

Электромеханическое восстановление деталей является развитием ЭМС. Установка для восстановления деталей имеет ту же схему, что и установка для сглаживания. Схема восстановления размера сопрягаемой шейки вала показана на чертеже.

Технологический процесс восстановления посадочных поверхностей нормально изношенных деталей состоит из двух операций: высадки металла и сглаживании посадочной поверхности до определенного размера. Принципиальное отличие этих операций состоит в различии контактных напряжений.

В первом случае обработка проводится роликом из твердого сплава, ширина контактной поверхности которого меньше подачи примерно в »3 раз, а во втором случае обработка проводится твердосплавной пластиной, ширина которой значительно превышает подачу.При высадке на контактной поверхности образуется винтовой выступ, а при сглаживании этот выступ уменьшается до необходимого размера; первоначальный диаметр контактной поверхности увеличивается.

2.2. Технология электромеханического способа восстановления деталей без добавочного металла.

2.2.1. Восстановление упругих свойств пружин.

Вследствие частых деформаций и происходящих релаксационных процессов пружины (например, клапанов ДВС) теряют упругие свойства, что снижает эксплуатационные показатели машин. Восстановление упругих свойств пружин холодной прокаткой роликом малоэффективно, а восстановление раздачей витков т термической обработкой является трудоемкой операцией.

Применение технологии восстановления пружин электромеханической обработкой основано на совмещении операции растяжения, поверхностного горячего деформирования и закалки витков.

Схема восстановленияупругих свойств пружин состоит в следующем: в патрон токарного станка устанавливают вал с роликом. На вал надевают восстанавливаемую пружину. Второй конец вала прижимается центром задней бабки. В процессе обработки витки пружины раздвигаются двумя шторками приспособления, монтируемого на суппорте станка. Это приспособление вместе с раздвижными шторками может перемещаться с суппортом.

Как обычно при электромеханической обработке, профильный обжимающий ролик при помощи ранее описанной пружинной державки, устанавливаемой на суппорте станка, прижимаетсяк виткам пружины с определенной силой. при вращении вала витки пружины подвергаются двухстороннему обжатию роликами, через которые пропускается электрический ток. Таким образом пружина одновременно подвергается растяжению между шторками, обжатию и нагреву между роликами.

Для повышения эффекта закалки охлаждающая жидкость подводится в зону нагрева. Применительно у восстановлению пружин ДВС установлен рациональный режим: плотность тока 433 А/мм²; давление роликов р = 62.5, МПа, увеличение шага обжатия пружины DS = 6.4%. Этот режим проверен при восстановлении клапанных пружин двигателей.

Микроструктура поверхностного слоя восстановленных пружин глубиной 0.2 мм представляет собой мелкодисперсный бесструктурный мартенсит с повышенной плотностью дислокаций. Микроструктура сердцевины пружины – сорбит отпуска.

Рентгеноструктурным анализом установлено, что на поверхности восстановленных пружин создаются остаточные сжимающие напряжения, достигающие 270 МПа, что превышает остаточные напряжения новых пружин (+190 МПа). Все это способствует повышению выносливости восстановленных пружин.

Экспериментальные испытания при базовом числе циклов нагружения 10.8×106 показали, что пружины, восстановленные электромеханической обработкой, имеют на 6 ¸ 12 % большую упругость по сравнению с новыми и восстановленными накаткой роликом с последующей термической обработкой.

В результате длительных эксплуатационных испытаний выявилась высокая надежность пружин, восстановленных электромеханической обработкой. При средней наработке на отказ двигателя 3345 ч упругость восстановленных пружин находится на уровне новых, что делает их пригодными к дальнейшей эксплуатации.

Таким образом, приведенный технологический процессвосстановления пружин, позволяет не только восстанавливать утраченныеих свойства, но и значительно увеличивать их ресурс. Принцип электромеханической обработки может быть также использован для восстановления упругих свойств плоских пружин, как, например, рессоры. Однако в этом направлении должны быть проведены специальные исследования.

2.2.2. Восстановление неподвижных посадок наружных колец подшипников качения.

Для ремонтных предприятий исключительно важное значение имеет восстановление неподвижных посадок наружных колец подшипников качения в гнездах корпусных деталей. В настоящее время восстановление этих посадок производят путем уменьшения диаметра гнезда весьма трудоемкими операциями установки колец, а в ремонтных мас- терских сельского хозяйства часто применяют лужение наружных колец подшипников.

Такая операция, хотя и не отличается трудоемкостью, но и не обеспечивает необходимой прочности сопряжения. Достаточно прочное сопряжение можно получить путем электромеханической высадки наружной обоймы подшипника.

В основном это выполняется примерно так же, как при восстановлении размеров шеек осей. Обработка производится в центрах токарного станка, где шариковый или роликовый подшипник зажимается в специальной оправке, оснащенной несколькими сменными втулками и боковыми кольцами в зависимости от номенклатуры восстанавливаемых подшипников. Режимы обработки выбирают применительно к восстановлению закаленных деталей.

Увеличивать силу высадки выше 800 ¸ 900 Н следует только при одновременном увеличении тока. При высадке и сглаживании подшипниковой стали рекомендуется в зону контакта инструмента и детали подавать машинное масло.

Изменение твердостив зависимости от глубины профиля показана на рис.138 [2] Глубина термического влияния не превышает 0.15 … 0.2 мм, что составляет 3 … 8 % от толщины наружного кольца подшипника. Используя этот способ, следует особое внимание обратить на овальность разработанного гнезда подшипника. В случае, когда овальность вместе с зазором не превышает 0.18 мм, можно применять высадку по наружному кольцу со сглаживанием. Если овальность вместе с зазором превышает 0.18 мм, то применяют высадку с заполнением канавок оловом или другими материалами.

Так, применение наполнителей привосстановлении сопряжений типа чугунный корпус – подшипник качения во всех случаях обеспечивает более высокую их износостойкость. Очевидно, что здесь наблюдаются закономерности, присущие обработке закаленных деталей. Такой способ нашел широкое применение при ремонте тракторов и автомобилей : одно небольшое автомобильное предприятие за год восстановило этим способом 200 корпусов коробок передач автомобиля ГАЗ-51 и 30 корпусов заднего моста, что дало значительную экономию денежных средств и ресурсов.

При ремонте тяжелого оборудования часто встречаются подшипники большого диаметра, увеличение диаметров подшипников требует очень малой частоты вращения шпинделя станка. Например, для увеличения диаметра Æ210 мм роликового подшипника на 0.09 мм, установленного в узле маховика кривошипного пресса, требовалась частота вращения шпинделя не выше 3 мин^-1, что не обеспечивал имеющийся в наличии станок. Поэтому оказалось более выгодным заменить специально для этого случая привод на токарном станке, чем везти маховик массой 2,5 т из прессового цеха в ремонтный и обратно, для восстановления подшипникового узла.

2.3. Упрочнение деталей машин.

2.3.1. Упрочнение торцевых поверхностей.

В настоящее время основным материалом для изготовления поршневых колец двигателей внутреннего сгорания является чугун. Упрочнение поршневых колец известными способами термической обработки вследствие их деформирования практически невозможно.

Одним из методовповышения износостойкости поршневых колец является покрытие их хромом. Однако, как показывает практика, срок службы хромированных поршневых колец в средних и тяжелых условиях их эксплуатации редко превышает в 1.5 ¸ 2 раза срок службы обычных колец. Кроме того, хромирование является трудоемкой и дорогостоящей операцией.

Исследования упрочняемости компрессионных поршневых колец электромеханической обработкой для повышения их износостойкости, а также износостойкости сопряженных с ними цилиндров и поршневых канавок производились на кольцах двигателей УД-1 и УД-2.

Упрочнению подвергались только торцевые поверхности колец. Упрочнение производилось на токарном станке 1А616, в кинематику которого введен понижающий редуктор с передаточным отношением 1:32.

Упрочнение торцевых поверхностей кольца производится обкатываниемпод давлением твердосплавным роликом (6) с шириной рабочей дорожки, соответствующей ширине кольца. (1) – Источник тока. Кольцо (4) устанавливают в диск (3), которое зажимается в пружинной державке (5), закрепляемой в резцедержателе станка. Для изоляции державки от станка применяются текстолитовые прокладки. Заметим, что аналогичным способом могут обрабатываться торцевые поверхности многих других деталей, таких, как например, диски тормозных устройств и пр.

Учитывая, что допуски на износ по высоте компрессионных поршневых колец, выше упомянутых двигателей, по техническим условиям находятся в пределах 0.15 … 0.18 мм, был установлен следующий режим обработки, обеспечивающий получение заданного упрочненного поверхностного слоя:I = 600 … 650 A; n = 5 мин^-1; P = 350…400 H.

Упрочнение осуществляется за один оборот шпинделя станка. После упрочнения одной торцевой стороны кольцо переворачивают и упрочняют другую сторону. В процессе упрочнения место контактадетали и инструмента охлаждается струей машинного масла.

Так как упрочнение колец производилось после окончательного шлифования их по торцевым поверхностям (до вырезания зазора в замке и окончательной обработки по внутреннему и наружному диаметрам), ролик в процессе упрочнения обкатывался по средней части торцевой поверхности с таким расчетом, чтобы не упрочненная часть при механической обработке была срезана. Если производить упрочнение после окончательной обработки кольца по наружному и внутреннему диаметру, то ширина упрочняющего ролика должна перекрывать ширину кольца. В этом случае потребуется доводка наружного диаметра кольца для снятия небольших заусенец.

Микроструктурный анализ упрочненного поверхностного слоя чугуна показал, что в нем, кроме мелко-игольчатой структуры мартенсита, находятся графитные включения. Объясняется этотем, что фазовые превращения при электромеханической обработке протекают в течении очень малого промежутка времени и поэтому графит не успевает раствориться. Твердость металлической основы чугуна на расстоянии до 0.16 мм от поверхности находится в пределах 7500 … 7720 МПа с последующим понижением ее до исходной твердости, равной 2380 МПа.

Таким образом, упрочнение повышает твердость чугуна более чем в 3 раза по сравнению с его исходным состоянием. Упругость упрочненных колец значительно возрастает. Шероховатость поверхности после упрочнения почти не изменилась и находится в пределах R_a = 3.2 … 1.6 мкм.

2.4. Электроконтактное устройство.

Для передачи тока от трансформатора через патрон к детали было разработано электроконтактное устройство.

Так как устройство должно быть изолировано от станины станка нижняя часть стойки сделана из гетенакса. Данное устройство разработано для токарно-винторезного станка модели 1К62.

Ток к патрону подводится через медно-графитовую щетку, которую рекомендуется перед работой хорошо приработать к проточенному кольцу не патроне.

Щетка имеет посадку с зазором в отверстии стойки; эластичный прижим ее к патрону осуществляется пружиной.

2.5. Державка для обработки внутренних поверхностей.

При электромеханической обработке внутренних поверхностей может быть использована разработанная державка приведеная в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.1.С.01.05.СБ).

Принцип работы следующий: рычаг свободно поворачивается вокруг неподвижной оси, установленной на планке, с помощью которой державка крепится к держателю. Планка приварена к корпусу, в котором установлена цилиндрическая пружина. Рычаг связан подвижной осью с сухарем. Необходимоенатяжение пружины создается гайкой. Сила прижима инструмента к детали фиксируется. Токопроводящий кабель крепится к рычагу болтом. Инструмент крепится к сменной головке, которая в свою очередь, крепится к рычагу винтами М6.

2.6. Держатель.

Так как рабочая часть державкисмещена на 40 мм от оси шпинделя, тобыл разработан держатель, который является переходной частью между резцедержателем станка и державкой для обработки внутренних поверхностей. Держатель изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88. Для зажима планки державкипредусмотрены три отверстия с резьбой М12.

2.7. Переходная втулка.

Переходная втулка служит для изоляции задней бабки токарно-винторезного станка модели 1К62. Конструкция и размеры соответствуют втулке 6100-0146 ГОСТ 13598-85. Материал втулки: гетинакс ГОСТ 2718-54.

2.8. Патрон.

Конструкция патрона для электромеханической обработки на токарном станке модели 1К62 разработана на основе стандартного поводкового патрона. Основное отличие – это то, что планшайба, которая крепится к шпинделю станка резьбой М60x2, изолирована от прохождения электрического тока двумя деталями – это диск и кольцо.

Для плотного прилегания щетки к патрону предусмотрено кольцо, которое при установке на патрон и установке патрона на станок протачивается по месту. Толщина кольца имеет запас на последующие переточки из-за износа или переустановки.

2.9. Посадочное приспособление.

Разработанное посадочное приспособление предназначено для установки в нем трех корпусов державок для обработки внутренних поверхностей при сверлении и нарезании резьбы на станке модели 2Р135Ф2.

Данное установочное приспособление является модернизированной конструкцией приспособления, показанного в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.1.C. ) . Посадочное приспособлениекрепится к корпусу четырьмя винтами М8 и состоит из уголка, планки, установочных пальцев, установочных пластин , крепящихся винтами М6. Пластина крепится к уголку двумя винтами М8.

3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Краткая характеристика наиболее распространенных способов восстановления деталей машин металлопокрытиями.

3.1.1. Цель проведения исследования.

Сравнение способов восстановления поверхностей деталей машин.

3.1.2. Содержание и анализ исследования.

Восстановление деталей металлопокрытиями осуществляется в ремонтной практике главным образом наплавкой металлов, металлизацией, напылением и гальваническим наращиванием металлов. Из них наиболее распространенными являются: дуговая наплавка, наплавка под флюсом, виброконтактная наплавка, металлизация, хромирование и железение.

Основные характеристики данных способов сведены в таблицы (табл. 3.1 и табл. 3.2).

Таблица 3.1

Характеристика способов восстановления деталей.

Оценочные

Сварка

Наплавка

механизированная

показатели.

III

VII

Коэффициент:

износостойкости

(по отношению к стали 45, закале нной ТВЧ)

выносливости

(по отношению к образцам из ста ли 45)

Расчетная толщина покрытия, мм

Расход материалов кг/м²

Трудоемкость

восстановления 1м², ч

Энергоемкость

восстановления 1м²,кВт

Себестоимость

восстановления 1м²,руб

0.70

0.60

5.0

580

97.5

0.7

3.0

117

0.70

4.0

520

91.4

0.72

0.90

2¸3

256

45.5

0.92

0.87

3¸4

286

48.7

1.0

0.62

2¸3

234

0.9

0.8

2¸3

214

I - дуговая

II - газовая

III - аргон-дуговая

IV - в среде СО₂

V - подфлюсом

VI - вибродуговая

VII- в среде пара

Таблица 3.2

Характеристика способов восстановления деталей.

Оценочные

Электролит.

покрытие

показатели.

III

VII

Коэффициент:

износостойкости

(по отношению к стали 45, закале нной ТВЧ)

выносливости

(по отношению к образцам из ста ли 45)

Расчетная толщина покрытия, мм

Расход материалов кг/м²

Трудоемкость

восстановления 1м², ч

Энергоемкость

восстановления 1м²,кВт

Себестоимость

восстановления 1м²,руб

1.67

0.97

0.3

54.6

224

88.5

0.9

0.8

0.5

221

1.1

1.0

0.2

9.0

188

14.6

1.0

0.9

2.0

36.2

126

58.8

0.95

0.02

0.2

16.7

27.2

0.9

5.0

148

129

242

I - хромирование

II - осталлирование

III - клеевые композиции

IV - электромеханическое восстановление

V - пластическое деформирование

VI - обработка под ремонтный размер

VII- установка дополнительной детали

Сравнительная оценка способов восстановления деталей приведена в таблицах. (табл. 3.1. и табл.3.2.). Приведенные способы восстановления деталей машин металлопокрытиями наряду с относительными их достоинствами обладают и существенными недостатками. Многие из них характеризуются значительной трудоемкостью, включая механическую обработку до и после нанесения покрытия, деформированием деталей, низкой прочностью сцепления покрытия с основным металлом и др. Если учесть, что нормальные износы большинства деталей машин не превышают 0.3 мм, то не всегда целесообразно применять сложные и трудоемкие способы восстановления столь незначительного объема изношенного металла.

Электромеханическая обработка обладает целым рядом преимуществ. Так, например, себестоимость и трудоемкость электромеханического восстановления

в 2 ¸ 5 раз ниже по сравнению с механизированными наплавками и гальваническими способами (см. табл. 2.1 и 2.2).Поскольку электромеханическое сглаживание относится к упрочняюще-отделочной обработке, то наряду с глубиной упрочнения существенное значение имеют точность и параметры шероховатостиобработанной поверхности, значение подачи, давления, силы и рода тока.

Во всех случаях обработка должна осуществляться при достаточной жесткости технологической системы и в отсутствии существенной вибрации. При этом шероховатость рабочей поверхности инструмента должна быть ниже требуемой шероховатости обработки упрочняемой поверхности.

Сглаживанием достигается низкая шероховатость поверхности, размер и величина выступов могут регулироваться числом повторных рабочих ходов и давлением инструмента. Измерение микротвердости в сечениях высаженного и сглаженного профиляпоказывает увеличение твердости отдельных участков в 2 … 3 раза по сравнению с твердостью сердцевины.

Сглаживание обеспечивает: увеличение контактной поверхности сопрягаемой детали и снижение ее шероховатости; увеличение твердости и упругих свойств контактной поверхности; необходимый натяг сопряжения. Заточку твердосплавных пластин проводят на приспособлении к заточному станку, кругами из белого электокорунда 40-25 СТ1-СТ2, доводят алмазным кругом.

Принципиальное отличие электромеханического способа восстановления деталей от других способов состоит в том, что в процессе восстановления достигается значительное повышение физико-механичесикх свойств активного поверхностного слоя детали без дополнительных операций термической обработки.

При этом сам процесс восстановления основан на перераспределении материала восстанавливаемой детали, что обеспечивает значительное повышение коэффициента использования материала.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

4.1. Состав продукции цеха, регламент его работы и

характеристика.

Приспособление для восстановления внутренних поверхностей деталей выпускает специальный цех, специализированный на производстве приспособлений и инструментов для восстановления поверхностей деталей электромеханической обработкой. Цех работает в две рабочих смены, рабочих часов в неделю - 40; количество часов работы в смену - 8.

4.2. Определение потребного количества оборудования и производственной площади участка.

4.2.1. Расчет трудоемкости изготовления заданной детали по операциям технологического процесса определяется по формуле:

T_gi = N_зап×t_шт.к_.×i/60 , (4.2.1)

где T_gi – трудоемкость i-ой операции технологического процесса обработки заданной детали, ч;

N_зап – годовая программа запуска детали, шт;

t_шт.к_. – норма штучно-калькуляционного времени i-ой операции технологического процесса, мин.

Подставляем значения для операции 015 в формулу (4.2.1):

T_g₀₁₅ = 2012×2,34/60 = 78.4

Подставляем значения для последующих операций в формулу (1), и результаты заносим в таблицу (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Расчет годовой трудоемкости количества основного

технологического оборудования.

№	наименование	модель	трудоемкость		годов.	расчетн.
опер	операции	станка	t_шт.к мин	N, шт	К_труд	трудоемкость	число оборуд.
1	2	3	4	5	6	7	8
015	фрезерная	6Р13РФ3	2,34			78,4	0,71
020	фрезерная	6Р13РФ3	2,34			66,4	0,6
025	фрезерная	6Р13	2,34			129,7	1,18
030	фрезерная	6Р13	2,34	2012	36,54	66,4	0,60
035	сверлильная	2М55	2,34			35,5	0,32
040	сверлильная	2М55	2,34			47,6	0,43
045	сверлильная	2Р135Ф2	2,34			88,5	0,8

4.2.2. Расчет потребности основного технологического оборудования определяется по формуле:

С_и.рас_. = Т_и.уч_. / Ф_до (4.2.2)

где С_и.рас_. – расчетное число станков по каждой операции техпроцесса на участке;

Т_и.уч_. – трудоемкость по каждой операции техпроцесса на участке;

Ф_до – действительный годовой фонд времени = 4015 ч.

4.2.3. Трудоемкость по каждой операции техпроцесса определяется по формуле:

Т_и.уч_. = Т_и.дет_. × Т_труд ч, (4.3.2)

где Т_труд = 36.4 – коэффициент соотношения трудоемкостей.

Преобразовав формулы (4.2.2) и (4.2.3), получим:

С_и.рас_. = Т_идет_. × Т_труд_. / Ф_д.о_. (4.2.4)

Подставляя известные величины в формулу (000), получим:

С₀₁₅ = 78,4 × 36,54 / 4015 = 0,71

Расчет числа оборудования для других операций производим аналогично и результаты заносим в таблицу (табл. 4.1).

4.3. Расчет плановой себестоимости продукции участка.

4.3.1. Расчет стоимости основных материалов.

Расходы на основные материалы за вычетом отходов определяются по формуле:

М = С₃ – С_о гр, (4.3.1)

где С₃ – стоимость заготовки детали, гр;

С_о – стоимость отходов, гр.

С₃ = m₃×Ц_м×К_мз/1000 гр, (4.3.2)

где m₃ – масса заготовки детали, кг;

Ц_м – стоимость 1т. заготовки;

К_мз – коэффициент, учитывающий транспортно – заготовительные расходы.

С_о = m_от×Ц_о/1000 гр, (4.3.3)

где m_от – масса отходов, кг;

Ц_о- стоимость 1т. отходов, гр.

Подставляя известные величины в формулы (4.3.1), (4.3.2) и (4.3.3), получим:

С₃ = 1.61×1100×1.15/1000 = 2,03

С_о = 0.27×110/1000 = 0.03

М = 2.03 – 0.03 = 2

4.4. Расчет себестоимости и условной внутризаводской цены детали.

4.4.1. Цеховую себестоимость детали (С_ц) определяем по следующей формуле:

С_ц = М + З_тар+ З_д+ З_отч+ Н_рас гр, (4.4.1)

где М – расходы на основные материалы за вычетом отходов, гр;

З_тар – прямая тарифная зарплата основных производственных рабочих, гр.

З_тар = åt_шт.к_./ 60 × Ч_ср.взв_. гр, (4.4.2)

где åt_шт.к_. – норма штучно-калькуляционного времени на обработкудетали , мин;

Ч_ср.взв_. – средневзвешенная часовая тарифная ставка, гр

З_д – доплаты и дополнительная оплата труда основных производственных рабочих на одну деталь, гр.

Определяется как:

З_д = З_тар × а_доп / 100 , (4.4.3)

где а_доп – процент доплаты и дополнительной оплаты, а_доп= 64%.

Отчисления в фонд социального страхования определяются как:

З_отч = (З_тар + З_д) × 0.375 (4.4.4)

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и цеховые расходы Н_рас находим по формуле:

Н_рас = З_тар × а_{кос.рас} / 100 (4.4.5)

где а_{кос.рас}_. – процент накладных косвенных расходов, а_{кос.рас}_. = 377,86%

Подставляя известные величины в формулы (4.4.1), (4.4.2), (4.4.3), (4.4.4) и (4.4.5), получим:

З_тар = 15.29/60 × 0.73 = 0.187

З_д = 0.187×64/100 = 0.12

З_отч = (0.187+0.12)×0.375 = 0.12

Н_рас = 0.187×377.86/100 = 0.71

C_ц = 2 + 0.187 + 0.12 + 0.12 + 0.71 = 3.137

4.4.2. Условная внутризаводская цена детали определяется по формуле:

Ц = С_ц + П_пл гр, (4.4.6)

где П_пл – плановая прибыль на одну деталь, гр, определяется как:

П_пл = (С_ц – М)×Р_м/ 100 гр, (4.4.7)

где Р_м – нормативная рентабельность производства, = 40%.

Подставляя известные величины в формулы (4.4.6) и (4.4.7), получим:

П_пл = (3.137-2)×40/100 = 0.46

Ц = 3.137 + 0.46 = 3.597

Расчет затрат на годовую программу запуска находим, умножив затраты на деталь на годовую программу запуска, и если умножить полученный результат на коэффициент соотношения трудоемкостей, то получим себестоимость товарной продукции.

Результаты расчетов сводим в таблицу (4.2)

Таблица 4.2

Расчет себестоимости и условной цены детали.

	затраты на деталь	себестои-мость
Статьи затрат	на 1 шт. гр	на годовую программу запуска, гр	товарной продукции, гр
1	2	3	4
1. Стоимость основных материалов за вычетом отходов.	2	4024	147036
2. Прямая тарифная производственная зарплата.	0.187	376	13747.9
3. Доплата и дополнительная оплата производственных рабочих	0.12	241	8822.2
4. Отчисления в фонд социального страхования	0.12	241	8822.2
5. Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и цеховые расходы	0.71	1428	52198.1
6. Итого цеховая себестоимость	3.137	6311	230627
7. Плановые накопления	0.46	925.5	33818
8. Внутризаводская цена	3.597	7237	264445

5. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА

5.1. Определение экономического эффекта.

Согласнополученного задания, необходимо проанализировать результаты от внедрения на 045 ой операции разработанного техпроцесса более прогрессивное оборудование.

Так как при обработке аналогичной детали использовался обычный вертикально-сверлильный станок модели 2М125, а 045’ая операция предусматривает сверление отверстия, зенкование и нарезание резьбы, то принимаем вариант с использованием станка с ЧПУ модели 2Р15Ф2. Таким образом, мы уменьшаем трудоемкость и тем самым снижаем себестоимость детали. Покажем это путем проведения расчетов, а для удобства сведем все данные в таблицу (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Исходные данные для проведения расчета.

наименование		единицы	варианты
показателей	обозначение	измерения	новый	базовый
1	2	3	4	5
1. Программа запуска	А_н	шт	2012	2012
2. Трудоемкость	t_шт	н/ч	3.9	2.44
3. Часовая тарифн. ставка	С_ч	гр	0.785	0.688
4. Коэфф. учитывающий доплаты и премии	К_з		53	53
5. Коэфф. учитывающий дополн. заработную плату	К_д		11	11
6. Годовой фонд работы одного рабочего	F_раб	ч	1860	1860
7. Норма расхода матер.	g	кг	3782	3782
8. Коэфф. учитывающий отчисление в соцстрах	К_с	%	37.5	37.5
9. Оптовая цена матер.	Ц_м	гр	1,10	1,10
10. Вес отходов	д_о		603.6	603.6
11. Цена отходов	ц_о		0.11	0.11
12. Действительный годовой фонд времени	F	ч	4015	4015
13. Коэфф. загрузки оборудования	К_зо		0.93	0.93
14. Коэфф. выполнения нормы	К_вн		1.2	1.2
15. Балансовая стоимость единицы оборудования	К_б	гр	22000	22000
16. Норма аммортизацион ных отчислений	Р	%	11.6	11.6

Продолжение таблицы 5.1

1	2	3	4	5
17. Норма отчислений на содержание и ремонт оборудования	Р^z	%	0.3	0.3
18. Производственная площадь.	S_пл	м²	0.72	4.036
19. Стоимость 1м², производственной пощади	Ц_пл	гр	200	200
20. Амортизация помещения	Р_пл	%	2.6	2.6
21. Годовая норма затрат на содержание и ремонт помещений	Р`_пл	%	0.02	0.02
22. Мощность оборудования	N_дв	квт	2.2	3.7
23. КПД двигателя	h_дв		0.95	0.95
24. Тариф на электроэнергию	С_э	гр	0.163	0.163
25. Затраты на единицу оснастки	К_босн	гр	6438	482
26. Норма амортизационных отчислений на оснастку	Р_осн	%	20	20
27. Годовая норма затрат на содержание и ремонт оснастки	Р`_осн	%	0.5	0.5
28. Затраты на инструмент	К_и	гр	10	10
29. Стойкость инструмента	Т_ст	мин	60	60

Продолжение таблицы 5.1

1	2	3	4	5
30. Число переточек инструмента	n_пер	шт	5	5
31. Затрата на одну переточку	с_пер	гр	0.10	0.10
32. Коэффициент случайной убыли инструмента	К_уб	%	1.2	1.2
33. Количество продукции изготавливаемой в течении года при помощи единицы оснастки	Q	шт/гр	0.31	0.31
34. Коэффициент трудоемкости.	К_тр		36.54	36.54

5.2. Проведем расчет величин капитальных вложений и результаты занесем в таблицу (таб. 5.2).

Таблица 5.2

Определение величины капитальных вложений

Наименование показателей,			варианты	(+) - экономия
формулы для расчета			базовый	новый	(-) – перерасход
1	2	3	4	5	6
1. Расчетное количество оборудования. n_рас =А_н×t_шт×К_труд F×K_вн×К_вр×К_d_р	n_рас	шт	0.98	0.61

Продолжение таблицы 5.2

1	2	3	4	5	6
2. Принятое число оборудования	n_пр	шт	1	1
3. Затраты на оборудование: К_об = К_d×n_пр	К_об	гр	22000	35000	+13000
4. Расчетное количество оснастки	П_рс	шт	1	1
5. Принятое количество оснастки	П_ос	шт	1	1
6. Затраты на оснастку и инструмент: К_осн = К_босн ×n_осн	К_осн	гр	6438	4821	-1617
7. Затраты на производственное помещение: К_з.д_.=r_пл× К_дп×n_пр× Ц_пл	К_зд	гр	504	2508	+2004
ВСЕГО:	å	гр	28942	42329	+13387

5.3. Определим экономию от снижения себестоимости.

Производим расчет и заполняем полученными данными таблицу (табл. 5.3.)

Таблица 5.3

Определение экономии от снижения себестоимости

Элементы затрат,			варианты	(+) – экономия
формулы для расчета			базовый	новый	(-) – перерасход
1	2	3	4	5	6
1. Материалы: С_м = (д×Ц_м-д_о×Ц_о)×А_н×К_тр	С_м	гр	149610	149610	-
2. Зарплата и отчисление в соцстрах: С_зп×К_с=t_шт×С_ч×К_з×К_г×А_н×К_мр	С_зп	гр	6268	3921	-2346
3. Электроэнергия С_э =N_дв×К_n×К_дв h_дв	С_э	гр	1505	2486	+981
4. Оснастка С_осн = К_босн ×n_осн	С_осн	гр	-	-	-
5. Инструмент С_п = n_пл(К_и×n_пер×С_пер-Ц_по)×× К_мр	С_п	гр	767	383	-384
6. Амортизация и затраты на текущий ремон оборудования: С_ам.р. = К_б×n_пр/100 + С_мр	С_амр	гр	2088	4060	+1972
7. Амортизация и затраты на текущий ремонт оборудования С_ос=К_бос×n_ос(Р_ос+Р`_ос)/100	С_ос	гр	1609.5	1205	-3952.5
8. Амортизация затрат на текущий ремонт здания: С_пр=К_зд(Р_пл+Р`_пл)/100	С_пр	гр	25.2	125.4	+100,2
ВСЕГО	DС	гр			-3629.3

5.4. Произведем расчет общих показателей экономической эффективности и результаты занесем в таблицу (табл. 5.4).

Таблица 5.4

Расчет общих показателей экономической эффективности.

Наименование показателей, формулы для

расчета.

Расчет

1. Снижение себестоимости в расчете:

на годовой выпуск DС_ч = С_б-С_н

на программу DС_н = (С_б-С_н)/К_тр

на единицу продукции DС_ед=(С_б-С_н)/(К_тр×А_зап)

DС_ч

DС_n

DC_ед

гр

-3629.3

99.3

0.049

2. Экономический эффект в расчете:

на годовой выпуск Э=(С_б-С_н)+Е_н(К_н-К_б)

на программу Э_н = Э/К_тр

на единицу продукции Э_ед=Э_н/N_зап

Э_н

Э_ед

гр

1621.3

44.4

0.022

3. Окупаемость дополнительных капитальных затрат: Т`=(К_н-К_б)/(С_б-С_н)=К_доп/DС

Т`

год

3.86

4. Условное высвобождение численности

на годовой выпуск:Dj=(t_шт-t_шт.н_.)×А_н×К_тр/F_раб×К_вн

на программу:Dj_n = Dj/К_труд

на единицу продукции:Dj_ед = Dj_n/А_н

Dj_n

Dj_ед

чел

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1. Назначение охраны труда на производстве.

Широкое применение в промышленности электродвигателей, нагревательных электрических приборов, систем управления, работающих в различных условиях, требует обеспечения электробезопасности, разработки мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия электрического тока.Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических, и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.Как известно – полностью безопасных и безвредных производств не существует.Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.Улучшение условий труда и его безопасность приводят к снижению производственного травматизма, профессиональных заболеваний, что сохраняет здоровье трудящихся и одновременно приводит к уменьшению затрат на оплату соответствующих льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях.

В данном разделе “Охрана труда” наряду с теоретическими основами, с достаточной полнотой, рассмотрены организационные вопросы охраны труда, пожарной безопасности, электробезопасности, оздоровления воздушной cреды производственных помещений, методы и средства обеспечения безопасности технологических процессов, а также приведены требования, методы и средства, обеспечивающие безопасность труда при изготовлении проектируемого электродвигателя.

6.2.Анализ условий труда.

По мере усложнения системы “Человек-техника” все более ощутимее становится экономические и социальные потери от несоответствия условий труда и техники производства возможностям человека.Анализ условий труда на механосборочном участке, приводит к заключению о потенциальной опасности производства.

Суть опасности заключается в том, чтовоздействие присутствующих опасных и вредных производственных факторов на человека, приводит к травмам, заболеваниям, ухудшению самочувствия и другимпоследствиям. Главной задачей анализа условий труда является установление закономерностей, вызывающих ухудшение или потери работоспособности рабочего, и разработка на этой основе эффективных профилактических мероприятий.

На участке имеются следующие вредные и опасные факторы:

а) механические факторы, характеризующиеся воздействием на человека кинетической, потенциальной энергий и механическим вращением. К ним относятся кинетическая энергия движущихся и вращающихся тел, шум, вибрация.

б) термические факторы, характеризующиеся тепловой энергией и аномальной температурой.К ним относятся температура нагретых предметов и поверхностей.

в) электрические факторы, характеризующиеся наличием токоведущих частей оборудования.

При разработке мероприятий по улучшению условий труда необходимо учитывать весь комплекс факторов, воздействующих на формирование безопасных условий труда.

6.3. Электробезопасность.

Эксплуатация большинства машин и оборудования связана с применением электрической энергии.Электрический ток, проходя через организм, оказывает термическое, электролитическое, и биологическое воздействие, вызывая местные и общие электротравмы. Основными причинами воздействия тока на человека являются:

- случайноеприкосновение или приближение на опасное расстояниек токоведущим частям;

- появление напряженияна металлических частях оборудования в результате повреждения изоляции или ошибочных действий персонала;

- шаговое напряжение в результате замыкания провода на землю.

Основные меры защиты от поражения током: изоляция, недоступность токоведущих частей, применение малого напряжения (не выше 42 В, а в особоопасных помещениях - 12 В), защитное отключение, применение специальных электрозащитных средств, защитное заземление и зануление. Одно из наиболее часто применяемой мерой защиты от поражения током является защитное заземление.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Разделяют заземлители искусственные, предназначенные для целей заземления, и естественные - находящиеся в земле металлические предметы для иных целей.Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды.В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3 ¸ 5 см и стальные уголки размером от 40 х 40 до 60 х 60 мм длиной 3 ¸ 5 м. Также применяют стальные прутки диаметром 10 ¸ 20 мм и длиной 10 м.Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода используют сталь сечением не менее 4 х 12мми сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

В качестве заземляющих проводников применяют полосовую или круглую сталь, прокладку которых производят открыто по конструкции здания на специальных опорах. Заземлительное оборудование присоединяется к магистрали заземления параллельно отдельными проводниками

6.3.1. Расчет заземления.

В качестве искусственного заземления применяем стальные прутья диаметром 14 мм и длиной 5 м. Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода, используем полосовую сталь сечением 4x12 мм.

Определяем сопротивление растеканию тока одиночного вертикального заземления по формуле:

R_в =r/(2×p×l)×(ln(2×l/d)+0.5ln((4×t+l)/(4×t-l)) ом; (6.3.1)

где l – длина заземления, м;

d – диаметр прутка= 12 мм;

t – глубина заложения половины заземления, м;

r - расчетное удельное сопротивление грунта, ом×м.

r = r_изм×y, (6.3.2)

где r_изм – удельное сопротивление грунта =500 ом;

y - коэффициент сезонности = 1.3.

Подставляя известные величины в формулу (6.3.2), получим:

r = 500×1.3 = 650 Ом×м

Определим глубину заложения половины заземления, м по формуле :

t = 0.5×l+t_oм, (6.3.3)

где t_о – расстояние от поверхности земли до верхнего конца заземлителя, принимаем = 0.5 м.

Подставляя известные величины в формулу (6.3.3), получим:

t = 0.5 × 5 + 0.5 = 3м

Подставляя известные величины в формулу (6.3.1), получим:

R_в = 650/(2×p×5)×(ln(10/0.014)+0.5ln(17/7) = 72.57 Ом.

Определим число заземлений по формуле:

n = R_в/(R₃×h) шт, (6.3.4)

где R₃ – наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом;

h - коэффициент использования вертикальных заземлителей без учета влияния соединительной полосы = 0.63 (электроды размещены по контуру).

Подставляя известные величины в формулу (6.3.4), получим:

n = 72.57/(4×0.63) = 27.5 шт.

Принимаем n = 28 шт.

Определим сопротивление растеканию растеканиютока горизонтальной соединительной полосы, Ом:

R_n = r/(2×p×l₁)×ln(2×l₁²/(b×t₁) Ом, (6.3.5)

где t₁ – глубина заложения полосы, м;

b – ширина полосы, м;

l₁ – длина полосы, определяется как:

l₁ = 1.05×a×n м, (6.3.6)

где a – расстояние между вертикальными заземлениями, м:

a = 3×l = 3×5 = 15 м,

Подставляя известные величины в формулу (6.3.6) , получим:

l₁ = 1.05×15×28 = 441 м.

Подставляя известные величины в формулу (6.3.5), получим:

R_n = 650/(2×p×441)×ln(2×441²/(0.012×3)) = 3.79 Ом.

Определим сопротивление растеканию тока заземляющего устройства:

R_o = R_в×R_n/(R_в×R_n+R_n×n×h_в) Ом, (6.3.7)

где h_в – коэффициент использования горизонтального полосового заземлителя, соединяющеговертикальные заземлители, м.

Подставляя известные величины в формулу (6.3.7), получим:

R_o = 72.57×3.79/(72.57×0.39+3.79×0.66×28) = 2.79

R_o не превышает допустимого сопротивления защитного заземления : 2.79<4.

6.4. Освещение производственного помещения.

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции, безопасности труда и снижению травматизма на участке.

Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда. В зависимости от источника света производственное освещение может быть двух видов естественное и искусственное. Естественное освещение подразделяется на: боковое, осуществимое через световые проемы в наружных стенах;верхнее, осуществимое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое. Искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, конце- нтрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Проектируемый участок имеет общее искусственное освещение с равномерным расположением светильников т.е. с одинаковыми расстояниями между ними. Источниками света являются дуговые ртутные лампы ДРЛ (дуговые ртутные), они представляют собой ртутные лампы высокого давления с исправной цветностью.Лампа состоит из кварцевой колбы (пропускающей ультрафиолетовые лучи), которая заполнена парами ртути при давлении 0.2 ¸ 0.4 Мпа, с двумя электродами и внешней стеклянной колбы, покрытой люминофором.

6.4.1. Расчет светильной установки системы общего освещения.

Наименьший размер объекта различения равный 0.5¸1 мм, соответствует зрительной работе средней точности (IV разряд). Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является методкоэффициента использования. Определение нормативного значения коэффициента естественной освещенности (КЕО)для третьего пояса светового климата определим по таблице [I.табл. 265]:

e^III_н= 4%

Для механических цехов с комбинированной освещенностью400¸500 лк, при высоте помещения 5м, выбираем дуговые ртутные лампы ДРЛ. Этим лампам соответствует светильник РСП 05.

Для зрительной работы средней точности необходима освещенность 400¸500 лк.

Определим расстояние между соседними светильниками или их рядами:

L = l×h м,(6.4.1)

где l = 1.25 – величина, зависящая от кривой светораспределения светильника;

h – расчетная высота подвеса светильников, м.

h = H-h_c-h_p м, (6.4.2)

где H – высота помещения =10м;

h_c – расстояние от светильников до перекрытия=0.5 м;

h_p – высота рабочей поверхности над полом, м.

Подставляя известные величины в формулы (6.4.1) и (6.4.2), получим:

h = 10-0.5-1 = 8.5 м

L = 8.5×1.25 = 10.625 м

Принимаем L = 10м.

Определим необходимое значение светового потока лампы:

Ф = Е_н×S×К_з×Z/(N×h) лм, (6.4.3)

где Е_н - нормируемая освещенность: Е_н = 200 лк;

S - освещаемая площадь = 720 м²;

К_з - коэффициент запаса: К_з = 1.5;

Z - коэффициент неравномерности освещения для ламп ДРЛ : Z = 1.11;

N -число светильников = 64 шт.

h - зависит от типа светильника, индекса помещения i, коэффициента отражения r_n, стен r_с и других условий освещенности. Принимаем h = 0,63.

Подставляя известные величины в формулу (6.4.3) , получим:

Ф = 200×720×1.5×1.1/(64×0.63) » 5950 лм

По рассчитанному световому потоку выбираем лампу ДРЛ-80. Определение мощности светильной установки:

D_y = P_л×N Вт, (6.4.4)

где Р_л - мощность лампы, Р_л = 125 Вт.

Подставляя известные величины в формулу (6.4.4), получим:

D_y = 80×64 = 5120 Вт.

6.5. Оздоровление воздушной среды.

Одно из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда – обеспечить нормальные условия и чистоту воздуха в рабочем помещении. Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий к основным из которых относятся:

1) Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадания их в рабочую зону.Это можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными.

2) Надежная герметизация оборудования,в частности термостата, где нагреваются подшипники, с поверхности которых испаряется масло.

3) Установка на проектируемом участке устройства вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной cреды.

4) Применение средств индивидуальной защиты, а именно: спецодежда, защищающее тело человека; защитные очки и фильтрующие средства защиты (при продувке от пыли и стружки статора двигателя сжатым воздухом); защитные мази, защищающее кожу рук от нефтепродуктов и масел (при смазке подшипников и деталей двигателя); защитные рукавицы (при выполнении транспортировочных работ).

На проектируемом участке имеется сварочный аппарат, что повышает загазованность воздуха, в следствии чего необходимы дополнительные средства по очистке и фильтрации воздуха на участке.

Для определенных условий труда оптимальными являются:

Табл.6.1

Оптимальные условия труда.

Период	1	холодный*	теплый
температура t°	2	18¸20	21¸23
Относительная влажность	3	60¸40	60¸40
скорость движения воздуха м/с	4	0.2	0.3

* холодный и переходной период.

Допустимыми являются:

t = 17¸23 °С, влажность – 75%, u=0.3 м/с.

t (вне постоянных рабочих мест) 13¸24°С.

6.6. Защита от шума и вибрации.

Шум - это беспорядочное хаотическое сочетание волн различной частоты и интенсивности. Шум и вибрация на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека и снижая производительность пруда. Шум возникает при механических колебаниях. Различают три формы воздействия шума на органы слуха:

а) утомление слуха;

б) шумовая травма;

в) посредственная тугоухость.

На проектируемом участке отсутствуют дополнительные источники шума. Для снижения шума, возникающего в цехе, при использовании производственного оборудования, предусмотрено: массивный бетонный фундамент, шумопоглащающие лаки, применение звукоизолирующих кожухов и акустических экранов на оборудовании, являющимся источниками повышенного уровня шума.

6.7.Пожарная безопасность.

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб. К основным причинам пожаров, возникающих при производстве электродвигателей,можно отнести: нарушение технологического режима, неисправность электрооборудования (короткое замыкание, перегрузки), самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, несоблюдение графика планового ремонта, реконструкции установок с отклонением от технологических схем. На проектируемом участке возможны такие причин пожара: перегрузка проводов, короткое замыкание, возникновение больших переходных сопротивлений, самовозгорание различных материалов, смесей и масел, высокая конденсация воспламеняемой смеси газа, пара или пыли с воздухом (пары растворителя). Для локализации и ликвидации пожара внутрицеховыми средствами создаются следующие условия предупреждения пожаров: курить только в строго отведенных местах, подтеки и разливы масла и растворителя убирать ветошью, ветошь должна находиться в специально приспособленном контейнере.

Проектируемый участок по степени средств пожаротушения принадлежит к категории Б (720 м²).

На участке имеется следующий пожароликвидирующий инвентарь:

-Углекислотный огнетушитель ОУ-1, (1шт)

-Пенный огнетушитель (2шт)

- Ящик с песком вместимостью 0.5¸3.0 м³ и лопата

- Войлок, кошта или асбест (1x1 ¸ 2x2 м³)

6.8.Техника безопасности на участке.

Перед началом работы на проектируемом участке необходимо проверить исправность оборудования, приспособлений и инструмента, ограждений, защитного заземления, вентиляции.

Проверить правильность складирования заготовок и полуфабрикатов. Во время работы необходимо соблюдать все правила использования технологического оборудования. соблюдать правила безопасной эксплуатации транспортных средств, тары и грузоподъемных механизмов, соблюдать указания о безопасном содержании рабочего места.

В аварийных ситуациях необходимо неукоснительно выполнять все правила. регламентирующие поведение персонала при возникновении аварий и ситуаций, которые могут привести к авариям и несчастным случаям. По окончании работы должно быть выключено все электрооборудование, произведена уборка отходов производства и другие мероприятия, обеспечивающие безопасность на участке.

Участок должен быть оснащен необходимыми предупредительными плакатами, оборудование должно иметь соответствующую окраску, должна быть выполнена разметка проезжей части проездов. Сам участок должен быть спланирован согласно требованиям техники безопасности, а именно соблюдение: ширины проходов, проездов, минимальное расстояние между оборудованием. Все эти расстояния должны быть не менее допустимых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения дипломного проекта была проделана следующая работа:

-разработана конструкция поводкового патрона с изолирующей частью;

- разработана конструкция электроконтактного устройства;

- разработана конструкция изолирующей переходной втулки для токарно-винторезного станка модели 1К62;

-разработана конструкция приспособления для станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2;

-разработана державка для упрочнения и восстановления внутренних поверхностей тел вращения.

Для расширения номенклатуры восстанавливаемых деталей на основе данных приспособлений можно разработать приспособлениедля токарно-винторезных станков с большим размером между осью станка и суппортом.

В технологической части рассмотрен рычаг, являющийся корпусом державки, обоснован выбор получения заготовки. Для данной детали разработан технологический процесс с расчетом режимов резания. Выбрано необходимое оборудование и оснастка.

В экономической части рассмотрено два варианта изготовления детали (рычага) и рассчитаны основные экономические показатели.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Анурьев А.В. Справочник конструктора машиностроителя: В 3-х т. Т.1. – 5-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1978. –728с., ил.

2. Анурьев А.В. Справочник конструктора машиностроителя: В 3-х т. Т.2. – 5-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1979. –559с., ил.

3. Анурьев А.В. Справочник конструктора машиностроителя: В 3-х т. Т.3. – 5-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1980. –557., ил.

4. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. –3-е изд., перераб. и доп. –М.:Машиностроение, 1989.

-200 с.:ил.

5. ГОСТ 7505-89 Поковки стальные, штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски.

6. Гуляев А.П. Материаловедение. Учебник для высших техн-х уч-х заведений. –3-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1990. – 528с.:ил.

7. Диневич Г.Е. Методические указания к курсовому проекту. Проектированиеметаллорежущихинструментов. Проектирование протяжек с применением ЭВМ. – изд. ХГТУ, 1986.

8.Долин П.А. Справочник по технике безопасности. –М.:

Машиностроение, 1984. – 824 с.

9. Ицкович Г.М. и др. Курсовое проектирование деталей машин. М.:Машиностроение, 1965. –438 с.:ил.

10. Методическое указание к выполнению курсовой работы по предмету экономика, планирование и организация производства, 1995.

11. Нефедов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. М:Высшая школа, 1976.

12. Общемашиностроительные нормы времени. М.:Машгиз, 1966.

13. Режимы резания. Справочник под ред. Барановского Г.Э. –М.:Машиностроение, 1972.

14. Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов. –М.:Машиностроение, 1981. –180 с.

15. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Издание 3, переработанное. Том 2. Под редакциейА.Н.Малова. “М., Машиностроение”,1972г, 658с.

16. Справочник. Обработка металлов резанием. Под ред. Панова А.А. –М.: Машиностроение, 1988. 443с.

17. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х Т. Т1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.:Машиностроение, 1985. 656с., ил.

18. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х Т. Т2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.:Машиностроение, 1986. 496с., ил.

19. Ткачук К.Н. и пр. Безопасность труда в промышленности. –К.:Техника, 1982. –231 с.

20.Юдин Е.Я. и др. Охрана труда в машиностроении. –М.:Машиностроение, 1983. –432 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Дубл

Взам.

Подл.




Согласовано		Утверждаю

_тл