ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10221| Title: | Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26» |
| Authors: | Мацепа, Сергій Михайлович Салабай, Богдан Володимирович |
| Keywords: | Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі |
| Issue Date: | 2026 |
| Abstract: | На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторськотехнологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26»». Виконавець: здобувач групи ПМск-21 Салабай Богдан Володимирович Керівник: ст. викладач Мацепа Сергій Михайлович Кваліфікаційна робота бакалавра містить 66 сторінок формату А4, 6 рисунків, 17 таблиць, літературних джерел - 21. В кваліфікаційній роботі виконано: аналіз технологічності деталі, обґрунтовано вибір заготовки, розроблений технологічний процес виготовлення деталі “Колесо зубчасте КЗ173.26”, виконані розрахунки припусків, режимів різання та норм часу. Спроектовані верстатні пристрої для обробки деталі на токарно-гвинторізному верстаті 1А616 та для обробки на зубофрезерному верстаті 5М310, спроектований спеціальний контрольний пристрій. У розділі охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях виконано оцінку хімічної обстановки, яка може виникнути в разі аварії на хімічно небезпечному об’єкті ПрАТ «Юрія» у місті Черкаси та вплинути на перший корпус ЧДТУ. Розглянуто прогнозування масштабів зараження сильнодіючими отруйними речовинами, зокрема аміаком, визначено час випаровування речовини з площі розливу, глибину й площу зони хімічного зараження, час підходу зараженого повітря до об’єкта, можливі втрати населення та допустимий термін перебування людей у засобах індивідуального захисту. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10221 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Комп`ютерне конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Салабай .pdf Restricted Access | 1.45 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
До захисту допущено:
В.о. завідувача кафедри ТОМВ
____________Георгій КАНАШЕВИЧ
«_____»_____________2026р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі
«Колесо зубчасте КЗ173.26»»
Виконав: здобувач 4 курсу, групи ПМск-21
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Комп’ютерне конструювання
обладнання та розробка технологій
машинобудування»
Салабай Богдан Володимирович
Керівник: ст. викладач Мацепа Сергій Михайлович
Рецензент: Головний інженер ДП «Семпал»
м.Черкаси Якушев Іван Володимирович
Засвідчую, що у кваліфікаційній роботі
немає запозичень з праць інших
авторів без відповідних посилань.
Здобувач: __________________
підпис
Черкаси 2026 р.
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
Освітній рівень бакалаврський.
Спеціальність 131 «Прикладна механіка».
Освітня програма «Комп’ютерне конструювання обладнання та розробка
технологій машинобудування».
ЗАТВЕРДЖУЮ:
В.о. завідувача кафедри ТОМВ
Георгій КАНАШЕВИЧ
« » ____________2026_р.
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу бакалавра
__________________Салабаю Богдану Володимировичу_____________________
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення
деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26»
Керівник роботи: Мацепа Сергій Михайлович, старший викладач
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від
«13» квітня 2026р. №94/03-03
2. Термін подання здобувачем роботи 01.06.2026
3. Вихідні дані до роботи: кресленик деталі ««Колесо зубчасте КЗ173.26»»
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
4. Зміст пояснювальної записки:1. Інженерні розрахунки заданої деталі; 2.
Технологічний розділ; 3. Конструкторський розділ; 4. Охорона праці та безпека
в надзвичайних ситуація_______________________________________________
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових
креслеників, плакатів, презентацій тощо): «Колесо зубчасте КЗ173.26»;
«Колесо зубчасте КЗ173.26» (штамповка); Маршрут обробки деталі; Пристрій
верстатний; Пристрій контрольний; Охорона праці та безпека в надзвичайних
ситуаціях (Класифікація небезпечних відходів)
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується
Підпис, дата
Розділ Керівник
завдання видав завдання прийняв
1,2,3 Мацепа С.М. 01.04.2026 29.05.2026
4 Цікановський В.Л. 01.04.2026 29.05.2026
7. Дата видачі завдання 01.04.2026
Календарний план
№ Термін
Назва етапів кваліфікаційної роботи виконання Примітка
з/п етапів роботи
1. Інженерні розрахунки заданої деталі 01.04.2026 Виконано
2. Технологічний розділ 21.04.2026 Виконано
3. Конструкторський розділ 05.05.2026 Виконано
4. Охорона праці 19.05.2026 Виконано
5. Оформлення технічної документації 27.05.2026 Виконано
6. Захист роботи
Здобувач ___________ Богдан САЛАБАЙ
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
Керівник ___________ Сергій МАЦЕПА
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
АНОТАЦІЯ
На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторсько-
технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26»».
Виконавець: здобувач групи ПМск-21 Салабай Богдан Володимирович
Керівник: ст. викладач Мацепа Сергій Михайлович
Кваліфікаційна робота бакалавра містить 66 сторінок формату А4, 6 рисунків,
17 таблиць, літературних джерел - 21.
В кваліфікаційній роботі виконано: аналіз технологічності деталі,
обґрунтовано вибір заготовки, розроблений технологічний процес виготовлення
деталі “Колесо зубчасте КЗ173.26”, виконані розрахунки припусків, режимів
різання та норм часу. Спроектовані верстатні пристрої для обробки деталі на
токарно-гвинторізному верстаті 1А616 та для обробки на зубофрезерному верстаті
5М310, спроектований спеціальний контрольний пристрій.
У розділі охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях виконано
оцінку хімічної обстановки, яка може виникнути в разі аварії на хімічно
небезпечному об’єкті ПрАТ «Юрія» у місті Черкаси та вплинути на перший корпус
ЧДТУ. Розглянуто прогнозування масштабів зараження сильнодіючими
отруйними речовинами, зокрема аміаком, визначено час випаровування речовини
з площі розливу, глибину й площу зони хімічного зараження, час підходу
зараженого повітря до об’єкта, можливі втрати населення та допустимий термін
перебування людей у засобах індивідуального захисту.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ABSTRACT
For the bachelor’s qualification work on the topic: “Design and Technological
Support for the Production of the Part ‘Gear Wheel KZ173.26’.”
Author: student of group PMsk-21, Bohdan Salabai
Supervisor: Serhii Matsepa, Senior Lecturer
The bachelor’s qualification work contains 66 A4 pages, 6 figures, 17 tables, and
21 references.
The qualification work includes an analysis of the manufacturability of the part,
substantiates the selection of the blank, and develops the technological process for
manufacturing the part “Gear Wheel KZ173.26.” Calculations of machining allowances,
cutting conditions, and time standards have been performed.
Machine-tool fixtures have been designed for machining the part on a 1A616
screw-cutting lathe and on a 5M310 gear-hobbing machine, and a special inspection
fixture has also been designed.
In the section on occupational health and safety in emergency situations, an
assessment of the chemical situation that may arise in the event of an accident at a
chemically hazardous facility of PrJSC "Yuria" in the city of Cherkasy and affect the first
building of the ChDTU was performed. The forecasting of the scale of contamination
with potent toxic substances, in particular ammonia, was considered, the time of
evaporation of the substance from the spill area, the depth and area of the chemical
contamination zone, the time of approach of contaminated air to the facility, possible
population losses and the permissible period of stay of people in personal protective
equipment were determined.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Зміст
Вступ ................................................................................................................................. 7
Розділ 1. Інженерні розрахунки заданої деталі ........................................................ 9
1.1 Аналіз службового призначення заданої деталі .............................................. 9
1.2 Вибір заготовки і методу її одержання ..................................................... 10
1.3. Аналіз технологічності деталі ...................................................................... 13
1.4. Аналіз виробничої програми, визначення типу та організаційної форми
виробництва.................................................................................................................. 15
Розділ 2. Технологічний розділ ................................................................................ 20
2.1 Виявлення й аналіз розмірних зв’язків поверхонь деталі та
формулювання основних технологічних рішень ................................................. 20
2.2 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь ........................ 23
2.3 Розробка маршруту обробки деталі (МОД) ............................................. 24
2.4 Розрахунок граничних значень припусків та операційних розмірів ............. 27
2.5. Вибір обладнання, технологічного оснащення .......................................... 34
2.6. Встановлення режимів обробки ....................................................................... 38
2.7. Нормування операцій .................................................................................... 41
Розділ 3. Конструкторський розділ ........................................................................ 45
3.1 Проектування верстатного пристрою ............................................................... 45
3.2 Опис конструкції та роботи верстатного пристрою ........................................ 48
3.3 Проєктування контрольного пристрою ............................................................ 51
Розділ 4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях ............................ 54
4.1 Прогнозування масштабів зараження сильнодіючими отруйними
речовинами (СДОР) при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах ........................ 54
Висновки .................................................................................................................... 61
Список використаних джерел ...................................................................................... 65
КРБ 26.131.173.001 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Салабай Б.В. Літ. Арк. Аркушів
Перевір.
Мацепа С.М.
Т.контр.. ЗМІСТ Арк.
Кер.ДП Мацепа С.М. КРБ 26.131.173.001 ПГЗ рупа ПМск-21
ЗаЗтмнв.е рдА. рк. Кана№ш деовкиучм. Підпис Дата
Вступ
Зубчасті колеса належать до найважливіших деталей машинобудування,
оскільки вони є основними елементами зубчастих передач, редукторів, коробок
швидкостей, приводних механізмів і різноманітного технологічного обладнання. Їх
основне призначення полягає у передаванні обертального руху та крутного
моменту між валами із забезпеченням заданого передаточного відношення,
плавності роботи й необхідної надійності механізму. [13]
Деталь «Колесо зубчасте КЗ173.26» є відповідальною деталлю, якість
виготовлення якої безпосередньо впливає на працездатність вузла, рівень шуму,
плавність зачеплення, довговічність передачі та точність передавання руху. У
процесі експлуатації зубчасте колесо сприймає контактні навантаження в зоні
зачеплення зубців, згинальні напруження біля їх основи, а також навантаження, що
передаються через посадкові поверхні. Тому до такої деталі висуваються підвищені
вимоги щодо точності зубчастого вінця, якості обробки профілю зубців,
співвісності посадкових поверхонь, шорсткості та міцності робочих поверхонь.
[14]
Виготовлення зубчастих коліс є складним технологічним завданням,
оскільки включає не лише обробку циліндричних, торцевих і посадкових
поверхонь, а й формоутворення зубців із дотриманням заданих параметрів
зачеплення. Особливе значення має правильний вибір способу отримання
заготовки, технологічних баз, послідовності операцій, обладнання, різального
інструменту та методів контролю. Від обґрунтованості цих рішень залежить
точність виготовлення деталі, стабільність технологічного процесу,
продуктивність обробки та собівартість готового виробу. [3]
Актуальність теми кваліфікаційної роботи бакалавра полягає в необхідності
розроблення раціонального конструкторсько-технологічного забезпечення
виготовлення деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26», яке дозволить забезпечити
необхідну точність, якість поверхонь і надійність роботи деталі в умовах
експлуатації. Особливу увагу при цьому необхідно приділити операціям токарної
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
обробки, зубофрезерування, вибору технологічного оснащення та контролю
відповідальних параметрів деталі. [13]
Метою кваліфікаційної роботи є розроблення технологічного процесу
виготовлення деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26» з урахуванням її службового
призначення, конструктивних особливостей, технічних вимог, матеріалу та умов
виробництва. [8]
Для досягнення поставленої мети необхідно проаналізувати конструкцію та
технологічність деталі, обґрунтувати вибір заготовки, визначити технологічні бази,
розробити маршрутний технологічний процес виготовлення, вибрати обладнання,
різальний і вимірювальний інструмент, виконати розрахунки припусків, режимів
різання та норм часу, а також спроєктувати необхідні верстатні й контрольні
пристрої. [3]
Об’єктом роботи є технологічний процес виготовлення деталі «Колесо
зубчасте КЗ173.26».
Предметом роботи є конструкторсько-технологічні рішення, що
забезпечують точне, якісне та економічно доцільне виготовлення зубчастого
колеса. [13]
Практичне значення роботи полягає у розробленні раціонального
технологічного процесу та технологічного оснащення для виготовлення деталі
«Колесо зубчасте КЗ173.26», що може бути використано в умовах
машинобудівного виробництва для забезпечення стабільної якості обробки,
підвищення продуктивності та зниження трудомісткості виготовлення. [14]
Отже, виконання кваліфікаційної роботи дає змогу закріпити знання з
технології машинобудування, проєктування технологічних процесів, розрахунку
режимів обробки та розроблення технологічного оснащення, а також сформувати
практичні навички прийняття інженерних рішень під час виготовлення
відповідальних деталей зубчастих передач. [13]
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розділ 1. Інженерні розрахунки заданої деталі
1.1 Аналіз службового призначення заданої деталі
Формулювання службового призначення деталі і вимог до неї
Деталь “Колесо зубчасте КЗ173.26” − відповідальна деталь, яка призначена
для передачі крутного моменту від швидкохідного вала на проміжний вал без зміни
швидкості обертання. Дана деталь знаходиться у коробці швидкостей токарно-
гвинторізного верстата 1М63. Вона повинна легко входити і виходити із
зачеплення з другим зубчастим колесом, а також забезпечувати безшумну роботу
зубчастої передачі. Основною конструкторською базою деталі являється
шліцьовий отвір, торці зубчастого колеса і зубчаста поверхня є допоміжними
базами. [13]
Виходячи зі службового призначення та умов експлуатації деталі до неї слід
висунути вимоги високої міцності, жорсткості, вібростійкості, високої точності
взаємного розташування основних і допоміжних баз, а також забезпечити: [13]
1. Точність форми і розміру шліцьового отвору в-644Н1150Н126D9.
2. Точність форми і розміру зубів шестерні, ступінь точності якої 8-В, діаметр
ділильного кола d=96-0,1мм, діаметр кола виступів da=100h12(-0.35) мм, модуль m=4
мм, кількість зубців Z=24. [13]
3. Радіальне биття зовнішньої поверхні зубів відносно поверхні А не більше
0,063 мм.
4. Паралельність торців відносно один одного не більше 0,03 мм.
5. Паралельність шліцьової поверхні відносно поверхні Б не більше 0,025 мм.
6. Симетричність шліців не більше 0,004 мм.
7. Шорсткість бічних поверхонь шліцьових пазів Ra=2,5 мкм.
8. Шорсткість поверхні зубів Ra=3,2 мкм.
9. Шорсткість і розміри другорядних поверхонь, що обробляються:
- торцевих поверхонь, 26h12(-0,21), Ra=3,2 мкм ;
- фасок, 1,545, 345.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1.2 Вибір заготовки і методу її одержання
З урахуванням вимог до деталі та умов її експлуатації, пропоную використати
конструкційну леговану хромисту сталь 40Х ДСТУ 7806:2015 з загартуванням і
високим відпуском. Матеріал-замінник пропоную використати сталь 50Х ДСТУ
7806:2015, що має приблизно однакові хімічні і механічні властивості, що і
основний матеріал. [8]
Хімічний склад матеріалів наведено в табл. 1.1 [8].
Таблиця 1.1 — Хімічний склад сталей, %
Марка Не більше
С Сr Sі Mn
сталі S P
40Х 0,36-0,44 0,80-1,10 0,17-0,37 0,50-0,80 0,04 0,035
50Х 0,46-0,54 0,80-1,10 0,17-0,37 0,50-0,80 0,04 0,035
Умовні позначення в таблиці:
С – вуглець; Si – кремній; Mn – марганець; Cr – хром; S - сірка ; P – фосфор.
Механічні властивості матеріалів наведено в табл. 1.2. [8].
Таблиця 1.2 — Механічні властивості сталей
Марка в , т, , ,
Сталі МПа МПа
40Х 1000 800 10 45
50Х 1080 884 9 40
Умовні позначення в таблиці: - межа міцності при розтягненні; - межа
B T
текучості при розтягненні; - відносне подовження зразка при розриві;
- відносне звуження площі поперечного перерізу зразка при розриві.
Фізичні властивості сталей 40Х і 50Х ДСТУ 7806:2015 наведені в табл. 1.3.
Таблиця 1.3 − Фізичні властивості матеріалу деталі та матеріалу-замінника
Матеріал Густина , г/см3 Коефіцієнт лінійного Теплопровідність
розширення 106, С-1 , кал/смсС
Сталь 40Х 7,83 10,245 0,162
Сталь 50Х 7,83 10,248 0,162
Як видно з табл. 1.3 матеріали мають однакові фізичні властивості.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Технологічні властивості матеріалу (зварюваність і оброблюваність)
визначаються його складом та структурою. Зварюваність сталі значно краща ніж
сірого чавуну, так як при звичайних режимах зварювання виникає перехідна зона,
що визначається високою крихкістю, що може привести до утворення тріщин. [8]
Тому газова і електродугова зварка сталі може проводитися не по спеціальній
технології. Деталі, що виготовляються з конструкційної легованої хромистої сталі
мають добру оброблюваність різанням.
Технологічні та експлуатаційні властивості дозволяють використовувати ці
сталі для виготовлення деталей, що потребують високої міцності. [9]
Після отримання заготовки деталь піддається термічній обробці –
ізотермічний відпал, тобто спочатку проводиться нагрівання до температури вище
782˚С, а потім передається в іншу піч для ізотермічної витримки при температурі
620...670˚С. При цій температурі відбувається повний розпад переохолодженого
аустеніту на феритно-цементитну суміш. [8]
Після механічної обробки проводимо загартування зубчастого вінця, струмом
високої частоти. [8]
Спосіб отримання тієї чи іншої заготовки залежить від службового
призначення деталі та вимог до неї, від її конфігурації та розмірів, виду
конструкційного матеріалу, типу виробництва та інших факторів. [8]
Проаналізувавши форму та взаємне розташування елементів конструкції,
можна зробити висновок про певну простоту конструкції деталі з точки зору
вибору заготовки. На попередньому етапі вибору оптимального способу отримання
заготовки використаємо матрицю впливу факторів [3].
Таблиця 1.4 − Матриця впливу факторів
Методи Квалітет Параметр Величина Відносна
отримання точності шорсткості припусків, собівартість,
заготовки Rz, мкм мм
Штампування
на ГКМ 13-17 20-160 1,5-3,25 70-75
Штампування
на пресах 13-17 20-160 0,5-3,0 80-86
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Штучна з
прокат 14-16 40-160 1,5-4,0 ⎯
Щоб ефективніше оцінити доцільність використання певного виду заготовки,
необхідно провести економічний аналіз. [3]
Вартість штампованої заготовки визначаємо за формулою [3]:
C S
S =( 1 QК К в ід
заг Т СКвКМКn)-(Q-q) грн,
1000 1000
де С1 − базова вартість (тонни заготовок) грн/т. [7]; КТ, КС, Кв, КМ, Кn −
коефіцієнти, що залежать, відповідно, від класу точності, групи складності, маси,
марки матаріалу і об’єму виробництва заготовок [3, c.34-36]; Q − маса заготовки,
кг; q − маса готової деталі, кг; Sвід − вартість однієї тонни відходів, грн. [3]
Так як заготовки отримані гарячим об’ємним штампуванням на ГКМ та на
механічних пресах мало відрізняються по собівартості, то необхідно порівняти
собівартість заготовок отриманих гарячим об’ємним штампуванням на ГКМ та з
круглого прокату. [8]
Вартість штампованої заготовки буде дорівнювати:
3200 25
SЗАГ штамп.=( 1,152 0,771,29 0,81,01,13 )-(1,152-0,72) =3,3грн.
1000 1000
Вартість заготовки з прокату визначаємо за формулою [3]:
QC S
Sзаг= -(Q-q) в ід грн,
1000 1000
де Q − маса заготовки 10529 мм, Q=1,74 кг;
С − вартість 1 тонни прокату, грн/т; С=3500 грн/т. [7]
1,74 3600 25
Sзаг= -(1,74-0,72) =6,2 грн.
1000 1000
Як видно з розрахунків собівартість штампованої заготовки менша, ніж
собівартість заготовки з прокату. Отже, вибираємо метод отримання заготовки −
гарячу об’ємну штамповку з облоєм на кривошипному пресі. [3]
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Штамповка на кривошипному пресі в 2...3 рази продуктивніша ніж на молотах.
Припуски і допуски менші на 20...35, а отже і витрати металу зменшуються на
10...15 [3].
1.3. Аналіз технологічності деталі
Аналіз технологічності конструкції деталі складається з якісної та кількісної
оцінок.
Якісна оцінка. Конструкція даного зубчастого колеса характеризується
наступними ознаками:
а) простою формою центрального отвору, що значно полегшує процес
обробки;
б) простою конфігурацією зовнішнього контуру зубчастого колеса (це
найбільш технологічна форма зубчастих коліс); [13]
в) правильною формою та розмірами фасок.
Аналізуючи деталь, можна сказати, що вона має достатню жорсткість для
протягування шліцьового отвору і навіть для застосування методу пластичного
формоутворення зубчастого вінця. До кожної оброблювальної поверхні
забезпечується вільний підхід та вихід різального та вимірювального інструментів.
[13]
В цілому, деталь досить технологічна, має добрі базові поверхні, які
дозволяють поєднувати конструкторські та технологічні бази. Обробку деталі
можливо вести універсальним інструментом. [13]
Технологічний аналіз креслення показав що креслення містить усі необхідні
дані які дають повне уявлення про деталь. Розміри проставлені зручно, що
дозволяє їх витримати від технологічних баз. [13]
Запропоновані матеріали задовольняють умовам експлуатації за механічними
властивостями.
Кількісна оцінка. Коефіцієнт використання матеріалу розраховується за
формулою [14]:
КВ.М.=МД/МЗ,
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де МД – маса деталі, МД=0,72кг;
МЗ – маса заготовки, МЗ=1,152;
Отже, КВ.М=0,72/1,152=0,625
Коефіцієнт точності розраховується за формулою [14]:
1 T n
I I
Кт=1- , Тср = ,
Тср n
I
де ТI – квалітет поверхні; nI – кількість поверхонь I-го квалітету.
Тоді Т = 91+111+123+14 4
ср =12,4
9
1
Кт=1- = 0,92
12,4
Коефіцієнт шорсткості розраховується за формулою [14]:
1 Ш n
І I
Кш= , Бср= ,
Бср n
I
де ШІ – шорсткість поверхні, мкм; nI – кількість поверхонь I-ї шорсткості.
1
Тоді Бср= 2,5 2 + 3,25+ 6,35
= 4,37, Кш= = 0,23
12 4,37
Отже, на основі виконаного аналізу та розрахунків, приходжу до висновку, що
конструкція деталі задовольняє умовам технологічності. [9]
Зубчасте колесо служить для передачі крутного моменту. Отже, виконавчими
поверхнями будуть поверхня шліцьового отвору (основна) і зубчаста поверхня
шестерні (допоміжна). Тому до усіх робочих поверхонь треба поставити вимогу
високої міцності та зносостійкості. Потрібно також забезпечити правильність
геометричних форм та відповідну якість поверхонь. [13]
Торці зубчастого колеса також є основними базами і повинні бути виконані з
допуском паралельності 0,03 мм і мати відповідну якість поверхонь. [3]
Для шліцьового отвору: робочий діаметр виконано по Н12 з шорсткістю
Ra=3,2мкм; внутрішній діаметр по Н11 з шорсткістю Ra=3,2мкм; бічні поверхні
пазів по D9 з шорсткістю Ra=2,5 мкм. [13]
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Згідно рекомендацій [13] для зубчастих коліс призначаємо ступінь точності 8-
В. Для нормальної роботи зубчастої передачі потрібно забезпечити гарантований
бічний зазор jn=120 мкм, який залежить від граничних відхилень міжвісевої
відстані fа=60 мкм [13].
Виявляємо фактори, які впливають на величину бічного зазору:
− співвісність підшипникових шийок і шліцьової поверхні вала;
− радіальний зазор у посадці зовнішнього кільця підшипників вала;
− зазор у посадці внутрішнього кільця підшипників вала;
− відхилення міжвісевої відстані отворів у корпусі коробки;
− співвісність шліцьового отвору в-644Н1150Н126D9 і посадочної
поверхні шестерні;
− співвісність зубчастого вінця 5 мм і посадочного отвору зубчастого колеса
в-644Н1150Н126D9 . [13]
Всі ці фактори мають рівний вплив на величину гарантованого бічного зазору.
Тому співвісність шліцьового отвору шестерні і зубчастого вінця повинна бути не
більшою 10 мкм [13], що відповідає 5 степені точності, яку можна досягти
чистовим шліфуванням. [13]
Розглянуті технічні вимоги можуть бути забезпечені такими технічними
способами (методами) обробки та контролю: [9]
− комплексним контролем розмірів і параметрів з використанням стандартних
і спеціальних інструментів, і пристроїв; [3]
− правильним вибором заготовки і призначенням достатніх припусків на
механічну обробку.
1.4. Аналіз виробничої програми, визначення типу та організаційної
форми виробництва
При проектуванні виробничих процесів основою розрахунку є не річна
програма випуску виробів, а річна програма запуску їх у виробництво. [14]
NЗАП = NВИП m (1 + /100 + /100 + /100), шт./рік [14]
де NВИП – програма випуску виробів, NВИП=5000 шт./рік;
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
m − кількість деталей у виробі, m=1 шт;
− процент невідворотних витрат (брак), = 5%; [14]
− процент незавершеного виробництва, який залежить від галузі
машинобудування, терміну виробничого циклу та інше, = 5%; [14]
− процент запасних частин, ; = 5%.[14]
NЗАП=50001(1+5/100+5/100+5/100)=5750 шт./рік,
Тип виробництва згідно з чинними нормативними документами щодо
визначення типу виробництва визначається коефіцієнтом закріплення операцій за
формулою [14, с.154]: [14]
КЗ.О= О / Р ,
де О – кількість різних операцій, які виконуються на робочих місцях
дільниці чи цеху, шт.; [14]
Р – кількість робочих місць на дільниці чи в цеху, шт.
Штучний час знаходять з базового технологічного процесу для двох-трьох
найбільш складних операцій. У разі відсутності даних по трудомісткості операцій
штучно-калькуляційний час знаходять за формулою [14]: [14]
ТШТ.К= Т ,
K О
де − коефіцієнт, який залежить від типу виробництва і методу обробки
K
поверхонь [14, с.236, дод. 2]. [14]
Дані до розрахунку заносяться в табл. 1.4.
Якщо за робочим місцем, незалежно від завантаження, закріплено тільки одну
операцію, то КЗО=1, що відповідає масовому виробництву. При 1<КЗО<10
виробництво − багатосерійне, при 10<КЗО<20 − середньосерійне, при 20<КЗО<40 –
дрібносерійне, при КЗО > 40 – одиничне. [14]
Для кожної операції визначаємо необхідну кількість верстатів за формулою
[14, с.106]:
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
T
m = ШТ.K NЗАП
Р ,
Fд 60 зн
де mР – розрахункова кількість верстатів, шт;
ТШТ.К – норма штучно-калькуляційного часу, хв.;
NЗАП – програма запуску деталей у виробництво, шт./рік; NЗАП =5750 шт/рік;
Fд – дійсний річний фонд часу роботи верстата при роботі в дві зміни, год; Fд=
4055 год [14, с.236, дод. 3]. [3]
зн − нормативний коефіцієнт завантаження обладнання, зн=0,75 [14].
За завданням керівника КП режим роботи підприємства – двохзмінний.
Для всіх операцій знаходимо фактичний коефіцієнт завантаження робочого
місця за формулою [14, с.208]: [14]
m
р
зф = ,
mn
де mn – прийнята кількість верстатів, шт;
Кількість операцій, які виконуються на робочому місці визначаємо за
формулою [14, с. 208]: [14]
= зн
зф
де зф − фактичний коефіцієнт завантаження обладнання,
Усі отримані значення для кожної операції заносимо до табл. 1.5.
Таблиця 1.5 – Визначення штучного часу
№ Назва операції і зміст Основний
опе- технологічний час ТШТ.К ,хв.
переходу
K
рації Т ,10-3
0 хв.
Токарно-гвинторізна
035 1.Підрізати торець в 0,037(D2 –d2)= 192
розмір 27,501 мм.
2.Підрізати торець в 0,037(D2 –d2)= 192
розмір 26h12 мм.
3.Розточити отвір 0,2dl = 147 2,14 1,56
43(+0,21) начорно на
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
прохід
4.Розточити отвір 0,18dl = 131
44(+0,16) начисто
5.Точити фаску 345º 0,2dl=16
Токарно-гвинторізна
050 1.Точити Ø10101мм 0,17dl= 343
на довжину 26 мм.
2.Точити начисто 0.17dl=318 2,14 1,59
Ø100h12(-0,35)мм.
3.Точити фаску 345º 0,2dl=16
4.Точити 2 фаски 0,1dl=22
1,545º
065 Горизонтально-
протяжна
1.Протягнути 0,4dl=291 1,46 0,59
шліцевий отвір
в-644Н1150Н12
6D9
080 Зубофрезерна
1.Фрезерувати зубці:
m=4мм, z=24, ступінь 2,2Db=950 1,66 1,69
точності 8-В
125 Зубошліфувальна
1.Шліфувати зубці,
забезпечуючи Rа=3,2 1,2Db=518 1,66 0,97
мкм
Таблиця 1.5 - Дані для уточнення типу виробництва.
№ Розрахун- Прийнята Коефіцієнт Кількість
опе- кова кількість завантаження операцій,
рації Операція кількість верстатів, робочого О
верстатів, mn місця, зф
mР
035 Токарно-гвинторізна 0,04 1 0,04 18,75
050 Токарно-гвинторізна 0,05 1 0,05 15
065 Горизонтально-
протяжна 0,015 1 0,015 50
080 Зубофрезерна 0,05 1 0,05 15
125 Зубошліфувальна 0,03 1 0,03 25
Всього ⎯ 5 ⎯ 123,75
Коефіцієнт закріплення операцій:
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
123,75
КЗ.О. = = 24,75
5
Відповідно тип виробництва – дрібносерійний.
Згідно до вимог чинних нормативних документів щодо організації
технологічних процесів є дві форми організації технологічних процесів - групова
та потокова. [9]
Доцільність застосування потокової форми організації виробництва
встановлюють на основі порівняння середнього штучного часу ТШТ.СР. з
розрахунковим тактом ТВ випуску: [14]
КЗ.Ф.= ТШТ.СР. / ТВ
При КЗ.Ф. 0,6 вибирають потокову форму організації виробництва, в іншому
разі – групову форму організації виробництва [14].
ТШТ.СР.=5,85/5=1,17 хв.
Тривалість такту залежить від типу лінії і розраховується за формулою [14]:
ТВ=60хФД.О. КЗ/Nзап=60х4055х0,8/5750=33,8 хв.,
Тоді КЗ.Ф.=1,17/33,8=0,03.
Отже, форма організації технологічного процесу – групова. Вона
характеризується запуском деталей у виробництво невеликими партіями. [14]
Кількість деталей у партії розраховується за формулою [14]:
N
n= зап a
,
F
де F – кількість робочих днів на рік, F=254 дні; а – періодичність запуску, днів,
а=12 [14, с.29].
Отже:
5750 12
n = = 271,6шт
254
Приймаю n=272 шт.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розділ 2. Технологічний розділ
2.1 Виявлення й аналіз розмірних зв’язків поверхонь деталі та
формулювання основних технологічних рішень
При механічній обробці деталей вирішуються дві групи задач:
1) Забезпечення необхідного взаємного розташування оброблених
поверхонь відносно необроблених;
2) Забезпечення точності розмірів, необхідної якості та точності взаємного
розташування оброблених поверхонь. [13]
Вирішення цих задач залежить від правильного розміщення розмірних
зв’язків та достатнього обгрунтування технічних вимог до точності і якості. [13]
Для даної деталі не ставляться вимоги до взаємного розташування
оброблених поверхонь відносно необроблених. Тому для даної деталі можна
сформулювати такі задачі по забезпеченню точності розмірів, шорсткості і
допусків форми та взаємного розташування оброблених поверхонь: [3]
1. Точність форми і розміру шліцьового отвору в-644Н1150Н126D9.
2. Точність форми і розміру зубів шестерні, ступінь точності якої 8-В,
діаметр ділильного кола d=96-0,1мм, діаметр кола виступів da=100h12(-0.35) мм,
модуль m=4 мм, кількість зубців Z=24. [13]
3. Радіальне биття зовнішньої поверхні зубів відносно поверхні А не більше
0,063 мм.
4. Паралельність торців відносно один одного не більше 0,03 мм.
5. Паралельність шліцьової поверхні відносно поверхні Б не більше 0,025
мм.
6. Симетричність шліців не більше 0,004 мм.
7. Шорсткість бічних поверхонь шліцьових пазів Ra=2,5 мкм.
8. Шорсткість поверхні зубів Ra=3,2 мкм.
9. Шорсткість і розміри другорядних поверхонь, що обробляються:
- торцевих поверхонь, 26h12(-0,21), Ra=3,2 мкм ;
фасок, 1,545, 345.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Вибір принципової схеми маршруту обробки деталі
Для деталі “ Колесо зубчасте КЗ173.26” маршрутна схема поетапної
механічної обробки поверхонь приводимо у вигляді табл. 1.2.1 в залежності від
точності поверхонь деталі. [8]
Рисунок 2.1 − Номерація поверхонь деталі
Таблиця 2.1 - Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь
деталі
Ква- Номер поверхні
літет Найменуван-
точ- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ня етапу
ності обробки
16 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Заготі-
15 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х вельний
14 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Чорновий
13 Х Х X Х Х Х Х Х
12 Х Х X Х Х Х Х Х Напівчисто-
11 X Х Х вий
10 Х Х
9 Х Х Чистовий
Розробка теоретичної схеми базування заготовки для обробки
поверхонь
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Усі питання, які вирішуються при проектуванні технологічного процесу,
нерозривно пов’язані між собою. Особливо це стосується визначення
технологічних баз і маршруту обробки. Призначення баз є одним із
найскладніших і принципових розділів проектування технологічних процесів.
Від правильного вибору технологічних баз значною мірою залежить:
правильність взаємного розташування поверхонь; ступінь складності пристроїв,
різальних та вимірювальних інструментів; загальна продуктивність обробки
заготовок та інше. [3]
Вихідними даними при виборі баз є: робоче креслення деталі, технічні
умови на її виготовлення, вид заготовки та стан її поверхонь, бажаний ступінь
автоматизації. [3]
При виготовленні “Колесо зубчасте КЗ173.26” в якості технологічних баз
використовуємо посадочний отвір та опорний торець. [13]
При розробці схеми базування вирішується питання вибору та розміщення
опорних точок. Кількість опорних точок визначається операцією, в першу чергу
кількістю витриманих на ній вихідних розмірів та схемою їх розташування по
відношенню до осей координат. Для кожної операції вибираємо вихідні бази та
проставляємо вихідні розміри та бази для орієнтування заготовки. В якості
вихідних потрібно приймати тільки конструкторські розміри, які проставлені на
кресленні деталі та відносно тих же елементів. [3]
Рисунок 2.2 − Теоретична схема базування для операцій: токарно-
гвинторізної, горизонтально-протяжної.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 1.2.3 − Теоретична схема базування для операцій: зубофрезерна;
зубошліфувальна
Запропоновані варіанти базування забезпечують потрібну точність обробки,
безпосереднє отримання усіх розмірів, а також можливість використання
універсальних та спеціальних верстатних пристроїв для механічної обробки
даної деталі. [8]
2.2 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь
Аналізуючи дану деталь приймаємо метод обробки різанням, як найбільш
поширений у машинобудуванні. Обираємо шлях пошуку – визначення числа
ступенів обробки на основі розрахунків уточнення [9].
Т N
= З
= = ,
1 2 N І
Т I=1
Д
де - загальні уточнення; - окремі уточнення; N – число ступенів
1
обробки;
ТД, ТЗ – відповідно допуски деталі і заготовки, мм.
Для найбільш спрямованого вибору числа ступенів використовується
формула [13, с.168]:
n = lg / 0,46 .
До різних поверхонь ставляться різні вимоги, які можна досягти різними
методами обробки. До того ж одні й ті ж самі вимоги можна задовільнити
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
різними технологічними методами обробки. При цьому число переходів при
обробці поверхонь різними методами обробки може бути різним, що в свою
чергу впливає на основний час обробки. Тому розробка методів обробки
поверхонь – це складний і відповідальний етап у створенні технологічного
процесу. [9]
2.3 Розробка маршруту обробки деталі (МОД)
Згідно з кресленням деталі, принциповою схемою маршруту обробки
(табл.2.1) та наміченим методом обробки поверхонь розробляємо два варіанта
маршруту обробки деталі. [9]
Перший варіант маршруту обробки деталі наведений в табл. 2.3.
Другий варіант маршруту обробки деталі наведений в табл. 2.4.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Таблиця 2.3 − Перший варіант маршруту обробки деталі
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Таблиця 2.4 − Другий варіант маршруту обробки деталі
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Формування раціональної структури операцій
Вибір найбільш раціональної послідовності установів і переходів операцій
є багатоваріантною задачею. Критеріями оцінки варіантів операції, що
проектується, можуть бути: оперативний час, штучний час, собівартість
виконання операції. Усі ці критерії зменшуються за умови скорочення числа
переходів та їх одночасного виконання. Число переходів передусім залежить від
числа ступенів обробки кожної елементарної поверхні деталі. [3]
Чим менше ступенів обробки необхідно для кожної поверхні і чим вищою
є їх технологічна та часова сумісність, тим більше можливостей скорочення часу
виконання операції, тим нижче собівартість її виконання. Обираючи схему
обробки, слід пам’ятати, що із зменшенням числа інструменту в налагодженні,
продуктивність росте до певної межі. При певній кількості інструменту ростуть
затрати на зміну і регулювання інструменту, знижується швидкість різання,
зменшується подача. [3]
Можливість суміщення технологічних переходів встановлюють залежно від
жорсткості заготовки, взаємного розташування поверхонь, які оброблюються,
зручності виведення стружки, технічної можливості розміщення інструменту в
зоні обробки. Обробку поверхонь з високими квалітетами точності виділяють в
окрему операцію, застосовуючи одномісні одноінструментальні послідовні
схеми. [3]
На основі цього формується остаточна послідовність обробки деталі та
будується раціональна структура операцій прийнятого варіанта МОД. [14]
Для обробки деталі “Колесо зубчасте КЗ173.26”, послідовність обробки
вибрана згідно розробленого першого варіанта МОД (табл. 2.3) і структура
операцій представлена в технологічному процесі. [14]
2.4 Розрахунок граничних значень припусків та операційних
розмірів
Розрахунок припусків на обробку виконуємо розрахунково-аналітичним
методом і табличним. Розрахунково-аналітичним методом розраховуємо
припуски для отвору зубчастого колеса 44Н11(+0,16). На підставі результатів
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
визначення припусків розрахунково-аналітичним методом будуємо графічну
схему розташування припусків. На інші поверхні припуски призначаємо за
чинними нормативними документами щодо припусків і допусків заготовок. [3]
Заготовка являє собою штамповку масою 1,152 кг. Технологічний маршрут
обробки отвору 44Н11(+0,16) складається із двох переходів: чорнового та
чистового розточування, що виконується з однієї установки оброблюваної
деталі. Базами для заготовки служать зовнішня поверхня та торець. [3]
Розрахунок припусків на обробку отвору 44Н11(+0,16) наведений в табл.
4.1, в якій послідовно записується технологічний маршрут обробки отвору і всі
значення елементів припуску. [3]
Мінімальні припуски на переходи визначаємо за формулою [13]:
2ZMIN = 2(R 2 2
Zi−1 +Ti−1 + i−1 + i )
де R Zі-1 − висота нерівностей профілю на попередньому переході, мкм;
T і-1 − глибина дефектного шару на попередньому переході, мкм
Визначаємо ці величини [13, с.64] та заносимо до табл. 4.1.
і-1 − просторове відхилення розташування поверхні, мкм.
Сумарне відхилення визначаємо за формулою [13]:
= 2
ЗМ + 2
ЕКСЦ ,
де − зміщення частин штампу по поверхні роз’єму, мм, ЗМ = 0,2мм
ЗМ
[чинними нормативними документами на сталеві штамповані поковки];
ЕКСЦ=1 від глибини отвору [чинними нормативними документами на сталеві
штамповані поковки]; ЕКСЦ=126=0,26 мм – ексцентричність центрального
отвору по відношенню до зовнішнього контуру заготовки. [3]
2
Отже, = 0,2 + 0,262 = 0,328мм = 328мкм
Остаточне просторове відхилення після чорнового розточування
визначаємо за формулою [13]:
1=0,06328=19,68мкм
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Остаточне просторове відхилення після чистового розточування визначаємо
за формулою [13]:
2=0,0519,68=0,984мкм
Похибка встановлення у на виконуємому переході при визначенні
проміжного припуску характеризується зміщенням обробленої поверхні, яке
потрібно компенсувати додатковою складовою проміжного припуску [13]: [3]
= 2 + 2 + 2 ,
y б з пр
де б − похибка базування, мкм; з – похибка закріплення, мкм; пр – похибка
положення заготовки в пристрої, мкм. [3]
Похибка встановлення при установці в трьохкулачковому патроні заготовки
з поперечними розмірами в діапазоні до 120мм складає у=150мкм [7, с.41].
Похибка положення заготовки пр є наслідком неточності виготовлення
верстатного пристрою та зношення його установчих елементів, а також
установки самого пристрою на верстаті. [3]
Остаточна похибка установки при чистовому розточуванні складає [13]:
2=0,05у=0,05150=7,5 мкм
Розрахунок мінімальних значень припусків проводимо, користуючись
основною формулою [13]:
2ZMIN = 2(R 2 2
Zi−1 +Ti−1 + i−1 + i )
Отже, мінімальний припуск:
− чорнове розточування:
2Z 2 2
MIN1 = 2(150+ 200+ 328 +150 ) = 2 х 711 мкм
− чистове розточування:
2ZMIN1 = 2(50+ 50+ 19,682 + 7,52 )= 2 х 121 мкм
Визначаємо розрахунковий розмір d :
− для чорнове розточування:
d 1=44,16-0,242=43,918 мм
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
− для заготовки:
dЗ =43,918–1,422=42,496 мм
Значення допусків кожного переходу приймаємо за таблицями у
відповідності з квалітетом точності іншого виду обробки. [3]
Так, для чистового розточування значення допуску складає 160мкм; для
чорнового розточування =210мкм; допуск на отвір у штамповці 1-го класу
+0.2
точності складає =600мкм ( −0.4 ) [7].
Визначаємо найбільші та найменші граничні розміри:
− для чистового розточування:
Найбільший граничний розмір – 44,16мм
Найменший граничний розмір – 44,16-0,16=44мм.
− для чорнового розточування:
Найбільший граничний розмір – 43,918мм
Найменший граничний розмір – 43,918-0,210=43,708мм.
− для заготовки:
Найбільший граничний розмір – 42,496мм
Найменший граничний розмір – 42,496-0,6=41,896мм.
Визначаємо мінімальні та максимальні значення припусків [13]:
− для чистового розточування:
2Z ГР
MIN 2 = 44,16 – 43,918 = 0,242 мм = 242 мкм
2Z ГР
MAX 2 = 44 –43,708 = 0,292 мм = 292 мкм
− для чорнового розточування:
2Z ГР
MIN 1 = 43,918 – 42,496 = 1,422 мм = 1422 мкм
2Z ГР
MAX 1 = 43,708 – 41,896 = 1,812 мм = 1812 мкм
Загальні припуски визначаємо, сумуючи проміжні припуски:
2Z = 292+1812 = 2104 мкм;
OMAX
2Z = 242+1422=1664 мкм.
OMIN
Всі результати проведених розрахунків зводимо в таблицю 1.4.1.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Загальний номінальний припуск визначаємо за формулою [13]:
Z = Z + H − H ,
ОНОМ OMIN 3 Д
де Н - половина допуску заготовки, мкм; Н = 300 мкм;
3 3
Н - допуск деталі, мкм; Н =160 мкм.
Д Д
Отже, Z =1664+300−160 =1804мкм
ОНОМ
d3НОМ = 44−1,804 = 42,16мм .
Проводимо перевірку правильності виконаних розрахунків:
2Z ГР ГР
MAX 2 -2ZMIN 2 =292-242=50 мкм;
2Z ГР
MAX 1-2Z ГР
MIN 1=1812-1422=390 мкм;
1-2=210-160=50 мкм;
3-1=600-210=390 мкм.
Отже, розрахунки виконано правильно.
Таблиця 4.1 – Розрахунок припусків і операційних розмірів на обробку
поверхні Ø44Н11(+0,16).
Технологічі Елементи припуску, Розраху Розра- Граничний Граничні
переходи мкм н-ковий хунко розмір, значення
обробки припуск вий мм припусків,мкм
поверхні 2Z , розмір
Ø44Н11 MIN
R T ГР ГР
Z мкм d , d d 2Z 2Z
P MIN MAX MIN MAX
мм
Заготовка 15 20 328 − 42,496 41,896 42,496 − −
Розточування 0 0 19,68 150 2х711 43,918 43,708 43,918 1422 1822
чорнове 50 50
Розточування 0,984 7,5 2х121 44,160 44 44,16 242 292
чистове 20 25
Всього 1664 2114
Розробка креслення заготовки
Використовуючи розрахунки будую схему розміщення припусків та
допусків на механічну обробку поверхні 44Н11, яка показана на рис. 4.1. На
інші поверхні, що обробляються значення припусків та допусків назначаю згідно
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
чинними нормативними документами щодо припусків і допусків заготовок та по
таблицям економічної точності [9].
Таблиця 4.2 – Значення припусків і допусків на оброблені поверхні
Розміри
№ Розмір поверхні, Шорсткість
Припуск, мм заготовки
поверхні квалітет точності Ra, мкм
з допуском, мм
+0.5
1 100h12 3,2 3 103( −0.3 )
+1.15
2 26h12 3,2 3 29( +0.63 )
Рисунок 3.1 − Схема розміщення припусків та допусків на механічну
обробку циліндричної внутрішньої поверхні 44Н11
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 3.2 – Заготовка зубчастого колеса з призначеними припусками і
допусками
В якості заготовки для виготовлення деталі “Колесо зубчасте КЗ173.26”
було вибрано штамповку на кривошипному пресі. Отже, маємо [3]:
- маса заготовки 1,152 кг;
- клас точності Т1;
- ступінь складності С1.
1. Конфігурація поверхні роз’єму штампа П (плоска) чинними
нормативними документами на сталеві штамповані поковки. [3]
2.Визначаємо припуски, які враховують [чинними нормативними
документами на сталеві штамповані поковки]: [3]
- зміщення по поверхні роз’єму штампа 0,1 мм;
- відхилення від площинності 0,1 мм.
3.Визначаємо штамповочні ухили [чинними нормативними документами на
сталеві штамповані поковки]: [3]
- на зовнішній поверхні – не більше 5, приймаємо 5;
- на внутрішній поверхні приймаємо 7.
4. Визначаємо розміри поковки та їх допустимі відхилення чинними
нормативними документами на сталеві штамповані поковки. [3]
Розміри поковки:
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
- зовнішній діаметр приймаю 103 мм;
- внутрішній діаметр приймаю 42мм;
- товщину приймаю 29 мм.
Радіус закруглення зовнішніх кутів – 2,0 мм.
Допустимі відхилення розмірів:
+0.5 +0.496
- діаметрів, 103( −0.3 ) мм ; 42( −0.104 ) мм;
+1.15
- товщини, 29( +0.63 ) мм.
Невказані допуски радіусів заокруглень – для радіусу до 4 мм включно
складає 0,5 мм.
Допустиме відхилення від площинності 0,3 мм.
Допустиме зміщення по поверхні роз’єму штампа 0,2 мм.
Допустима величина висоти заусенця 3,0 мм.
Всі відхилення взяті з чинними нормативними документами на сталеві
штамповані поковки, чинними нормативними документами щодо технологічної
документації. [3]
Креслення заготовки дивись аркуш ЧДТУ 24.131.74.0002.
2.5. Вибір обладнання, технологічного оснащення
Попередньо обладнання вибираємо паралельно з розробкою МОП і МОД
відповідно до типу виробництва. [14]
Згідно з класифікацією верстатів, верстатне обладнання поділяється на такі
види: верстати широкого або загального призначення (універсальні), верстати
спеціалізовані та спеціальні. [3]
Верстати широкого або загального призначення застосовують у серійному
та одиничному виробництвах. [14]
Для обробки торців деталі використовуємо токарно-гвинторізний верстат
моделі 1А616. Вибір проводимо за найбільшим діаметром обробки. [9]
Технічна характеристика верстата [3]:
Токарно-гвинторізний верстат 1А616
Найбільший діаметр обробки над станиною, мм............................. 320
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Відстань між центрами, мм................................................................ 750
Найбільший розмір оброблюваної заготовки над супортом, мм.... 175
Найбільший діаметр оброблюваного прутка, мм..............................34
Кількість ступенів частоти обертання шпинделя............................ 21
Частота обертання шпинделя, хв.-1.................................................... 9...1800
Кінець шпинделя за технічними характеристиками
виробника................................................ 1-6К
Конус Морзе шпинделя...................................................................... №5
Конус Морзе пінолі задньої бабки.................................................... №4
Найбільший переріз різця різцетримача супорта, мм..................... 25х25
Число ступенів подачі:
повздовжніх................................................................................. 16
поперечних................................................................................... 16
Подача на один оберт шпинделя, мм/об:
повздовжніх................................................................................. 0,065...0,91
поперечних................................................................................... 0,065...0,91
Потужність електродвигуна, кВт....................................................... 4
Габарити верстата, мм........................................................................ 2335х852
Категорія ремонтної складності......................................................... 15
Для протягування шліцьового отвору використовуємо горизонтально-
протяжний верстат моделі 7Б55У, вибір проводиться по номінальному тяговому
зусиллю. [13]
Технічна характеристика верстата [3]:
Горизонтально-протяжний верстат 7Б55У
Номінальне тягове зусилля, т............................................................ 10
Довжина робочого ходу повзуна, мм................................................ 100...1250
Швидкість робочого ходу повзуна, м/хв........................................... 1,5...11,5
Швидкість зворотного ходу, м/хв...................................................... 25
Потужність електродвигуна, кВт....................................................... 17
Габарити верстата, мм........................................................................ 4070х2090
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Для отримання зубчастого вінця використовуємо вертикально-фрезерний
верстат моделі 5М310, вибір проводиться по діаметру оброблюваної деталі. [13]
Технічна характеристика верстата [3]:
Вертикально-зубофрезерний верстат 5М310
Діаметр оброблюваних колес з прямим зубом, мм............................200
Найбільший модуль по сталі, мм ........................................................4
Ширина оброблюваного колеса, мм ..................................................200
Найбільші розміри черв’ячної фрези, мм:
діаметр .................................................................................125
Конус Морзе шпинделя фрези ............................................................№3
Число швидкостей шпинделя фрези ...................................................9
Частота обертання шпинделя фрези, хв.-1 ..........................................50...400 [3]
Подача стола:
вертикальна, мм/об. .....................................................................0,8...5
радіальна, мм/об. ..........................................................................0,5...20
тангенціальна, мм/об. ..................................................................0,2...10
Потужність електродвигуна привода черв’ячної фрези, кВт.............4
Габарити верстата, мм........................................................................ 2220х1350
Категорія ремонтної складності......................................................... 15
Для шліфування зубчастого вінця використовуємо верстат моделі 586, вибір
проводиться по діаметру оброблюваної деталі. Для прямозубих коліс
зовнішнього зачеплення обробка проводиться методом копіювання. [13]
Технічна характеристика верстата [3]:
Зубошліфувальний верстат 586
Найбільші параметри оброблюваного колеса, мм:
діаметр ................................................................................................500
модуль .................................................................................................10
Найбільший діаметр абразивного круга, мм ........................................450
Ширина зубчастого вінця, мм ................................................................40
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Частота обертання шпинделя фрези, хв.-1........................................... ...100...750
[3]
Число ступенів частоти обертання шпинделя фрези ...........................9
Потужність електродвигуна, кВт......................................................... ....7,5
Габарити верстата, мм...............................................................................1420х1250
Категорія ремонтної складності................................................................12
Вибір різальних і допоміжних інструментів
При виборі різальних інструментів необхідно враховувати, в яких умовах
вони будуть працювати, при якому типу виробництва, яку точність деталі
повинен отримати робітник. Важливу роль при виборі різального інструменту
відіграє матеріал різальної частини. [8]
Отже, призначаємо такий різальний інструмент:
- Різець прохідний упорний Т15К6 2100-0405 за каталогом виробника.
- Різець розточний Т15К6 2140-0510 за каталогом виробника.
- Протяжка шліцьова Р6М5 2330-2331 за каталогом виробника.
- Фреза черв’ячна модульна Р6М5 2523-0026 за каталогом виробника.
- Круг шліфувальний 2П 35030127 ЭБ30СМ27К5 15м/с А 1кл. чинного
нормативного документа 2424-83.
Допоміжні інструменти:
- Патрон 7100-0009 за каталогом виробника.
- Оправка 7110-0470 за каталогом виробника.
Вибір методів і заходів технічного контролю якості деталі
Аналізуючи точністні параметри які необхідно визначити на деталі
визначаю схеми контролю деталі, користуючись при цьому кресленням деталі та
технічними вимогами. На основі схем контролю визначаються засоби контролю
користуючись каталогами стандартів. При виборі засобів контролю враховую
такі основні параметри: точність необхідного виміру, характер виробництва,
розмір та якість вимірюваної поверхні. Похибка вимірювання не повинна
перевищувати 20-35% допуску вимірюваної величини. [3]
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Складаю перелік засобів контролю :
- Штангенциркуль ШЦ - І - 125-0,1 за каталогом виробника.
- Калібр-пробка шліцьова в-644Н1150Н126D9 за каталогом виробника.
- Індикатор МИГ-1 чинного нормативного документа 577-80.
- Зразки шорсткості за каталогом виробника.
- Мікрометр МК 50-75-0,01 за каталогом виробника.
- Плоско-паралельні кінцеві міри довжини за каталогом виробника.
2.6. Встановлення режимів обробки
Аналітичним шляхом розраховуємо режими різання на чорнову обробку
+0.5
циліндричної поверхні 103 −0.3 . [9]
1. Вибираємо інструмент для обробки даної поверхні.
Обробку на токарно-гвинторізному верстаті 1А616 виконуємо токарним
прохідним упорним відігнутим різцем з кутом в плані =60 з пластиною
твердого сплаву Т15К6 за каталогом виробника, =10, =12, 1=20, =0,
r=1мм. [9]
2. Глибина різання при обробці циліндричної поверхні складає t=1,0 мм [6].
3. При чорновому зовнішньому точінні деталі діаметром 103 мм подача
складає 0,6-1,2 мм/об [6].
Приймаємо S=0,8 мм/об.
4. Розраховуємо швидкість різання за формулою [6]:
C
v = v K
m y x v , м/хв
T S t
де Т – період стійкості різця, Т=50 хв. [6, ст. 268]; t – глибина різання;
СV – поправочний коефіцієнт, СV=350 [6, ст. 269];
m, y, x – показники степеню; m=0,2, y=0,35, x=0,15 [6, ст. 269];
KV - загальний поправочний коефіцієнт, який розраховуємо за формулою
[6]:
KV = Kнv Kмv Kиv,
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де Kмv – коефіцієнт, який враховує якість оброблюваного матеріалу, який
розраховуємо за формулою [6].
Kмv = Кr (750/ )nv
в ,
де Кr – коефіцієнт який характеризує групу сталі по оброблюваності
Кr=0,95 [6];
в – межа міцності оброблюваного матеріалу МПа; в=1000 МПа [8];
nv – показник степеня nv= 1,0 [6];
Отже,
Kмv=0,95(750/1000 )1,0=0,71.
Knv – коефіцієнт який враховує стан поверхні заготовки Knv=1,0 [6];
Киv – коефіцієнт що враховує матеріал інструмента Kиv=1,0 [6].
Отже, KV =0,711,01,0 =0,71
Отже,
350
v = 0.71=118,98м / хв.
500.2 0.80.35 10.15
5. Визначаємо частоту обертання шпинделя, що відповідає швидкості
різання, за формулою [6]:
n=1000V/D, хв-1
де V – швидкість різання, м/хв.; D – діаметр заготовки, мм
n=1000118,98/3,14103= 505,22 хв-1
Корегуємо частоту обертання шпинделя по паспортним даним верстата
1А616.
n -1
д=500 хв
6. Визначаємо дійсну швидкість різання за формулою [6]:
Vд=Dnд /1000, м/хв
де n -1
д – дійсна частота обертання шпинделя, хв
Vд=3,14103500 /1000 = 117,75 м/хв
7. Визначаємо силу різання за формулою [6]:
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
n
Pz =10 Cp t
x S y Vд K p , Н
де Cp – поправочний коефіцієнт, Cp =300 [6, ст. 273];
x, y, n – показники степенів, що залежать від конкретних умов обробки, x=1,
y=0,75, n=0,15 [6, с. 273].
Vд – дійсна швидкість різання, м/хв.;
Кр – поправочний коефіцієнт, який враховує фактичні умови різання,
визначається за формулою [6].
Кр=КрКрКрКр ,
де Кр – коефіцієнт якості оброблюваного матеріалу, Кр=1,24 [6];
Кр, Кр, Кр – коефіцієнти впливу геометричних параметрів ріжучої частини
інструменту [6, ст. 275], Кр=0,89, Кр=1,0, Кр=1,05; [14]
Отже, Кр=1,240,891,01,05=1,16
Pz =10 300 1,01 0,80.75 117,750.15 1,16 =1797Н
8. Визначаємо потужність різання за формулою [6]:
Pz vN = д
, кВт
100060
де Рz – сила різання, Н.
1797 117,75
N = = 3,52 кВт
100060
9. Визначаємо час на обробку за формулою [6]:
(L+ l)
To = i , хв
nд S
де L – довжина оброблюваної деталі, L=26 мм; l – довжина врізання та
перебігу, l=4мм [6]; і – кількість проходів, і=1.
(26+ 4)
To = 1= 0,08 хв
500 0,8
10. Визначаємо крутний момент на шпинделі верстата за формулою [6]:
Мкр=Рz D / 2=1797 103/2=92545,5 Нмм
Таблиця 3.1 – Режими різання по переходах
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Поверхня Частота
Швидкість Основний час
Перехід Припуск Подача обертання
різання обробки
мм t, мм S,мм/об шпинделя
V, м/хв, -1 To, хв.
n, хв
Точити
Ø100(-,35) 0,5 0,3 181 800 0,125
начисто
Розточити
0,8 0,8 113 500 0,075
Ø44(+0,16 начирно
)
Розточити
0,2 0,3 181 800 0,125
начисто
Підрізати
лівий
(правий)
0,8
торець 1,0 113 500 0,075
начорно
26(-0,21)
Підрізати
лівий 0,5 181 800 0,15
0,3
(правий)
торець
начисто
+0.06 Протягнути Sz=0,03
6( +0.03 ) 0,02 6 − 14,1
шліци мм/зуб
Нарізати зуби 2,5
− 28,26 125 1,65
Sz=0,04мм
Ø100(-0,35) Шліфувати
Sрад=0,14м
зуби 0,15 − 15м/с 0,858
м
1,545 Точити фаску − 0,3 181 800 0,006
Розточити
345 − 0,3 181 800 0,012
фаску
2.7. Нормування операцій
Визначення норм часу на виконання операцій технологічного процесу
виконую згідно нормативів [11]. Для операції “050 Токарно-гвинторізна”
розрахунки норм часу навожу в пояснювальній записці: [14]
Штучно-калькуляційний час виготовлення однієї деталі за формулою [11]:
Т
Тшт.к =
пз +Тшт
n
де Тпз.— підготовчо-заключний час для партії заготовок, хв;
n — величина операційної партії заготовок, шт; n=272 шт;
Тшт — штучний час обробки деталей, хв.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Підготовчо-заключний час для партії заготовок визначається за формулою
[11]:
Тпз.=Твп.+Тві.+Тоі.
де Твп.— час на встановлення і закріплення пристрою, Твп=12 хв. [11];
Тві.— час на встановлення інструментів, Тві=10 хв.[11];
Тоі. — час на отримання інструментів, Тоі=7 хв. [11]
Тоді підготовчо-заключний час для партії заготовок буде дорівнювати:
Тпз=12+10+7=29 хв.
Штучний час обробки деталей визначається за формулою [11]:
Тшт=То.+Тв.+Тоб.от.
де То — основний час операції, хв, То=0,7 хв.(див. розділ 1.1.6);.
Тв — допоміжний час, хв.;
Тоб.от. — загальний час на обслуговування робочого місця, хв.
Допоміжний час визначається за формулою [11]:
Тв.=К(Ту.с.+Тз.о.+Тупр.+Тизм.)
де Ту.с. — час на закріплення деталі, хв. ,Ту.с.=0,085 хв. [11];
ТЗ.О. — час на зняття деталі, хв., Тз.о.=0,036 хв. [11];
Тупр. — час на вкл./викл. верстата, хв., Тупр.=0,01 хв. [11];
Тизм. —час на вимірювання деталі, Тизм.=0,19 хв. [11];
К — коефіцієнт, який враховує тип виробництва, К=1,5 для
дрібносерійного типу виробництва [11].
Тоді допоміжний час:
Тв.=1,5(0,085+0,036+0,01+0,19.)=0,48 хв.
Загальний час на обслуговування робочого місця і відпочинок час
визначається за формулою [11]:
Т +П
Тоб.от =
оп об.от
100
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де Поб.от. —затрати часу на обслуговування робочого місця і відпочинок в
відсотковому відношенні до оперативного часу, хв., Поб.от.=6% [11]; Топ. —
оперативний час, хв.
Оперативний час визначається за формулою [11]:
Топ.=То.+Тв.=0,7+0,48=1,18 хв.
Тоді:
1,18+ 6
Т = = 0,07 хв.
об.от.
100
Отже, штучний час обробки деталей буде дорівнювати:
Тшт.=0,7+0,48+0,07=1,49 хв.
Отже, штучно-калькуляційний час виготовлення однієї деталі буде
дорівнювати :
29
Тшт.к. = +1,49 =1,59 хв.
272
Результати розрахунків норм часу для токарно-гвинторізної операції 050
механічної обробки деталі наведені в табл. 3.2. [8]
Таблиця 3.2 — Зведена таблиця норм часу для токарно-гвинторізної
операції 050
Тв.
Назва операції То. Топ. Тоб.от Тшт. Тпз. n Тшт.к.
Туст. Тз.о. Тупр. Тизм.
Токарно-
гвинторізна 0,7 0,085 0,036 0,01 0,19 1,18 0,07 1,49 29 272 1,59
050
Результати розрахунків норм часу по іншим операціям механічної обробки
деталі виконуємо аналогічно і зводимо до табл. 3.3. [8]
Таблиця 3.3 – Технічні норми часу по операціям, хв.
Тв.
№ операції То. Топ. Тоб.от Тшт. Тпз. n Тшт.к.
Туст. Тз.о. Тупр. Тизм.
Токарно-
гвинторізна 0,68 0,05 0,047 0,01 0,2 1,91 0,017 1,45 29 272 1,56
035
Горизонтально
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
-протяжна 0,29 0,1 0,05 0,01 0,25 1,09 0,01 0,48 32 272 0,59
065
Зубофрезерна 0,95 0,12 0,1 0,01 0,3 2,37 0,03 1,58 32 272 1,69
080
Зубошліфу-
вальна 0,52 0,15 0,09 0,01 0,57 2,19 0,013 0,86 32 272 0,97
125
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розділ 3. Конструкторський розділ
Розробка технічного завдання на проектування спеціального
верстатного та контрольного пристроїв. [3]
Таблиця 4.1 – Технічне завдання на проектування спеціального пристрою.
Розділ Зміст розділу
Назва і область його Пристрій для базування та затиску заготовки за
застосування допомогою болтового з’єднання при роботі на
зубофрезерному верстаті 5М310 [3]
Основа для розробки Операційна карта технологічного процесу механічної
обробки деталі “Колесо зубчасте КЗ173.26”. [8]
Службове призначення Спеціальний пристрій призначений для встановлення
та схема встановлення і трьох деталей “Колесо зубчасте КЗ173.26” із сталі.
закріплення заготовки. Габаритні розміри заготовки 10329 мм, базова
поверхня – шліцьовий отвір, оброблений з шорсткістю
3,2 мкм. Схема базування і затиску заготовки наведена
вище. При обробці заготовки необхідно забезпечити
достатнє зусилля затиску. [3]
Технічні вимоги Тип виробництва — дрібносерійний. Програма
запуску – 5750 шт.
Матеріал заготовки — сталь 40Х чинного нормативного
документа 4543–71, шорсткість необроблюваних
поверхонь 12,5 мкм. Інструмент для обробки – фреза
черв’ячна. [8]
Документація, яка
чинного нормативного документа 14.305-83 ЕСТПП
використовується при
“Правила вибору технологічного оснащення ”
розробці
Документація, яка Креслення загального виду.
підлягає розробці
Економічні показники Орієнтовний економічний ефект від застосування
запропонованого пристрою 1500 грн. Термін окупності –
два роки.
3.1 Проектування верстатного пристрою
В якості пристрою для токарно-гвинторізної операції розрахуємо консольну
оправку з кільцевими мембранами. Кільцеві мембрани (тарільчаті пружини)
застосовують в різних пристроях (оправках), як елемент центрування та затиснення
деталей. На відміну від стандартних мембран, які застосовуються в пристроях,
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
виготовляють товщиною S=0,5...1,25 мм та мають два ряди (зовнішній та
внутрішній) прорізей, що підвищує їх еластичність та зменшує необхідні осьові
сили затиску. [3]
Пакет мембран має отвір та циліндричну установчу поверхню, оброблені
шліфуванням до 8-го класу точності. Спряження пакету з корпусом оправки
здійснюється по посадці А/Д або А/С. При обертанні гвинта мембрани
деформуються, їх зовнішній діаметр збільшується, а внутрішній зменшується, за
рахунок цього відбувається центрування та затиск оброблюваної деталі. Одночасно
деталь щільно притискається лівим торцем до упора. [13]
Розглядаючи кільцеву мембрану з прорізями як сукупність дволанкових
важільно-шарнірних механізма двосторонньої дії, необхідну осьову силу можна
визначити з залежності [10].
W=0,75(f/tg1)Q; Q=1,33tg1 W,
Так, як WfR=KMріз , то W= KMріз /fR
Отже,
Q=1,33Ktg1 (Mріз /fR), H
де W – радіальна сила затиску, Н;
Mріз – крутний момент сили різання, Mріз=67,38 Нм;
R – радіус посадочного отвору заготовки, м;
f – коефіцієнт тертя між пружинами та заготовкою, f=0,1 [7];
K – коефіцієнт запасу, К=1,5 [7];
1 – кут нахилу тарільчатих пружин в робочому стані, визначається за
формулою [10], 1 =таб -2,
де таб = 9-10 - для вузьких мембран [10].
Отже, 1 =9-2=7
Отже, осьова сила різання дорівнює:
Q=1,331,5tg7(67,38 /0,10,022)=1141H
Визначаємо необхідну кількість мембран в пакеті за формулою [10]:
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
n=KMріз /Mтабл=1,567,38/17=6,
де Мтабл - найбільший крутний момент, який передається мембраною в Нм за
табличними даними, Мтабл = 8...18 Нм [10].
Запишемо необхідні розміри кільцевих мембран [10]:
№ мембрани – 3.
d=10 мм, = 20, r1 =0,2 мм,
D= 44 мм, А=19 мм, а= 1 мм.
d1 =15 мм, В=18 мм,
D1 = 42 мм, S=0,6 мм,
Найбільший допуск на діаметр базової поверхні деталі 0,12...0,18 мм.
Розрахунок похибки пристрою виконуємо за формулою [12]:
2 2 2 2 2 2
ΔΣ =Δуе+Δр+Δум+ б + вс + п + ус.м + м + з ,мм
де Δуе – похибка розмірів установчих елементів, мм, Δуе=0,003мм [12] ;
Δр – похибка передаючих пристроїв, мм, Δр=0 [12] ;
Δум – систематична похибка виготовлення установчих мір, мм, Δум= 0 [12];
Δб – похибка базування, Δб = 0 [12];
Δвс – похибка встановлення заготовки, Δвс =0,006 мм [12];
Δп – випадкова похибка, яка виникає за рахунок зазору, Δп =0 [12];
Δус.м – випадкова похибка виготовлення установчих мір, Δус.м=0,003мм;
Δм – похибка метода вимірювання, мм, Δм = 0,002 мм, [12];
Δз – похибка закріплення, мм, Δз = 0 [12].
0,0062 + 0,0032 + 0,0022
Отже, ΔΣ =0,003+ =0,0093 мм.
Похибка пристрою повинна складати не більше 30...35 від параметру, що
вимірюється [12].
1
= 0,03=0,01мм, ΔΣ =0,0093=0,01
3
Отже, пристрій забезпечує необхідну точність обробки.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
3.2 Опис конструкції та роботи верстатного пристрою
Пристрій призначений для обробки зубів зубчастих коліс на зубофрезерному
верстаті.
Обробка відбувається набору зубчастих коліс, які центруються кільцям.
Гайкою, через зажимну шайбу, проміжні шайби зубчасті колеса притискають
зовнішніми вінцями до опорної шайби. Товщину проміжних кілець вибираємо з
таким розрахунком, щоб забезпечити прилягання зовнішніх вінців зубчастих коліс.
[13]
Основним критерієм продуктивності пристрою є зносостійкість різі, яка
оцінюється за величиною середнього питомого тиску. За цим критерієм виконую
проектний розрахунок.
Перевірку гвинта виконуємо на міцність та стійкість.
1. Матеріал гвинта приймаємо сталь 45 ДСТУ 7809:2015, т =360 МПа [8],
матеріал шайби Бр.ОФ10-1. [8]
2. Допустимі напруження визначаються за формулою [6]:
[]=т /3=360/3=120 МПа – для матеріала гвинта.
[р]= 40 МПа; [зм] = 45 МПа – для матеріала гайки [8].
Допустимий тиск для пари сталь-бронза [T] = 9 МПа [8].
3. Оскільки навантаження в передачі одностороннє, приймаємо упорну різь з
h = 0,75 [14].
4. Конструкцію гайки прймаємо цільну з н = 1,5 [14].
5. Визначаємо середній діаметр різі за формулою [7].
Q 2000
d2 = = = 7,93мм
н h [T ] 3,141,50,759
де Q – сила різання, Н.
За чинними нормативними документами на різьбові з’єднання приймаємо
однозаходну різь Zр =1, d = 12 мм, d2 =10,5 мм, р=2мм, d3=8,5 мм.
6. Кут підйому різі визначаємо за формулою [7].
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
tg=рZp /d2=21/3,1410,5=0,0606, = 3,857
Наведений кут тертя визначаємо за формулою [7].
= arctg(f/cos/2) = arctg(0,1/cos3)=544/,
де f=0,1, /2==3 - кут нахилу робочої грані витка [7].
Так як /, то гвинтова пара самогальмівна [7], відповідно умова виконується.
7. Визначаємо висоту гайки за формулою [7].
Нr = н d2 = 1,5·10,5=15,75 мм.
Приймаємо Нr = 16мм [7].
8. Визначаємо число витків різьби у гайці за формулою [7].
Z= Нr /p = 16/2=8 Z=10…12
де р – крок різьби, мм (див. вище).
9. Визначаємо зовнішній діаметр гайки за формулою [7].
5 Q 2 5 2000
D= + d = +122 =14,95мм
[ p ] 3,14 40
Приймаємо D=16 мм [7].
10. Визначаємо висоту фланця гайки за формулою [7].
а=(0,25…0,30) Нr =0,2516=4 мм
Приймаємо а=6 мм [7].
11. Перевіряємо висоту фланця на зріз за формулою [7].
τзр =Q/Da= 2000/3,14166=6,63[τзр]=20…25 МПа.
12. З умови зносостійкості зовнішній діаметр опорної поверхні кришки
визначається за формулою [7].
4 Q 4 2000
D0 = + d 2
2 = +10,52 =19,57мм
[д] 3,14 15
де [д] – допустимий питомий тиск, МПа, [д] = 15 МПа [7].
Приймаємо D0 = 20 мм [7].
Внутрішній діаметр кришки приймаємо з співвідношення [7]:
d0 =0,7D0 =0,720=14 мм.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
13. Перевіряємо гвинт на стійкість.
Визначаємо довжину стиснутої частини гвинта за формулою [7].
H 16
l=l0+h2+
r =28+15+ =51 мм
2 2
Визначаємо гнучкість гвинта за формулою [7].
=μl/[min]=251/2,125=47,84
де μ – поправочний коефіцієнт, μ=2 [7];
[min] = d3 /4 = 8,5/4=2,125 мм [7];
Отже, визначаємо допустиме осьове навантаження за формулою [7].
d 2
3 3,14 8,52
Q=[] = 120 0.87=5960 Н > Q= 2000Н.
4 4
де - поправочний коефіцієнт, =0,87 [7].
14. Визначаємо еквівалентне напруження в найбільш небезпечному перерізі
гвинта за формулою [7].
4Q 2 T 2 4 2000 2 758,4 2
екв = ( ) + 3( ) = ( ) + 3( ) =
d 2
3 0,2d3
3 3,14 8,52 0,2 8,53
= 35,56 МПа [] = 120 МПа.
де Т – момент тертя в різі, Нмм, визначається за формулою [7].
d2 10,5
Т= Q tg(+φ/) = 2000 tg(3,857+544/) = 758,4 Нмм
2 2
Отже, стійкість та міцність розрахованого гвинта забезпечується.
Розрахунок похибки пристрою виконуємо за формулою [12]:
2
ΔΣ =Δуе+Δр+Δум+ б +
2 + 2 + 2 2 2
вс п ус.м + м + з ,мм
де Δуе – похибка розмірів установчих елементів, мм, Δуе=0,003мм [12] ;
Δр – похибка передаючих пристроїв, мм, Δр=0 [12] ;
Δум – систематична похибка виготовлення установчих мір, мм, Δум= 0 [12];
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Δб – похибка базування, мм, Δб = 0 [12];
Δвс – похибка встановлення заготовки, мм, Δвс =0,008 мм [12];
Δп – випадкова похибка, яка виникає за рахунок зазору, мм, Δп =0 [12];
Δус.м – випадкова похибка виготовлення установчих мір, мм, Δус.м=0,004мм
[12];
Δм – похибка метода вимірювання, мм, Δм = 0,002 мм, [12];
Δз – похибка закріплення, мм, Δз = 0 [12].
Отже, ΔΣ =0,003+ 0,0082 + 0,0042 + 0,0022
=0,0124 мм.
Похибка пристрою повинна складати не більше 30...35 від параметру, що
вимірюється [12].
1
= 0,063=0,021мм
3
ΔΣ =0,0124=0,021
Отже, пристрій забезпечує необхідну точність обробки.
3.3 Проєктування контрольного пристрою
Опис конструкції та роботи спеціального контрольного пристрою
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 3.3 Контрольний пристрій
Контрольний пристрій призначений для перевірки точності виготовлення
зубчастого колеса, зокрема контролю радіального биття контрольованих поверхонь
відносно базової осі деталі. Основним вимірювальним елементом пристрою є
індикатор годинникового типу, який дає змогу визначити величину відхилення з
достатньою точністю. Згідно з технічними вимогами на кресленні, ціна поділки
індикатора становить 0,01 мм, а перед початком вимірювання стрілку індикатора
необхідно встановити на позначку «0». [13]
Перед виконанням контролю зубчасте колесо встановлюють у пристрій на
опорні елементи. Опори забезпечують правильне базування деталі та її стійке
положення під час перевірки. Базування виконується таким чином, щоб вісь
зубчастого колеса займала задане положення відносно елементів пристрою, а сама
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
деталь могла плавно провертатися навколо своєї осі. Це необхідно для того, щоб
під час обертання можна було визначити максимальне і мінімальне відхилення
контрольованої поверхні. [13]
Після встановлення зубчастого колеса до його контрольованої поверхні
підводять вимірювальний наконечник індикатора. Наконечник має торкатися
поверхні з невеликим попереднім натягом, щоб індикатор стабільно реагував на
зміну положення поверхні під час обертання деталі. Після цього шкалу або стрілку
індикатора встановлюють на нульову позначку. Нульове положення приймають за
початкове, від якого надалі відраховують відхилення. [13]
Далі зубчасте колесо повільно провертають на повний оберт. Під час
обертання вимірювальний наконечник індикатора переміщується відповідно до
фактичного положення контрольованої поверхні. Якщо поверхня має відхилення
від правильної геометричної форми або її вісь не збігається з базовою віссю, стрілка
індикатора буде відхилятися від нульового положення. За найбільшим і
найменшим показами індикатора визначають величину биття. [13]
Фактичне радіальне биття визначають як різницю між максимальним і
мінімальним показами індикатора під час повного оберту зубчастого колеса.
Отримане значення порівнюють із допустимим відхиленням, установленим
кресленням або технічними умовами на виготовлення деталі. Якщо величина биття
не перевищує допустимого значення, зубчасте колесо вважається придатним. Якщо
ж покази індикатора перевищують допустимий допуск, деталь не відповідає
вимогам точності та може бути направлена на додаткову обробку або забракована.
[3]
Перевагою такого контрольного пристрою є простота конструкції, зручність
установлення деталі та можливість швидкого визначення відхилень без
використання складного вимірювального обладнання. Застосування індикатора
годинникового типу дозволяє оперативно оцінити точність виготовлення
зубчастого колеса безпосередньо після механічної обробки або під час
міжопераційного контролю. [8]
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розділ 4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Прогнозування масштабів зараження сильнодіючими отруйними
речовинами (СДОР) при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах
Здійснити оцінку хімічної обстановки методом прогнозу, яка може виникнути
в разі аварії на хімічно небезпечному об’єкті ПРАТ «Юрія» на перший корпус
ЧДТУ, який знаходиться в м. Черкаси, бульвар Шевченка, 460.
Таблиця 4.1 — Характеристика хімічно небезпечного об’єкта м. Черкаси
Найменування
ХНО
ЗАТ “Юрія” ІІІ Аміак – 4,985 0,825 0,075 2,111 8,334 0,292 9
Для цього згідно початкових даних визначити:
➢ час випаровування СДОР з площі розливу;
➢ глибину і площу зони хімічного зараження;
➢ час підходу зараженого повітря до певного об’єкту;
➢ можливі людські втрати в осередку хімічного ураження;
➢ допустимий термін перебування людей в засобах індивідуального
захисту.
1. Визначити еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі :
Q1 = K1 K3 K5 K7 Q0
Q1 = 0,18 0,04 0,23 1 4,985 = 0,08 (т)
де К1- коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР (табл.2).
К3- коефіцієнт, який дорівнює відношенню порогової токсодози хлору до
порогової дози інших СДОР (табл.2).
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Ступінь хімічної небезпеки
Найменування максимально
можлива кількість НХР,
(тон)
Глибина зони зараження,
(км)
Площа ПЗХЗ,
(км2)
Площа ЗМХЗ, (км2)
Кількість населення
м.Черкаси, яке мешкає в ,
ЗМХЗ(тис.чол.)
Кількість населення
м.Черкаси, яке мешкає в ,
ПЗХЗ(тис.чол.)
Час підходу хмари НХР(хв.) до
межі зони
забруднення
К5- коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря (інверсія
– 1, ізотермія – 0,23, конвекція – 0,08).
К7- коефіцієнт, який враховує вплив температури повітря (табл.2).
Q0- кількість викинутого (розлитого) СДОР, т.
2. Визначити час випаровування СДОР з площі розливу:
h d
T = , (год.)
K2 K4 K7
0,05 0,981
T = = 4,9
0,025 4 1
де d - густина СДОР, т/м3 (табл.2);
К4=4,00 (10 м/с)
h - товщина шару СДОР :
- що вільно розлилася на підстилаючій поверхні приймається
h=0,05 м;
- при розливі із ємності, яка має піддон h = H - 0,2м,
де Н – висота піддону (обваловки), м.
Визначити еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі:
(1− K1) K2 K3 K4 K5 K K Q
Q = 6 7 0
2 , (т)
h d
(1−0,18) 0,025 0,04 4 0,23 1,7 14,985
Q2 = = 0,12
0,05 0,981
де К2 - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР
(табл.2);
K4 - коефіцієнт, який враховує швидкість повітря (табл.4);
N - час, що минув від початку аварії, год.;
K6 - коефіцієнт, який залежить від N;
K6 = N0.8 при N<T;
K = T0.8
6 при N>T, де T- тривалість випаровування речовини, год.
К6=1,7. N=2 год.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
3. Визначити глибину зони зараження СДОР первинною Г1 (вторинною – Г2 )
хмарою, в залежності від еквівалентної кількості речовини і швидкості повітря.
Користуючись табл.3 визначити глибину зони можливого зараження Г1 для Q1 та
Г2 для Q2. Якщо значення Q1 і Q2 не співпадають зі значеннями в таблиці 3, то
глибини Г1 та Г2 визначаємо за формулою:
(Гб − Гм ) (Q1(2) −Qм )
Г1(2) = Гм + ,
Qб −Qм
Q1=0.08= Qm=0,05 Гм=0,26
Qb=0,10 Гб=0,38
(0,38−0,26) (0,08−0,05)
Г1(2) = 0,26+ = 0,27
0,10−0,5
Q2=0.12 Qm=0,10 Гм=0,38
Qb=0,5 Гб=0,84
(0,84−0,38) (0,12−0,10)
Г2(1) = 0,38+ = 0,61
0,5−0,10
де Qм - менше, а Qб - більше граничне значення проміжку, в якому знаходиться
значення Q1 або Q2, Гм - менше, а Гб - більше значення глибини зони можливого
зараження СДОР, які відповідають граничним значенням проміжку Qб - Qм для
конкретної швидкості вітру.
4. Визначити повну глибину зони зараження Гп1
Гn1 = Г1(2) + 0,5 Г2(1) , (км)
Гn1 = 0,61+0,50,27 = 0,75 (км)
де Г1(2) - найбільший із розмірів Г1 і Г2
Г2(1) - найменший із розмірів Г1 і Г2
Отримане значення Гп1 порівняти з максимально можливим значенням
глибини перенесення повітряних мас, яка визначається за формулою:
Гп2 = N V , (км)
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Гп2 = 2 5=10 (км)
де V=10 км/год – швидкість переносу попереднього фронту зараженого
повітря, км/год. (табл.5).
При швидкості вітру 1 м/с
За кінцеву величину повної глибини зони зараження - Гп приймаємо менше
значення Гп1 або Гп2. = 0,75(км)
5. Визначити площу зони можливого зараження хмарою СДОР:
2
Sм = 8,72 10−3 Гп f , (км2)
Sм = 8,72 10−3 0,752 45 = 0,22 (км2)
де f – кутові розміри зони можливого зараження:
- при швидкості вітру - ≤ 0,5 м/с → f = 360˚;
- при швидкості вітру - 0,6 – 1 м/с → f = 180˚;
- при швидкості вітру - 1,1 – 2 м/с → f = 90˚;
- при швидкості вітру - > 2 м/с → f = 45˚.
6. Визначити площу фактичного зараження Sf:
S = К Г 2 0,2
f в п N , (км2)
S f = 0,133 0,752 20,2 = 0,011 (км2)
Кв - коефіцієнт, який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря:
інверсія – 0,081; ізотермія – 0,133; конвекція – 0,235.
7. Наносимо на карту, згідно розрахунків, зону хімічного зараження. Для цього від
об’єкту, де відбулася аварія, в напрямку повітря провести лінію. Ця лінія є
бісектрисою кута f. Відкласти на лінії відстань Гп з врахуванням масштабу
(1поділка-5км). Отримуємо зону хімічного зараження, яка обмежена колом,
півколом, сектором, що мають кутові розміри f і радіус, який дорівнює глибині
зараження Гп.
8. Час підходу зараженого повітря до об’єктів, які попадають в зону зараження
визначити за формулою:
ti = Li / V, (год)
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ti = 1,083 / 10 = 0,1 (год)
де Li – відстань від і-го об’єкта, де відбулася аварія до найближчих населених
пунктів в напряму розповсюдження хмари, км (провести вимірювання по карті №1
з врахуванням масштабу); V – швидкість переносу попереднього фронту хмари
зараженого повітря, км/год (табл. 5).
9. Якщо в результаті аварії утворюється зона хімічного ураження, визначити
можливі втрати цивільного населення пунктів, що попадають в цю зону (табл.6).
Оскільки не враховується детальний план населених пунктів, кількість населення,
яке попадає в зону хімічного ураження приймається орієнтовно в залежності від
населеного пункту Люди знаходяться в будинках без ЗІЗ. Визначити орієнтовну
структуру втрати людей.
Визначаємо орієнтовну структуру втрати людей
Можливі втрати населення від СДОР в осередках ураження при проживанні
8,334 тис. чол. – 50% тобто 8,334·0,5=4,167 тис.
При кількості більше 10 визначаємо орієнтовну структуру втрати людей:
- в легкому ступені – 25%, тобто 80334·0,25=2,0835 чол.;
- в середньому і важкому ступенях (з виходом з ладу не менше ніж на 2-3 тижні
і з потребою госпіталізації) – 40%, тобто 80334·0,4=3,334 чол;
- зі смертельними випадками – 35%, тобто 8,334·0,35=2,91 чол.
10. З метою запобігання перегріву тіла встановити гранично допустимі
терміни перебування (безперервної праці) в захисній одежі ізолюючого типу. Час
перебування людей в засобах індивідуального захисту (ЗІЗ) шкіри залежить від
температури зовнішнього повітря (приміщення, де працюють) і визначається за
табл.7. Тобто для даного випадку час перебування людей – 0,8 год.
11. За результатами оцінки хімічної обстановки робимо висновки і
пропонуємо необхідні заходи.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Таблиця 4.2 — Аварійна картка для аміаку
ПЕРЕЛІК НЕБЕЗПЕЧНИХ ВАНТАЖІВ
Найменування вантажу
Найменування вантажу
2672 Вода аміачна 4 2672 Спирт нашатирний 4
9817 Вугільний аміак 4 2071 Аміак 4
2672 Аміак водяний 4 9816 Добрива рідкі азотні 4
ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ І ВИДИ НЕБЕЗПЕКИ
Основні Прозора рідина з різким запахом.
властивості Розчин в воді.
Пожежна і
вибухова Розлита рідина виділяє при нагріванні займисті гази.
небезпека
Небезпечна при вдиху, попаданні на шкіру і слизисті. Чутливість печії і дере в горлі,
Небезпека для виражений набряк язика, кашель, задишка, втрата голосу. Болі в животі, нудота, блювота,
людини набряк язика. Печія шкіри, набряк, опік з пухирцями, поява язв.
Почервоніння очей, сильна біль, сльозотеча.
ЗАСОБИ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАХИСТУ
Ізолюючий протигаз. Респіратор РПГ-67КД. Захисний костюм типу Яж. Ґумові рукавички. Фільтруючий
протигаз марки КД.
НЕОБХІДНІ ДІЇ
Вивести сторонніх. Триматися з навітряної сторони. Уникати низьких місць.
Ізолювати небезпечну зону в радіусі 100 м і не допускати сторонніх.
Загального
В зону аварії входити в захисному костюмі і дихальному апараті.
характеру
Дотримувати заходи пожежної безпеки. Не палити.
Потерпілим надати першу долікарняну допомогу.
Зупинити рух поїздів і маневрові роботи в небезпечній зоні. Не торкатися пролитої
речовини. Ліквідувати джерела вогню. Не палити. Видалити горючі речовини з
небезпечної зони.
Ліквідувати течію при наявності спеціалістів, якщо це не являє собою небезпеку, або
перекачати в справну ємність. При інтенсивній течії огородити місце розливу земляним
При викиді і
валом Для осадження парів використовувати розпилену воду.
розливу
Оповістити органи виконавчої влади і цивільну оборону району (міста обласного
підпорядкування). У разі зараження води повідомити СЕС.
Перекачати розлиту рідину в ємність і залити великою кількістю води. Малі розливи
засипати піском, землею і промити водою. Провести нейтралізацію транспортних
засобів.
Надіти повний захисний костюм. Убрати з зони пожежі, якщо це не являє собою
При пожежі
небезпеку. Гасити вогонь тонко розпиленою водою, повітряною механічною піною.
При загоранні Не горить.
ЗАХОДИ ПЕРШОЇ ДОПОМОГИ
Свіже повітря, чистий одяг, спокій, тепло. Шкіру і очі про-мити водою. Затемнене
приміщення. Гірчичники на область гортані. Внутрішньо – молоко. Зволожений кисень.
Долікарняна
При небезпеці набряку легенів – госпіталізація!
При роздратуванні очей – закапати 30%-ий розчин альбуциду, при болях – 1%-ий розчин
дікаїну, потім тетрациклінова мазь. При кашлі – масляні інгаляції з новокаїном 0,5%-им,
ефедрином 5%-им – 1 мл, димедролом 1%-им – 1 мл; п/ш – ефедрин 5%-ий – 1 мл,
Лікарняна димедрол 1%-ий – 1 мл, платифілін 0,2%-ий – 1 мл. В/в – преднізолон 60-120 мг, глюкоза
40%-а – 40 мл, еуфілін 2,4%-ий – 5-10 мл, лазикс 60-120 мл. при проковтуванні – промити
шлунок через зонд водою. В/в – глюкоза 5%-а – 500 мл з новокаїном 2%-им – 50 мл.
ПРИ ТОКСИЧНОМУ НАБРЯКУ ПРОТИПОКАЗАНО ШТУЧНЕ ДИХАННЯ!
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Номер
ООН
Ступінь
токсичності
Номер
ООН
Ступінь
токсичності
Висновок: У випадку витікання 4,985 т. аміаку в м. Черкаси на підприємстві
ПРАТ «Юрія» фактична площа зараження становить 0,011 км, глибина зараження
становить 0,75 км.
Мінімальний час підходу зараженого повітря до першого корпусу ЧДТУ
становить приблизно: 0,1 години при відстані 1083 км.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Висновки
У кваліфікаційній роботі бакалавра було розглянуто питання
конструкторсько-технологічного забезпечення виготовлення деталі «Колесо
зубчасте КЗ173.26». У процесі виконання роботи проведено аналіз службового
призначення деталі, визначено основні технічні вимоги до її виготовлення,
обґрунтовано вибір матеріалу, способу одержання заготовки, технологічного
маршруту обробки, обладнання, різального та вимірювального інструменту, а
також технологічного оснащення.
Встановлено, що деталь «Колесо зубчасте КЗ173.26» є відповідальною
деталлю зубчастої передачі, яка призначена для передавання крутного моменту від
швидкохідного вала на проміжний вал без зміни швидкості обертання. Деталь
працює у складі коробки швидкостей токарно-гвинторізного верстата, тому до неї
висуваються підвищені вимоги щодо міцності, жорсткості, вібростійкості, точності
зубчастого вінця, шліцьового отвору, торцевих поверхонь, радіального биття та
якості оброблених поверхонь.
У роботі обґрунтовано вибір матеріалу деталі. Для виготовлення зубчастого
колеса прийнято конструкційну леговану хромисту сталь 40Х, яка забезпечує
необхідне поєднання міцності, зносостійкості та оброблюваності різанням. Як
матеріал-замінник розглянуто сталь 50Х, що має близькі хімічні, механічні та
фізичні властивості. Передбачено застосування термічної обробки, зокрема
ізотермічного відпалу після отримання заготовки та загартування зубчастого вінця
струмами високої частоти після механічної обробки.
Обґрунтовано вибір заготовки та методу її одержання. Розглянуто можливість
використання гарячого об’ємного штампування та заготовки з круглого прокату.
На основі техніко-економічного порівняння встановлено, що доцільним є
використання гарячого об’ємного штампування з облоєм на кривошипному пресі.
Такий спосіб дозволяє зменшити витрати металу, скоротити припуски на механічну
обробку та забезпечити економічну доцільність виготовлення деталі.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Проведено аналіз технологічності конструкції деталі. Встановлено, що
зубчасте колесо має достатньо просту форму центрального отвору, раціональну
конфігурацію зовнішнього контуру, правильну форму фасок і достатню жорсткість
для виконання протягування шліцьового отвору та зубообробних операцій.
Оброблювані поверхні доступні для підходу різального й вимірювального
інструменту, що підтверджує технологічність конструкції деталі.
Виконано кількісну оцінку технологічності, зокрема визначено коефіцієнт
використання матеріалу, коефіцієнт точності та коефіцієнт шорсткості. На основі
якісного та кількісного аналізу зроблено висновок, що конструкція деталі
відповідає вимогам технологічності й може бути виготовлена із застосуванням
раціонального технологічного процесу.
Проведено аналіз виробничої програми, визначено тип виробництва та
організаційну форму технологічного процесу. За результатами розрахунків
прийнято дрібносерійний тип виробництва та групову форму організації
технологічного процесу. Така форма організації передбачає виготовлення деталей
партіями та дозволяє раціонально використовувати обладнання, інструмент і
технологічне оснащення.
У технологічному розділі виконано аналіз розмірних зв’язків поверхонь деталі
та сформульовано основні технологічні задачі. Визначено необхідність
забезпечення точності форми і розміру шліцьового отвору, точності зубчастого
вінця, радіального биття, паралельності торців, симетричності шліців, а також
необхідної шорсткості робочих і допоміжних поверхонь.
Розроблено принципову схему маршруту механічної обробки деталі та
обґрунтовано вибір технологічних баз. Для обробки зубчастого колеса як
технологічні бази прийнято посадковий отвір і опорний торець. Запропоновані
схеми базування забезпечують необхідну точність обробки, правильне взаємне
розташування поверхонь і можливість використання універсальних та спеціальних
верстатних пристроїв.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Проведено вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь. Для
забезпечення заданої точності та якості поверхонь передбачено використання
токарної, горизонтально-протяжної, зубофрезерної та зубошліфувальної обробки.
Прийняті методи обробки дозволяють забезпечити точність шліцьового отвору,
зубчастого вінця, торцевих поверхонь і необхідні параметри шорсткості.
Розроблено маршрут обробки деталі «Колесо зубчасте КЗ173.26». У роботі
розглянуто два варіанти маршруту механічної обробки, після чого обґрунтовано
прийнятий варіант, який забезпечує необхідну точність, якість поверхонь,
раціональну трудомісткість і можливість використання відповідного обладнання та
оснащення.
Виконано розрахунок граничних значень припусків та операційних розмірів.
Розрахунково-аналітичним методом визначено припуски на обробку отвору
Ø44Н11, побудовано схему розміщення припусків і допусків, а для інших
поверхонь припуски призначено табличним методом. Це дозволило обґрунтовано
розподілити припуски між переходами та забезпечити отримання деталі заданої
точності.
У роботі виконано вибір обладнання, технологічного оснащення, різального,
допоміжного та вимірювального інструменту. Для реалізації технологічного
процесу передбачено використання токарно-гвинторізного верстата 1А616,
горизонтально-протяжного, зубофрезерного та зубошліфувального обладнання.
Такий вибір відповідає характеру оброблюваних поверхонь, вимогам до точності
та умовам дрібносерійного виробництва.
Розраховано режими різання та норми часу на виконання основних
технологічних операцій. Призначені режими обробки забезпечують раціональне
використання обладнання, різального інструменту та виробничого часу, а також
сприяють підвищенню продуктивності й стабільності якості виготовлення
зубчастого колеса.
У конструкторському розділі спроєктовано верстатні пристрої для обробки
деталі на токарно-гвинторізному верстаті 1А616 та зубофрезерному верстаті
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
5М310. Запропоновані пристрої забезпечують надійне базування і закріплення
заготовки, підвищують точність обробки, скорочують допоміжний час і
полегшують виконання технологічних операцій. Також спроєктовано спеціальний
контрольний пристрій для перевірки відповідальних параметрів готової деталі.
У розділі охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях виконано оцінку
хімічної обстановки, яка може виникнути в разі аварії на хімічно небезпечному
об’єкті ПрАТ «Юрія» у місті Черкаси та вплинути на перший корпус ЧДТУ.
Розглянуто прогнозування масштабів зараження сильнодіючими отруйними
речовинами, зокрема аміаком, визначено час випаровування речовини з площі
розливу, глибину й площу зони хімічного зараження, час підходу зараженого
повітря до об’єкта, можливі втрати населення та допустимий термін перебування
людей у засобах індивідуального захисту.
За результатами розрахунків у розділі ОП встановлено, що у разі витікання
аміаку на підприємстві ПрАТ «Юрія» може утворитися зона хімічного зараження,
яка потребує своєчасного оповіщення, організації евакуаційних або захисних
заходів, використання засобів індивідуального захисту та проведення аварійно-
рятувальних робіт. Розглянута аварійна картка для аміаку містить основні
небезпечні властивості речовини, засоби індивідуального захисту, необхідні дії при
викиді, розливі, пожежі та заходи першої допомоги потерпілим.
Таким чином, у кваліфікаційній роботі розроблено раціональне
конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте
КЗ173.26». Запропонований технологічний процес, вибір заготовки, обладнання,
інструменту, режимів різання, норм часу, верстатних і контрольного пристроїв
забезпечують виготовлення деталі з необхідною точністю, якістю та
експлуатаційною надійністю. Розгляд питань оцінки хімічної обстановки доповнює
роботу заходами щодо безпеки в надзвичайних ситуаціях і підвищує практичну
значущість кваліфікаційної роботи.
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Список використаних джерел
1. Муляр Ю. І., Репінський С. В. Автоматизація
виробництва в машинобудуванні. Ч. 1. Вінниця : ВНТУ, 2019.
2. Мироненко О. М. Проектування пристосувань. Вінниця : ВНТУ, 2004.
3. Дерібо О. В. Основи технології машинобудування. Ч. 1. Вінниця : ВНТУ,
2013.
4. Дерібо О. В., Дусанюк Ж. П., Репінський С. В., Сухоруков С. І. Основи
технології машинобудування. Ч. 2. Вінниця : ВНТУ, 2021.
5. Бондаренко С.Г Розмірні розрахунк механоскладального виробництва.
Київ, ІСДО, 1993 р, 544 с.
6. Боровик А.1. Проектування технологічного оснащення: Навчальний
посібник.-К, 1996.-488с.
7. Боровик А.І. Технологічна оснастка механоскладального виробництва -
К.:Кондор 2008. -726 с.
8. Яковенко І. Є., Пермяков О. А., Фесенко А. В. Технологічні основи
машинобудування.
9. Паливода Ю. Є., Дячун А. Є. Заготовки у машинобудівному
виробництві. Тернопіль : ТНТУ, 2022.
10. Кальченко В. В., Пасов Г. В. Верстати з ЧПК та ВК. Чернігів : ЧНТУ,
2019. 96 с.
11. Дубровський С. С. Допуски і посадки в машинобудуванні (міжнародні та
національні аспекти стандартизації). Львів : Новий Світ-2000, 2020.
12. Допуски и посадки: Справочник. Ю.Е. Кирилюк.-К. :Вища шк. Головное
издательство, 1987. - 120 с.
13. Набродов В. З. Допуски, посадки та технічні вимірювання. Київ : Літера
ЛТД, 2019.
14. Жидецький В.Ц. Практикум з охорони праці.- Львів, Афіша,2000.-
352с.
15. ДСТУ 3321:2003. Система конструкторської документації. Терміни та
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
визначення основних понять.
16. Терлецький Т. В., Кайдик О. Л., Ткачук А. А., Речун О. Ю. Основи
технічної документації. Луцьк : ЛНТУ, 2021.
17. Грибан В. Г., Фоменко А. Є., Казначеєв Д. Г. Безпека життєдіяльності
та охорона праці. Дніпро, 2022.
18. Кондрашев П. В. Матеріалознавство. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського,
2023.
19. Методичні рекомендації до виконання курсової роботи з дисципліни
«Технологія машинобудування» для здобувачів освітнього ступеня «бакалавр» за
спеціальності 131 «Прикладна механіка» освітня програма «Комп`ютерне
конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування» усіх форм
навчання [Електронний ресурс]/ [Упоряд.: В.Ю. Васильченко, В.І. Гордієнко, О.О
Коваленко, С.М. Мацепа] – М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-
т. – Черкаси : ЧДТУ, 2024.– 76 с.
20. ДСТУ 8302:2015. Інформація та документація. Бібліографічне
посилання. Загальні положення та правила складання. — [Чинний від 2016-07-01].
— Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2016. — VI, 17 с. — (Національний стандарт України).
21. ДСТУ 3008:2015. Інформація та документація. Звіти у сфері науки і
техніки. Структура та правила оформлювання. — [Чинний від 2017-07-01]. —
Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2016. — IV, 26 с. — (Національний стандарт України).
Арк.
КРБ 26.131.173.001 ПЗ 66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата