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/8681| Title: | Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Важіль Р1.030.034» |
| Authors: | Шматков, Валерій Юрійович Жирний, Євгеній Ігоревич |
| Keywords: | Технологічний процес виготовлення деталі |
| Issue Date: | 2025 |
| Abstract: | Анотація На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторськотехнологічне забезпечення виготовлення деталі «Важіль Р1.030.034»» Виконавець: здобувач групи ПМ-11 Жирний Євгеній Ігоревич Керівник: Шматков Валерій Юрійович Кваліфікаційна робота бакалавра містить 103 сторінку формату А4, 12 рисунків, 26 таблиць, 22 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі здійснено аналіз службового призначення деталі, проведено вибір матеріалу для виготовлення деталі, визначено тип виробництва, обґрунтовано вибір виготовлення заготовки, розроблений технологічний процес виготовлення деталі «важіль Р1.030.034», здійснено вибір технологічного обладнання, проведено розрахунки, режимів різання та норм часу. Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі «важіль Р1.030.034», а також контрольний пристрій для вимірювання відхилення від паралельності вісі отвора. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто правила охорони праці під час роботи з вимоги з охорони праці під час виконання робіт із застосуванням вантажопідіймальних машин. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8681 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Комп`ютерне конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Жирний.pdf Restricted Access | 2.42 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:
Завідувач кафедри ТОМВ
____________Георгій КАНАШЕВИЧ
«_____»_____________2025р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі
«Важіль Р1.030.034»»
Виконав: здобувач 4 курсу, групи ПМ-11
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Комп’ютерне конструювання
обладнання та розробка технологій
машинобудування»
Жирний Євгеній Ігоревич
Керівник: Шматков В.Ю.
Рецензент: Голуб М.В., інженер-технолог
ПП «Фотоніка плюс»
Засвідчую, що у кваліфікаційній роботі
немає запозичень з праць інших
авторів без відповідних посилань.
Здобувач: __________________
підпис
Черкаси 2025 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:
Завідувач кафедри ТОМВ
Георгій КАНАШЕВИЧ
« » ____________20___р.
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу бакалавра
______________________________Жирний Євгеній Ігоревич________________________
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення
деталі «Важіль Р1.030.034»
Керівник роботи Шматков Валерій Юрійович
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від
«05» березня 2025р. №63/03-03
2. Термін подання здобувачем роботи ___________
3. Вихідні дані до роботи: кресленик важеля________________________
______________________________________________________________
4. Зміст пояснювальної записки:1. Інженерні розрахунки заданої деталі; 2.
Технологічний розділ; 3. Конструкторський розділ; 4. Охорона праці та безпека
в надзвичайних ситуаціях
____________________________________________________________________
_______________________________________________________________
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових
креслеників, плакатів, презентацій тощо): Важіль Р1.030.034; Важіль
Р1.030.034 (заготовка); Маршрут обробки деталі; Пристрій верстатний;
Пристрій контрольний; Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
(вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням канатів,
стропів, ланцюгів та шнурів)
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується
Підпис, дата
Розділ Керівник
завдання видав завдання прийняв
1,2,3 Шматков В.Ю.
4 Цікановський В.Л.
7. Дата видачі завдання 01.03.2025
Календарний план
№ Термін
Назва етапів кваліфікаційної роботи виконання Примітка
з/п етапів роботи
1. Інженерні розрахунки заданої деталі
2. Технологічний розділ
3. Конструкторський розділ
4. Охорона праці та безпека в надзвичайних
ситуаціях
5. Оформлення технічної документації
Здобувач ___________ Євгеній ЖИРНИЙ
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
Керівник ___________ Валерій ШМАТКОВ
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
Анотація
На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторсько-
технологічне забезпечення виготовлення деталі «Важіль Р1.030.034»»
Виконавець: здобувач групи ПМ-11 Жирний Євгеній Ігоревич
Керівник: Шматков Валерій Юрійович
Кваліфікаційна робота бакалавра містить 103 сторінку формату А4, 12
рисунків, 26 таблиць, 22 літературних джерел.
В кваліфікаційній роботі здійснено аналіз службового призначення
деталі, проведено вибір матеріалу для виготовлення деталі, визначено тип
виробництва, обґрунтовано вибір виготовлення заготовки, розроблений
технологічний процес виготовлення деталі «важіль Р1.030.034», здійснено
вибір технологічного обладнання, проведено розрахунки, режимів різання та
норм часу.
Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі
«важіль Р1.030.034», а також контрольний пристрій для вимірювання
відхилення від паралельності вісі отвора.
В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто
правила охорони праці під час роботи з вимоги з охорони праці під час
виконання робіт із застосуванням вантажопідіймальних машин.
Abstract
For the bachelor's qualification work on the topic: "Design and technological
support for the manufacture of the part "Lever P1.030.034""
Performer: applicant of group PM-11 Zhirny Evgeniy Igorevich
Supervisor: Shmatkov Valeriy Yurievich
The bachelor's qualification work contains 103 pages of A4 format, 12 figures,
26 tables, 22 literary sources.
In the qualification work, an analysis of the service purpose of the part was
carried out, the material for the manufacture of the part was selected, the type of
production was determined, the choice of the workpiece was justified, the
technological process for the manufacture of the part "lever P1.030.034" was
developed, the selection of technological equipment was made, calculations were
made, cutting modes and time standards were made.
Designed: a special machine tool for processing the part "lever P1.030.034", as
well as a control device for measuring the deviation from parallelism of the hole axis.
The section on occupational health and safety in emergency situations
discusses occupational health and safety rules when working with lifting machines.
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………………………5
1. Інженерні розрахунки заданої деталі
1.1. Аналіз службового призначення деталі, вибір матеріалу…………………6
1.2. Визначення типу виробництва ………………………………………………..9
1.3. Аналіз технологічності конструкції деталі…………………………………..17
1.4. Попередній вибір заготовки та методу її одержання………………………..20
2. Технологічний розділ
2.1 Виявлення і аналіз розмірних зв'язків поверхонь деталі та формулювання
основних технологічних задач ……………………………………………………26
2.2. Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь……………………..37
2.3. Вибір варіантів маршрутів обробки деталі…………………………………..42
2.4. Вибір обладнання, технологічного оснащення ……………………………..51
2.5. Встановлення режимів різання……………………………………………….60
2.6. Нормування технологічного процесу………………………………………..70
3. Конструкторський розділ
3.1 Проектування верстатного пристрою…………………………………………73
3.2 Проектування спеціального контрольно-вимірювального пристрою………81
4 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
вантажопідіймальних машин, вантажозахоплювальних органів та пристроїв,
інших пристосувань………………………………………………………………..85
4.2 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням лебідок..88
4.3 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням талів та
кішок………………………………………………………………………………93
4.4 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням блоків та
поліспастів………………………………………………………………………….95
Висновки………………………………………………………………………….102
Список використаних джерел………………………………………………….103
Додатки
4
ВСТУП
Галузь машинобудування займає визначальне місце у зміцненні
економіки держави. Для підтримання та підвищення конкурентної
спроможності виробів необхідно постійно оновлювати технологічні підходи та
впроваджувати сучасні науково-технічні розробки.
Обрання способів виготовлення заготовок впливає на результативність
виробництва, рентабельність і рівень якості продукції. Важливо серйозно
підходити до добору матеріалів для ріжучого та допоміжного інструментарію,
адже це визначає їх зносостійкість і точність обробки.
Сучасні розробки та автоматизовані системи проектування дають змогу
формувати більш продуктивні та ефективні технологічні процеси. Застосування
інноваційного обладнання та спеціального оснащення також сприяє
підвищенню продуктивності та якості виробництва.
Розробка новітніх технологічних схем на основі актуальних наукових
відкриттів забезпечує стабільно високий рівень якості продукції й покращує
виробничу ефективність.
Проєктування прогресивного процесу виготовлення деталей відповідно
до заданого обсягу випуску потребує цілісного підходу та залучення широкого
спектру інженерних і технічних знань.
У межах цієї кваліфікаційної бакалаврської роботи необхідно створити
сучасний прогресивний технологічний маршрут виготовлення деталі відповідно
до встановленої програми випуску. Основна мета бакалаврського проєкту
полягає у практичному застосуванні теоретичних знань, здобутих під час
вивчення профільних дисциплін, для вирішення реальних виробничих завдань,
зокрема — розроблення робочих прогресивних технологій обробки деталей і
проєктування відповідного оснащення. У бакалаврській роботі слід реалізувати
конструкторсько-технологічний процес виготовлення деталі «Важіль
Р1.030.034».
5
1. Інженерні розрахунки заданої деталі
1.1. Аналіз службового призначення деталі, вибір матеріалу
Дана деталь "Важіль" Р1.030.034 є базовою деталлю вузла Р1.030.000.
Важіль в комплекті з приєднувальними деталями утворює замкнуту порожнину.
Стики важіля повинні бути герметичними, для запобігання попадання в
середину важіля пилу і вологи. Важіль не коробчатої форми знизу закінчується
горизонтальною площиною основи.
Основною базовою поверхнею важіля є площина основи 68x120, за
допомогою якої деталь орієнтується у виробі. По двох інших напрямках
(площини), та від повороту важіль базується чотирма гвинтами.
Виконавча поверхня - поверхня отвора 55Н7 мм.
Допоміжними базами є отвори 6, 11, 70 мм.
Важіль не складний по конфігурації, але відповідальний по призначенню.
Важіль об'єднує у вузол деталі, що збираються в ньому, забезпечуючи
правильні внутрішні кінематичні зв'язки і функціонування механізмів. У
відповідності з цим важіль виконаний з необхідною точністю, має необхідну
жорсткість і вібростійкість, що забезпечує потрібне відносне розташування
деталей і вузлів, що з'єднуються, правильність роботи механізмів і відсутність
вібрацій. Конструктивне виконання важілю, матеріал і параметри точності
визначені, виходячи з його службового призначення, вимог по роботі
механізмів і умов їх експлуатації. Важіль експлуатується в нормальних умовах.
Вибір матеріалу деталі і метод термообробки визначається рівнем
необхідної конструкційної міцності, технологічністю, механічної, термічної і
хімічної обробки, дефіцитністю, вартістю матеріалу і собівартістю зміцнюючої
обробки. При виборі матеріалу потрібно враховувати такі вимоги, як: хімічний
склад, фізичні, механічні, технологічні та експлуатаційні властивості [1].
Деталь "Важіль" працює з постійним незнакозмінним навантаженням,
який працює без реверсування зі змащенням, тому для виготовлення
6
кронштейну непотрібні високоміцні матеріали або матеріали зі специфічними
властивостями.
Виходячи із службового призначення деталі та умов її експлуатації
вибираємо сірий чавун марки СЧ18 ДСТУ 8833:2019 [2].
Як матеріал-замінник для деталі приймаємо СЧ20 ДСТУ 8833:2019
Механічні властивості матеріала деталі та матеріала замінника наведені в
таблиці 1.1
Хімічний склад матеріала деталі та матеріала замінника наведені в
таблиці 1.2.
Таблиця 1.1 – Механічні властивості матеріалу деталі та матеріалу
замінника [2]
Мар- Твердіс Межа Межа Межа Межа Відносне Віднос
ка ть НВ, міцності міцності міцнос міцності подовже не
чаву кгс/мм2 при при ті при при ння δ, % звужен
ну розтягува стискув. кручен згинанні ня , %
нні в, с, МПа ні кр, зг, Мпа
МПа МПа
СЧ18 170 98 700 300 300 1 1
СЧ20 200 100 720 320 320 1 1
Відливки з СЧ мають добру циклічну в'язкість, що сприяє демпфуванню
коливань[2].
Таблиця 1.2 – Хімічний склад матеріала деталі та матеріала замінника [2]
Марка Вміст елементів
чавуна Кремній, Марганець, Фосфор, Сірка,
Вуглець,C
Si Mn Р S
СЧ18 3,4-3,6 1,9-2,3 0,5-0,7 0,2 0,15
СЧ20 3,3-3,5 1,4-2,4 0,7-1,0 0,2 0,15
7
Таблиця 1.3 - Фізичні властивості матеріалу деталі та матеріалу замінника
[2]
Питома Питом
Теплоєм-
Коефіцієнт Щільні- теплоє- ий
Марка Модуль кість
лінійного сть мкість електр
алюмініє- пружнос- матеріалу
розширення матеріа- матеріалу, о-опір,
вого ті, Е 10-5, , λ,
, α 106, лу, ρ, С R109,
сплаву МПа Вт/(м·гра
1/Град кг/м3 Дж/(кг·гра Омм
д)
д)
40,9
СЧ18 0,9 9,0 59 7000 460
40,9
СЧ20 1,0 9,5 54 7100 480
Технологічні властивості чавунів марки СЧ18 ДСТУ 8833:2019 та СЧ20
ДСТУ 8833:2019[2].
Дана група чавунів має добру оброблюваність різанням, завдяки
домішкам сірки і фосфору, рідкотекучість цих чавунів висока тому, що вони у
своєму складі мають домішки фосфору, кремнію та вуглецю (тому широко
використовуються при литті). Сірка своєю наявністю у хімічном8у складі
погіршує рідкотекучість даного конструкційного матеріалу. Усадка при литті
1,1 %. Дані групи чавунів не застосовується для зварювання[2].
До недоліків сірих чавунів відносяться: крихкість, низька пластичність,
погана зварюваність[2].
Експлуатаційні властивості: добра зносостійкість, висока демпфуюча
здатність, мала чутливість до надрізів, концентраторів напружень.
Для забезпечення сталої точності геометричних розмірів і запобіганню
тріщин, у відливки необхідно зняти внутрішні напруження[2].
Отже в даному випадку застосовуємо термообробку - стабілізуючий
(низькотемпературний) відпал, для зняття внутрішніх напружень, стабілізації
розмірів, поліпшення структури і оброблюваності різанням (для подальшої
8
механічної обробки) [2].
Відпалювання полягає в тому, що виливку нагрівають до встановленої
температури у термопечі, витримують визначений проміжок часу, а потім
охолоджують повільно до 250 - 300°С, разом з термопіччю[2].
Таблиця 1.4 – Режим термообробки[2]
Швидкість Швидкість
Температура Час витримки,
Вид обробки нагріву, охолодження,
нагріву, 0С год.
0С /год 0С/год
Стабілізуючий Повільні, разом з
50-150 500 - 600 2,5 -10
відпал піччю 30 - 50
Відпал проводимо враховуючи масу та розміри заготовки.
9
1.2. Визначення типу виробництва
Найважливіша характеристика виробничої структури дільниці
механічного цеху - його тип виробництва [3,4].
Тип виробництва за ДСТУ 2960-94 характеризується коефіцієнтом
закріплення операцій Кз.о, який показує відношення різних технологічних
операцій, що виконуються підрозділом протягом місяця до кількості робочих
місць, і який обчислюється за формулою [3,4]:
∑ О
КЗ.О. = (1.1)
∑ Рпр
де - ∑ О − сумарна кількість операцій;
∑ Рпр − сумарна кількість робочих місць.
Розрахункова кількість верстатів обчислюється за формулою[3]:
�� ·∑ ��
С = зап шт.к.
�� (1.2)
60·��д·��зн
де ��вип − програма запуску, за умовою Nвип. = 4000шт.;
Тшт.к. − штучно-калькуляційний час по кожній операції ТП;
��д = 4060 - дійсний річний фонд часу, для двозмінної роботи
металорізального обладнання [3];
��зн = 0,8 - нормативний коефіцієнт завантаження обладнання, для
двозмінної роботи FД=4060год. [3].
При проектуванні виробничих процесів основою розрахунку є не річна
програма випуску виробів, а річна програма запуску їх у виробництво [3]:
�� ��
��зап = ��р · �� · (1 + 1 + 2 ) (1.3)
100 100
5 10
��зап = 1900 ∙ 1 ∙ (1 + + ) = 2185 шт/рік
100 100
де ��зап - програма випуску;
m - кількість деталей у виробі, шт.; m = 1шт;
β1 - коефіцієнт, що враховує відсоток неминучого браку, %; β1 = 5 %[3]
β2 - коефіцієнт, що враховує відсоток запасних частин та
комплектуючих, % β2 =10%[3]
10
∑ Тшт.к. ⋅ �� 1.33 ⋅ 2185
Ср1 = = = 0,019
60 ⋅ ��Д ⋅ ��зн 60 ⋅ 4060 ⋅ 0,80
∑ Тшт.к. ⋅ �� 4.4 ⋅ 2185
Ср2 = = = 0.054
60 ⋅ ��Д ⋅ ��зн 60 ⋅ 4060 ⋅ 0,80
∑ Тшт.к. ⋅ �� 2.52 ⋅ 2185
Ср3 = = = 0,032
60 ⋅ ��Д ⋅ ��зн 60 ⋅ 4060 ⋅ 0,80
∑ Тшт.к. ⋅ �� 8.09 ⋅ 2185
Ср4 = = = 0,093
60 ⋅ ��Д ⋅ ��зн 60 ⋅ 4060 ⋅ 0,80
∑ Тшт.к. ⋅ �� 1.07 ⋅ 2185
Ср5 = = = 0,014
60 ⋅ ��Д ⋅ ��зн 60 ⋅ 4060 ⋅ 0,80
∑ Тшт.к. ⋅ �� 0.93 ⋅ 2185
Ср6 = = = 0,012
60 ⋅ ��Д ⋅ ��зн 60 ⋅ 4060 ⋅ 0,80
Після розрахунку кількості верстатів Ср, встановлюємо прийняте число
робочих місць Р, округлюючи до найближчого більшого цілого числа отримане
значення Ср.
Далі по кожній операції розраховуємо значення фактичного коефіцієнта
завантаження робочого місця за формулою[3]:
С
��фз = �� (1.4)
��
Результати розрахунків заносиномо до таблиці
Кількість операцій, необхідних для дозавантаження робочого місця
обчислюється за формулою [3]:
Офз = ��зн/��фз (1.5)
Загальна кількість операцій обчислюється за формулою:
О=Р+Оз (1.6)
Отримані значення заносимо до таблиці 1.5. Після заповнення всіх граф
таблиці підраховуємо сумарні значення О і Р, визначаємо Кз.о. і тип
виробництва.
11
Таблиця 1.5 - Штучно-калькуляційний час на операціях ТП
№ Назва операції tо10-3, хв. tшт.к.=tок
Формула Зна tо к .З-ня
ч.
1 2 3 4 5 6 7
1 Вертикально-фрезерна
1.Фрезерувати площину основи 6l 0,72 0,72 1,84 1,33
68х120, начорно, на прохід,
витримуючи розмір: 28h12,
кінцево
2 Вертикально-фрезерна
1. Фрезерувати дві площини
40х68, 19х68, начорно, одночасно,
напрохід, витримуючи 6l 0,41
розмір:40h12, кінцево
Повернути стійку на
90вертикально:
2. Фрезерувати площину 100х165, 2,39 1,84 4,40
начорно, напрохід, кінцево 6l 0,99
Перевстановити заготовку:
3. Фрезерувати площину 100х165,
начорно, напрохід, витримуючи
розмір 68h12, кінцево 6l 0,99
3 Вертикально-свердлильна
1. Свердлити два отвора 7, 8Н12,
напрохід під попереднє
розвертання, витримуючи розміри:
120,2; 220,2; 700,2; 200,2 0,52dl 0,29
кінцево.
12
Продовження таблиці 1.5 – Штучно-калькуляційний час на операціях ТП
1 2 3 4 5 6 7
2. Свердлити 2-а отвора 11Н12,
напрохід, витримуючи розміри:
400,2; 200,2; 140,2; 700,2,
кінцево. 0,52dl 0,46
3. Розвернути два отвора до 7,96
попередньо, напрохід, під 0,43dl 0,24 1,46 1,72 2,52
розвертання чистове, витримуючи
розміри згідно креслення.
4. Розвернути два отвора до 8Н7,
начисто, напрохід, кінцево,
витримуючи розміри згідно
креслення. 0,86dl 0,47
4 Горизонтально-розточувальна
1. Розточити отвір 70Н12, з
підрізкою торця 70/55,
одноразово, витримуючи розміри:
7, 600,2, кінцево. 0,18dl 0,10
2. Розточити отвір до 54,57.
Попередньо, напрохід, під чистове
розточування, витримуючи
розміри: 0,18dl 0,61
600,2.
3. Розточити дві фаски 1,6х45, 0,18dl 0,02
кінцево. Повернути стіл на 180 2,49 3,25 8,09
горизонтально:
13
Продовження таблиці 1.5 – Штучно-калькуляційний час на операціях ТП
1 2 3 4 5 6 7
4. Розточити отвір до 54,86,
начисто, напрохід, під тонке
розточування. 0,2dl 0,67
5. Розточити отвір до 55Н7,
тонко, напрохід, кінцево. 0,3dl 1,01
6. Розточити фаску 1,6х45, 0,18dl 0,01
кінцево.
5 Горизонтально-протяжна
1. Протягнути паз 8Н8, начисто, 0,4l 0,62 0,62 1,73 1,07
напрохід, витримуючи розміри:57,
6Н12; 600,2, кінцево.
6 Вертикально-свердлильна
1. Свердлити два отвора 11Н12,
напрохід, витримуючи розміри:
440,2; 220,2; 120,2, 700,2,
кінцево. 0,52dl 0,36
2. Цекувати 2-а отвора 20Н12, в
розмір 3, витримуючи розміри
відповідно до креслення, кінцево. 0,31dl 0,10
Повернути стійку на 0,54 1,72 0,93
90вертикально:
3. Свердлити отвір 6Н12,
напрохід, витримуючи розміри:
600,2; 340,2, кінцево. 0,52dl 0,06
14
Продовження таблиці 1.5 – Штучно-калькуляційний час на операціях ТП
1 2 3 4 5 6 7
4. Зенкувати фаску 3х45 в отворі
6Н12, витримуючи розміри
відповідно до креслення, кінцево. 0,31dl 0,02
Таблиця 1.6 – Сумарні значення О і Р
№п /п Тип верстату Марка Тшт.к. СР Р ηфз О
верстата
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Вертикально- 6Р12 1,33 0,019 1 0,019 42
фрезерний
2 Вертикально- 6Р12 4,40 0,054 1 0,054 14
фрезерний
3 Вертикально- 2Н125 2,52 0,032 1 0,032 25
свердлильний
4 Горизонтально- 2М614 8,09 0,093 1 0,093 7
розточувальний
5 Горизон тально- 7Б55 1,07 0,014 1 0,014 57
протяжний
6 Вертикально- 2Н125 0,93 0,012 1 0,012 66
свердлильний
Всього: - 18,34 - 6 - 211
Отримуємо сумарну кількість робочих місць - ∑Р=6 кількість операцій
∑О=211. Тоді коефіцієнт закріплення операцій
∑О
КЗ.О. = = (42 + 14 + 25 + 7 + 57 + 66)/6 = 35,2
∑Р
Згідно ДСТУ 2960-94, по коефіцієнту закріплення операцій визначаємо,
що виробництво буде дрібносерійним.
15
Дрібносерійний тип виробництва характеризується періодичністю
повтора партій (серій). Застосовується універсальне, частково спеціалізоване
обладнання, універсальні і комбіновані ріжучі інструменти. В якості вихідних
заготовок використовують: лиття в піщано-глинисті форми з ручною, або
машинною формовкою, лиття в кокіль, лиття в оболонкові форми, і інше[1,3].
Визначаємо форму організації технологічного процесу порівняння
середнього штучного часу для основних операцій з розрахунковим тактом
випуску.
Даному риду виробництва по ДСТУ 2960-94 відповідає групова форма
організації робіт, запуск виробу проводиться партіями з визначеною
періодичністю. Оскільки згідно [3]:
Величина операційної партії заготовок обчислюється за формулою:
а∙��
�� = вип 6∙2185
= = 52 шт (1.7)
�� 254
де а - кількість робочих днів на які потрібний запас заготівок на складі, а =
5днів[3];
N – річний обсяг виробництва, N=4320шт.;
F - кількість робочих днів на протязі ріку, F = 253 днів[3].
16
1.3. Аналіз технологічності конструкції деталі
Вивчення креслення деталі та технічних вимог дає підставу на
необхідність введення термічної обробки виливка перед механічною обробкою.
Найбільшої точності обробки вимагає отвір 55Н7, паз 8Н8 мм. Є обмеження
похибок форми та взаємного розташування поверхонь деталі. Два отвори
виконані з точністю 8Н7(+0,015), і необхідні для подальшого базування
заготовки і обробки на наступних операціях.
Проаналізуємо послідовно ці вимоги з точки зору їхньої обгрунтованості і
відповідності службовому призначенню деталі[1]:
- термічна обробка (стабілізуючий відпал) необхідна для поліпшення
оброблюваності різанням литих деталей, зняття внутрішніх напружень і
підвищення механічної міцності. Це забезпечує в процесі експлуатації деталі
стабільність розмірів, отриманих після механічної обробки;
- два отвори (технологічні), виконані з точністю 8Н7(+0 015
’ ),
необхідні для подальшого базування заготовки, суміщення та сталості баз і
обробки на наступних операціях;
- точність розміру отвора 55Н7 мм, Ra = 1,25 мкм, обумовлена
характером з'єднання, і призначена з умови забезпечення виконання деталлю
свого службового завдання;
- взаємне розташування поверхонь деталі визначені: відхиленням від
перпендикулярності торця 70/55, відносно бази Б не більше 0,03 мм
відповідно; відхиленням від паралельності вісі отвора 55Н7, відносно бази В
не більше 0,02 мм. Аналіз креслення складальної одиниці показує, що паке
обмеження необхідне і забезпечує потрібне відносне розташування деталей і
вузлів, що з'єднуються;
- задана шорсткість (Ra = 2,5 мкм) поверхонь паза 8Н8 мм, площин
100x120, отвора 70Н12 (Ra = 6,3 мкм) і інших поверхонь відповідає вимогам
щодо їхньої точності. Основа кронштейна має шорсткість Ra= 6,3мкм, отвори
11Н12, 20Н12, 6Н12 виконані з шорсткістю Ra= 12,5 мкм.
17
Інші поверхні кронштейну виконані з точністю, яка задовільняє вимогам
службового призначення вузла, Ra= 20 мкм (технологічно).
Конфігурація деталі „Важіль,, задовільняє вимогам конструкції виробу та
вимогам технологічності з точки зору механічної обробки.
Результати аналізу використовуємо при розробці технології виготовлення
деталі та виборі засобів контролю.
Визначаємо деякі кількісні показники технологічності.
Коефіцієнт точності обчислюється, за формулою[3] :
Кт =1-1./Тср. (1.8)
де Тср. - середній квалітет точності.
Досягнутий середній квалітет точності обчислюється за формулою[3] :
Тср =(Σni·Тi)/Σni (1.9)
де Ті - і-ий квалітет;
nі – кількість поверхонь і-того квалітету.
Значення Ті та nі беремо з таблиці 1.7
Таблиця 1.7 – Квалітети точності поверхонь [3]
Ti 14 12 8 7
ni 6 12 1 3
За формулами (1.8), (1.9) отримуємо значення:
Кт= 1-1/11,68= 0,914,
Тср=(6·14+12·12+8·1+7·3)/22=11,68
Коефіцієнт шорсткості обчислюється, за формулою[3]:
Кш = 1./Шср (1.10)
де Шср.- середня шорсткість поверхонь, обчислюється за формулою:
Шср = (Σni·Raі)/Σni (1.11)
де Raі і- шорсткість поверхні.
Значення nі, Raі беремо з таблиці 1.8.
18
Таблиця 1.8 – Шорсткість поверхонь[3]
Rai, мкм 12,5 6,3 2,5 1,25
ni 5 9 1 3
За формулами (1.10), (1.11) отримуємо значення:
Шш= 1/7=0,14;
Шср=(12,5 5+6,3·9+2,5 1+1,25 3)/18=6,02
Коефіцієнт використання деталей обчислюється за формулою[3]:
Квм=МД/Мз (1.12)
до МД =2,78кг – вага деталі, Мз=3,48 кг – вага заготівки.
Тоді за формулою (1.11) коефіцієнт використання деталей:
Квм=2,78/3,48=0,8
19
1.4. Попередній вибір заготовки та методу її одержання
Виходячи з технологічних властивостей матеріалу СЧ18 та конструкції
деталі, отримати заготовку можливо такими методами лиття: в піщано-
глинисті форми з машинною формовкою і в кокіль.
Метод отримання заготовки визначається службовим призначенням,
конструкцією деталі, матеріалом, технічними умовами і економічністю
виготовлення [5].
Деталь має просту геометричну форму, тому найбільш доцільним
способом отримання заготовки є лиття в кокіль. Цей метод вирізняється
високим рівнем прогресивності серед способів лиття, оскільки забезпечує
підвищену чистоту поверхні та високу точність розмірів відливок[5].
З метою більш обґрунтованого вибору оптимального способу
виготовлення заготовки, доцільно скористатися матрицею впливу факторів
(див. таблиці 1.9 [5]). Такий підхід дозволяє врахувати комплекс техніко-
економічних та виробничих чинників для забезпечення ефективного
технологічного рішення.
Таблиця 1.9 – Матриця впливу факторів [5]
Фактори
Спосіб Точність і Техноло- Вироб-
Форма і Річн.
Виготовлен- якість гічні ничі Всього
розміри прог.
ня заготовки поверхне- властивості можли
заготовки
вого шару матеріалу вості
В піщано-
глинисті
форми з + - + + - 3
машинною
формовкою
4
В кокіль - + + + +
20
Для обґрунтування вибору доцільно розглянути два найбільш
перспективні варіанти отримання заготовки[5]:
1. Лиття у піщано-глинисті форми,
2. Лиття в кокіль.
Лиття у піщані форми є найбільш економним методом, однак його
недоліком є значні припуски на обробку, що призводить до підвищеного
матеріаломісткості та витрат на механічну обробку[5].
Натомість лиття в кокіль відноситься до спеціалізованих методів лиття,
але воно забезпечує високу точність розмірів, кращу щільність металу та менші
припуски, що значно знижує обсяг наступної обробки різанням[5].
Остаточне рішення щодо вибору оптимального способу виготовлення
заготовки має базуватись на розрахунку технологічної собівартості деталі для
кожного з варіантів[5].
З цією метою пропонується провести порівняння двох варіантів[5]:
- лиття у піщано-глинисті форми із застосуванням машинної формовки,
- та лиття в кокіль.
Порівняльна характеристика способів отримання заготовок наведена в
таблиці 1.10.
Собівартість отримання заготовки литвом в піщано-глинисті форми та в
кокіль визначаємо за формулою[3]:
Sзаг = (Сі/1000) ·Q·Кт·Кс·Кв·Км·Кп) – (Q-q) · Sвідх/1000), у.о (1.13)
де Сі - базова вартість 1 т заготовок, у.о.;
Q - маса заготовки, кг;
q - маса готової деталі, кг;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коефіцієнти, які залежать від класу точності, групи
складності, маси, матеріалу та об'єму виготовлення виробництва[3];
Sвідх – вартість однієї тонни відходів.
21
Таблиця 1.10 - Порівняльна характеристика методів отримання заготовки [5]
Тов- Шорс- КВМ
Тип Точні-
Маса щина ткість
Спосіб вироб сть
Матеріал вилив- сті- відлив-
лиття ницт- відлив-
ка, кг нок, ка Rz,
ва ка, ІТ
мм мкм
В піщано-
Чавун,
глинисті 0,55-0,70
сталь,
форми з О,С 10-1000 ≥3 14-17 320-80
кольорові
машинною
метали
формовкою
Чавун,
сталь, 0,70-0,80
В кокіль С 0,1-50 ≥3 12-15 80-20
кольорові
метали
Вартість заготовки, отриманої литвом в піщано-глинисті форми за
формулою 1.13 буде дорівнювати:
45000 6500
Sзаг = ( · 3,98 · 1,2 · 1,17 · 1,0 · 0,79 · 1,00) − (3,98 − 2,78) · = 190,85у. о.
1000 1000
де Сі=45000 - базова вартість 1 т заготовок, у.о., 4а група складності;
Q=3,98 - маса заготовки, кг;
Q=2,78 - маса готової деталі, кг;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коефіцієнти, які залежать від класу точності, групи
складності, маси, матеріалу та об'єму виготовлення виробництва;
Км=1,0, Кт=1,17, Кс=1,2, Кв=0,79, Кп=1,0 [5]
Sвідх=6500у.о. – вартість однієї тонни відходів.
Аналогічно за формулою 1.13 визначаємо вартість заготовки отриманої
литвом в кокіль:
47000 6500
Sзаг = ( · 3,48 · 1,0 · 1,1 · 1,2 · 0,91 · 1,0) − (3,48 − 2,78) · = 191,92 у. о.
1000 1000
де Сі=47000 - базова вартість 1 т заготовок, у.о;
22
Q=3,48 - маса заготовки, кг;
Q=2,78 - маса готової деталі, кг;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коефіцієнти, які залежать від класу точності, групи
складності, маси, матеріалу та об'єму виготовлення виробництва;
Км=1,0, Кт=1,1, Кс=1,2, Кв=0,91, Кп=1,0 [5]
Sвідх=6500у.о. – вартість однієї тонни відходів.
Необхідні дані та результати розрахунку собівартості наведені в таблиці
1.11.
Таблиця 1.11 – Рзрахунок собівартості заготівки
Позначе В піщано-глинясті Лиття в
Коефіцієнт
ння форми кокіль
Q
Маса заготовки, кг 3,98 3,48
q
Маса деталі, кг 2,78 2,78
C
Базова вартість тони відл., грн. 45000 47000
-
Клас точності 9 7
-
Група складності ІІІ ІІІ
-
Група серійності 7 7
Кm
Коефіцієнт точності 1,17 1,1
Кс
Коефіцієнт складності 1,2 1,2
Кв
Коефіцієнт ваги 0,79 0,89
Км
Коефіцієнт матеріалу 1,0 1,0
Кn
Обсяг виробництва 1,00 1,0
Sвідх
Вартість тони відходів, у.о. 6500 6500
Вартість заготовок, у.о. Sз аг 190,85 191,92
Економічний ефект виготовленSня заготовки методом литва в піщано-
глинисті форми з машинною формовкою в порівнянні з методом литва в
кокіль[5]:
Сд = (Цв · Мз)/1000+(Цс/1000) · (Мз − Мд) (1.14)
23
де Цв – ціна відливки, Мз – маса заготовки, Мд – маса деталі, Цс- ціна
затрат на механічну обробку, приймаємо Цс1 = 12000у.о/т [6]. Цс2=8500у.о/т [6]
Ціна відливки по кожному варіанту:
Цв1=45000·3,98·1,17·1,2=251456,4 у.о./т
Цв2=47000·3,48·1,27·1,2=249265,44 у.о./т
Масу заготівок оцінюємо за коефіцієнтом використання матеріалу, який
приймаємо:
- при литті в піщано-шлинисті форми з машинною формовкою
Квм1=070[6],
- при литті в кокіль Квм2=0,80 [5],
Масу заготівок відповідно;
Мз1=Мд/Квм1=2,78/0,7=3,97кг
Мз2=Мд/Квм2=2,78/0,80=3,48кг
Собівартість деталей за формулою (1.14);
Сд1=(251456,4 ·3,98)/1000+(12000/1000) ·(3,98-2,78)=1015,8у.о.
Сд2=(249265,44 ·3,48)/1000+(8500/1000) ·(3,48-2,78)=873,4у.о.
Таблиця 1.12 - Розрахунок собівартості виготовлення деталі
Варіанти І варіант II варіант
В піщано-глинясті
Спосіб лиття Литво в кокіль
форми з машинною
формовкою
Маса заготовки, кг 3,98 3,48
Коефіцієнт використання
0,70 0,80
матеріалу
Вартість заготовки, у.о./т 190,85 191,92
Собівартість деталі, у.о. 1015,8 873,4
Економічний ефект виготовлення заготовки методом литва в піщано-
глинисті форми з машинною формовкою в порівнянні з методом литва в кокіль:
Е = (SЗАГкокіль - SЗАГпісч) · Nзап (1.14)
24
де Nзап – програма запуску виробів, шт.
Е = (191,92 – 190,85) ·2185= 2337 у.о.
Механічна обробка обох заготовок до готової продукції відбувається за
однаковим технологічним процесом.
Метод одержання заготовки - лиття в кокіль, забезпечує технологічність і
мінімальну собівартість виготовлення заготовки, і тому вважається
оптимальним.
25
2. Технологічний розділ
2.1 Виявлення і аналіз розмірних зв'язків поверхонь деталі та
формулювання основних технологічних задач
Виходячи із службового призначення важіля, він повинен забезпечити
перпендикулярність торця 70/55 відносно бази Б не більше 0,03 мм;
паралельність вісі отвора 55Н7 мм, відносно бази В не більше 0,02 мм.
Тобто це є основні параметри. До основних параметрів також належать:
точність форми, розмір, шорсткість отворів 55Н7, 8Н7, паза 8Н8.
Важіль характеризується також другорядними параметрами (що
безпосередньо не стосуються службового призначення деталі), до них можна
віднести точність форми, розташувань розмірів, шорсткість поверхонь інших
елементів, таких як торцеві поверхні, фаски, їх взаємне розташування та
співвісність.
Виходячи з виявлених розмірних зв’язків і вимог до точності та якості
поверхонь, формулюємо основні технологічні задачі, які слід вирішити при
розробці ТП:
1. Забезпечити точність форми і розміру 55Н7(+0,03);
2. Забезпечити точність форми і розміру 8Н7(+0,015);
3. Забезпечити точність розміру 8Н8(+0,022);
4. Забезпечити точність розміру 40h12(-0 25);
5. Забезпечити точність розміру 28h12(-0 21);
6. Забезпечити точність розміру 68h12(-0 3);
7. Забезпечити точність форми і розміру 70Н12(+0,3);
8. Забезпечити точність форми і розміру 11Н12(+0,18);
9. Забезпечити точність форми і розміру 20Н12(+0,21);
10. Забезпечити точність форми і розміру 6Н12(+0,12);
11. Забезпечити точність розміру 57, 6Н12(+0,3);
12. Забезпечити відхилення від перпендикулярності торця 70/55
26
відносно бази Б не більше 0,03 мм;
13. Забезпечити відхилення від паралельності вісі отвора 55Н7 мм,
відносно бази В не більше 0,02 мм;
14. Забезпечити шорсткість поверхонь: Rа1,25; Rа 6,3; Rа 12,5.
15. Забезпечити точність розташування оброблених поверхонь
відносно необроблених.
16. Забезпечити точність розмірів, потрібної якості та взаємного
розташування оброблених поверхонь.
17. Забезпечити рівномірність припусків.
18. Забезпечити точність взаємного розташування та розмірів
другорядних поверхонь, що обробляються
- торцевих поверхонь;
- фасок;
- пазів.
Такі задачі вирішуються за рахунок:
- точності верстата;
- точності схеми базування;
- точності мірного інструменту;
- точності налагодження.
Вибір принципової схеми маршруту обробки деталі.
Згідно креслення деталі, методу одержання заготовки та згаданої схеми
приймаємо такі етапи обробки і приводимо їх у вигляді таблиці 2.1.
27
Таблиця 2.1 - Укрупнена типова схема раціональної послідовності етапів
обробки заготовки[1,3]
Етап Назва Зміст етапів і вихідні параметри
Термообробка для зняття внутрішнього
Е3 Термічний І напруження І і ІІ роду.
Обробка поверхонь, які будуть
використовуватись як технологічні бази на
E1 Попередній І наступних етапах.
Чорнова обробка виконавчих (головних)
поверхонь, які не припускають наявності
Е2 Попередній ІІ дефектів. Точність розмірів ІТ12...ІТ14, форма і
розташування 10-12 ступеня, Rz = 10... 20 мкм,
Ra = 2,5... 5 мкм.
Напівчистова обробка поверхонь (технологічні
отвори). Точність розмірів ІТ10...ІТ12, форма і
Е4 Напівчистовий
розташування 8 - 9 ступеня, Rz = 6,3... 10 мкм, Rа
= 1,25... 2,5 мкм.
Чистова обробка поверхонь. Точність розмірів
Е6 Чистовий ІТ7... ІТ9, форма і розташування 6-7 ступеня, Rz
= 3,2...6,3 мкм, Rа = 0,63... 1,25 мкм
Е7 Додатковий Виконання другорядних операцій (свердління
кріпильних отворів, нарізування різьби і інше).
Е10 Контрольний Остаточний контроль.
Для зручності користування принциповою схемою обробки при розробці
маршруту обробки деталі (МОД), зведемо цю схему до виду - таблиця 2.2.
28
‘Таблиця 2.2- Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь
[3].
Номер поверхні Етапи
17 Заготівельний
16 Е2
15 Чорновий
14 Е4 Напів
13 чистовий
12
11 Е6 Чистовий
10
9
8
7
Як видно з аналізу таблиці, обробка заготовки здійснюється у певній
послідовності: спочатку обробляються технологічні бази, а далі — інші
поверхні у порядку підвищення точності, починаючи з початкової точності
поверхонь заготовки і закінчуючи тією, яка передбачена вимогами робочого
креслення[3].
Найвищі квалітети точності забезпечуються для виконавчих поверхонь,
тобто тих, що безпосередньо впливають на функціональне призначення деталі.
У даному випадку йдеться про обробку технологічних отворів, які відіграють
ключову роль у роботі готового виробу.
Таким чином, побудова маршрутно-операційного документа (МОД)
підпорядковується одному з основних технологічних принципів —
забезпечення відповідності конструкції та обробки деталі її функціональному
призначенню[1].
29
Квалітет
1
2
3
4
5
6,
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Вибір і обґрунтування технологічних баз.
На першому етапі згідно таблиці 2.2 треба обробити поверхні 1 - 17, і в
першу чергу поверхні під чистові технологічні бази у якості яких бажано
використати поверхні 1 і 7.
Рисунок 2.1 - Нумерація поверхонь
Теоретична схема базування для обробки поверхні 1:
1. Задача- обробити поверхню 1, витримуючи розмір 28hl2 мм, Ra=
6,3 мкм.
2. В комплекті баз є три поверхні (повна схема базування), цими
поверхнями повинні бути необроблена поверхня 2, а також поверхня 17
(див. рис. 2.1) (за принципом суміщення баз).
3. Ця база (поверхня 2) повинна бути установчою- позбавляє
заготовку трьох ступенів вільності, поверхня 17- напрямна база, позбавляє
30
заготовку двох ступенів вільності, і торцева площина - упорна база,
позбавляє заготовку одного ступеня вільності. Відповідно ця схема
базування реалізується за принципом суміщення і забезпечує виконання
технологічної задачі.
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у
пристрій (лещата) наведено на рисунку 2.2.
Рисунок 2.2 - Ескіз теоретичної схеми базування №1
Теоретична схема базування для обробки поверхні 16,17:
1. Задача- обробити поверхні 16,17, витримуючи розмір 68h12 мм, Rа= мкм.
2. В комплекті баз є три поверхні (повна схема базування), цими поверхнями
повинні бути оброблена поверхня 1, а також поверхні 16,17 і торцева
необроблена (рис. 2.1) (за принципом суміщення баз).
3. Ця база (поверхня 1) повинна бути установчою- позбавляє заготовку трьох
ступенів вільності, поверхня 17,16 - напрямна база, позбавляє заготовку двох
ступенів вільності, і торцева площина - упорна база, позбавляє заготовку
одного ступеня вільності. Відповідно ця схема базування реалізується за
принципом суміщення і забезпечує виконання технологічної.
За цією схемою за одне встановлення можна також обробити поверхні
2,3.
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у
31
пристрій (лещата) з перевстановленням заготовки наведено на рисунку 1.3
Рисунок 2.3 - Ескіз теоретичної схеми базування №2
Теоретична схема базування для обробки поверхонь 7:
1. Задача - обробити два отвора 7 (8Н7), Rа= 1,25 мкм, забезпечуючи при
цьому розміри: 12±0,2; 22±0,2; 70±0,2, 14±0,2, 20±0,2 мм.
2. Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією поверхнею
повинна бути поверхня 1 і бокова 16, та торцева поверхні (див. рис. 2.3) (за
принципом суміщення баз).
3. Ця база поверхня 1 повинна бути установчою - позбавляє заготовку трьох
ступенів вільності, бокова поверхня 16 напрямною - двох ступенів вільності,
і торцева поверхня упорною - одного ступеня вільності. Відповідно ця схема
базування реалізується за принципом суміщення і забезпечує виконання
технологічної задачі 3.2 (використовується кондуктор).
32
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у
верстатний пристрій з кондуктором наведено на рисунку 2.4.
За цією схемою за одне встановлення можна також обробити поверхні 4.
Рисунок 2.4 – Ескіз теоретичної схеми базування №3
Теоретична схема базування для обробки поверхні 14:
1. Задача - обробити поверхні 14, отвір 55Н7, Rа= 1,25 мкм,
забезпечуючи при цьому розміри: 60±0,2 мм.
2. Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинні бути поверхня 1 і два отвора 7 (див. рис. 2.1) (за принципом
суміщення баз).
3. Ця база поверхня 1 повинна бути установчою - позбавляє
заготовку трьох ступенів вільності, одна поверхня 7 подвійною напрямною
(циліндричний палець) - двох ступенів вільності, і інша поверхня 7 упорною
(зрізаний палець) - одного ступеня вільності. Відповідно ця схема базування
реалізується за принципом суміщення і забезпечує виконання технологічної
задачі 4.2 (використовується поворотна стійка). За цією, схемою за одне
встановлення можна також обробити поверхні 11,15,9,8,18. Ескіз теоретичної
схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у пристрій верстатний на
поворотному столі наведено на рисунку 2.5.
33
Рисунок 2.5 – Ескіз теоретичної схеми базування №4
Теоретична схема базування для обробки поверхні 10:
1. Задача - обробити поверхню 10, витримуючи розміри: 57,6Н12, 60±0,2,
8Н8 (Rа= 2,5 мкм).
2. Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинні бути поверхня 1 і два отвора 7 (див. рис. 2.1) (за принципом
суміщення баз).
3. Ця база поверхня 1 повинна бути установчою - позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності, одна поверхня 7 подвійною напрямною
(циліндричний палець) - двох ступенів вільності, і інша поверхня 7 упорною
(зрізаний палець) - одного ступеня вільності.
Відповідно ця схема базування реалізується за принципом суміщення і
забезпечує виконання технологічної задачі
34
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у
пристрій верстатний наведено на рисунку 2.6.
Рисунок 2.6 – Ескіз теоретичної схеми базування №5
Теоретична схема базування для обробки поверхні 5,6:
1. Задача - обробити поверхні 5,6, отвори 11Н12, 20Н12, Rа= 12,5
мкм, забезпечуючи при цьому розміри: 22±0,2, 44±0,2, 70±0,2, 12±0,2 мм.
2. Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинні бути поверхня 1 і два отвора 7 (див. рис. 2.1) (за принципом
суміщення баз).
3. Ця база поверхня 1 повинна бути установчою - позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності, одна поверхня 7 подвійною напрямною
(циліндричний палець) - двох ступенів вільності, і інша поверхня 7 упорною
(зрізаний палець) - одного ступеня вільності.
Відповідно ця схема базування реалізується за принципом суміщення і
забезпечує виконання технологічної задачі (використовується поворотна стійка
і кондуктор). За цією схемою за одне встановлення можна також обробити
поверхні 12,13.
35
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у
пристрій верстатний на поворотній стійці наведено на рисунку 2.7.
Рисунок 2.7 - Ескіз теоретичної схеми базування №6
36
2.2. Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь
Досягнення необхідної точності поверхні можливе шляхом поєднання
різних методів обробки, при цьому найбільш доцільним вважається той варіант,
який передбачає мінімальну кількість переходів для обробки конкретної
поверхні[1].
Один з ефективних підходів до визначення оптимальної кількості
ступенів (етапів) обробки базується на методі розрахунку уточнення розмірів,
що дозволяє обґрунтовано обрати послідовність операцій, виходячи з вимог до
точності та якості поверхні[1].
Визначаю число ступенів обробки на основі розрахунків уточнення [3]
��3
�� = (2.1)
��д
де - загальне уточнення;
Тз, Тд, – допуски параметрів, що розглядаються відповідно до заготовки
деталі.
При розділенні загального уточнення є на співмножники (ступені) слід
керуватися такими рекомендаціями[3]:
- чорнова обробка (IT14 - IT12) є1 ≤ 6;
- напівчистова обробка (ІТ11 - ІТ8) є2 = 3÷4;
- чистова обробка (ІТ5 - ІТ7) є3 = 1,5÷2 ;
Розрахунок уточнення для операції розточування отвору 55Н7(+0,03)
0,740
�� = = 24.7
0,030
����24.7
�� = =3.02 (2.2)
0.46
n – число ступенів обробки;
Розточування попереднє:
��3
��1 = ,
��1
��3 740
��1 = = = 145мкм,
��1 5,1
37
Розточування чистове:
��1
��2 = ,
��2
�� 145
��2 = 1 = = 45мкм,
��2 3,25
Розточування тонке:
��2
��3 = ,
��3
�� 45
��3 = 2 = = 30мкм,
��3 1,5
Уточнення всього процесу:
�� = ��1 · ��2 · ��3 = 5,1 · 3,25 · 1,5 = 24,7 (2.3)
Умова виконується, таким чином, прийнятий комплекс методів
забезпечить необхідну точність розточування отвору 55Н7(+0,03).
Методи-обробки поверхонь призначаємо згідно таблиць економічної
точності обробки на металорізальних верстатах [3]. Вибрані значення
формуємо у вигляді таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 – Методи-обробки поверхонь
№ Квалітет Параметр Варіант методів
Вид, розмір поверхні
поверхні точності шорсткості, обробки поверхні
мкм 1 варіант
1 2 3 4 5
1,2 Плоска 68х120, 12 (Ra=6,3) 1 Стругання
19х68 чорнове
3 Плоска 40х68 12 (Ra=6,3) 1 Фрезерування
чорнове
4,5,12 Циліндрична 12 (Ra=12,5) 1 Свердління
внутрішня 116
6 Циліндрична 12 (Ra=6,3) 1 Зенкування
внутрішня 20 одноразове
38
Продовження таблиці 2.3 – Методи-обробки поверхонь
1 2 3 4 5
10 Паз 8х61 8 (Ra=2,5) 1 Довбання
чорнове
2 Довбання
чистове
8,9,18 Конічна внутрішня 12 (Ra=6,3) 1 Розточування
1,6х45 одноразове
11 Циліндрична 12 (Ra=6,3) 1 Розточування
внутрішня 70 одноразове
13 Конічна внутрішня 12 (Ra=12,5) 1 Зенкування
3х45 одноразове
15 Торцева 55/70 12 (Ra=6,3) 1 Розточування
одноразове
16,17 Плоска 100х165 12 (Ra=6,3) 1 Стругання
чорнове
14 Циліндрична 7 (Ra=1,25) 1 Зенкерування
внутрішня 55 одноразове
1 Розвертання
попереднє
2 Розвертання
чистове
7 Циліндрична 7 (Ra=1,25) 1 Свердління
внутрішня 8 2 Розвертання
попереднє
3 Розвертання
чистове
39
Таблиця 2.3 – Методи-обробки поверхонь запропонований варіант
Параметр Варіант методів
№ Вид, розмір поверхні. Квалітет шорсткості, обробки поверхні
поверхні точності мкм 2 варіант
1 2 3 4 5
1,2 Плоска 68х120, 19х68 12 (Ra=6,3) 1 Фрезерування
чорнове
3 Плоска 40х68 12 (Ra=6,3) 1 Фрезерування
чорнове
4,5,12 Циліндрична 12 (Ra=12,5) 1 Свердління
внутрішня 116
6 Циліндрична 12 (Ra=6,3) 1 Цекування
внутрішня 20 одноразове
10 Паз 8х61 8 (Ra=2,5) 1 Протягування
чистове
8,9,18 Конічна внутрішня 12 (Ra=6,3) 1 Розточування
1,6х45 одноразове
11 Циліндрична 12 (Ra=6,3) 1 Розточування
внутрішня 70 одноразове
13 Конічна внутрішня 12 (Ra=12,5) 1 Зенкування
3х45 одноразове
15 Торцева 55/70 12 (Ra=6,3) 1 Розточування
одноразове
16,17 Плоска 100х165 12 (Ra=6,3) 1 Фрезерування
чорнове
14 Циліндрична 7 (Ra=1,25) 1 Розточування
внутрішня 55 попереднє
2 Розточування
чистове
40
Продовження таблиці 2.3 – Методи-обробки поверхонь запропонований
варіант
1 2 3 4 5
3 Розточування
тонке
7 Циліндрична 7 (Ra=1,25) 1 Свердління
внутрішня 8 2 Розвертання
попереднє
3 Розвертання
чистове
Дані таблиці 2.3 використовуємо як базу даних при розробці маршруту
обробки деталі (МОД).
41
2.3. Вибір варіантів маршрутів обробки деталі
Згідно з кресленням деталі, принциповою схемою маршруту обробки та
наміченими схемами базування і маршрутами обробки поверхонь об’єднуємо
поверхні в комплекси.
В перший комплекс повинні увійти поверхні, що представляють комплект
технологічних баз. Раніше було визначено, що такими поверхнями є поверхня 1
(площина основи кронштейна) і поверхні 7 (кріпильні отвори для штифтів).
Однак вони належать до різних класів і характеризуються абсолютно
неоднорідними комплектами параметрів. Тому розділимо ці поверхні на два
комплекси.
Перший комплекс подаємо поверхнею 1.
Другий комплекс - двома поверхнями 7.
Третій комплекс подаємо поверхнями 2,3,16,17 ці поверхні мають
абсолютно однорідні комплекти параметрів і можуть бути оброблені за один
установ.
До четвертого комплексу включаємо поверхні 5,6,4,8,9,11,15,12,13, ці
поверхні мають умовно однорідні комплекти параметрів і також можуть бути
оброблені за один установ.
До п’ятого комплексу включаємо поверхню 10.
До шостого комплексу включаємо поверхню 14.
З додаткових операцій призначаємо миття і контроль.
Результати розробки МОД заносимо в таблицю 2.4 для подальшого
аналізу й оцінки.
42
Таблиця 2.4 - Варіант МОД обробки деталі
№ і назва Схема Тип Переходи
операції базування обладнання
1 2 3 4
Варіант 2:
045
1. Фрезерувати поверхню 1
Вертикально-
Вертикально-
ТСБ №1 фрезерний
фрезерна і
6Р12
(обробка
поверхні 1)
Варіант 2:
Вертикально-
060 1. Фрезерувати площину 2
фрезерний
Вертикально- Повернути фрезерну головку на
6Р12
фрезерна ТСБ №2 90°:
(накладна
(обробка 2. Фрезерувати площину 17
фрезерна
поверхні 2,17,16) Перевстановити заготовку:
поворотна
3. Фрезерувати площину 16
головка)
075 Варіант 2:
Вертикально- Вертикально- 1. Свердлити два отвора 7
свердлильна ТСБ №3 свердлильний 2. Розвернути два отвора 7
(обробка 2Н118 3. Розвернути два отвора 7
поверхонь 7)
090 ТСБ №4 Верстат Варіант 2:
Програмно- багатоцільовий Повернути стіл на 90°
комбінована горизонтальни (вертикально)
(обробка й фрезерно- 1. Центрувати 4-й отвори 4,5
поверхонь свердлильно- 2. Свердлити два отвора 4
4,5,6,3, розточувальни 3. Свердлити і цекувати два
14,11,15,9,18,12, й 69Б04ПМФ2 отвора 5,6
13,8) (нахилено- 4. Фрезерувати площину 3
43
Продовження таблиці 2.4 - Варіант МОД обробки деталі
1 2 3 4
поворотний Повернути стіл на 90°
стіл) зЧПК (вертикально)
5. Розточити отвір 11 з підрізкою
торця 15
6. Розточити отвір 14
7. Розточити дві фаски 18,9
Повернути стіл на 180°
(горизонтально)
8. Розточити отвір 14
9. Розточити отвір 14
10. Розточити фаску 8
Повернути стіл на 90°
(горизонтально)
11. Центрувати отвір 12
12. Свердлити отвір 12
105 Горизон- Варіант 2:
Горизонтально
тально- 1. Протягнути паз 10
- протяжний
протяжна ТСБ №5
7Б55
(обробка
поверхні 10)
115 - Мийна машина Мити деталі у мийній машині.
миття
- Універсальний Перевірити деталь на
120
інструмент відповідність кресленню та
контроль
технологічним вимогам
44
Формування раціональної структури операцій
Під час формування структури операцій необхідно вирішити низку
ключових завдань[1]:
уточнити зміст операцій, які були попередньо визначені в
технологічному маршруті;
визначити послідовність і зміст переходів, що входять до кожної
операції.
Для обґрунтування вибору структури операції оцінюються можливі
варіанти з точки зору продуктивності та собівартості, керуючись техніко-
економічними критеріями, такими як: мінімізація часу обробки та забезпечення
необхідного рівня продуктивності[1].
Проєктування кожної операції базується на[1]:
прийнятому технологічному маршруті;
схемі базування і закріплення заготовки;
даних щодо точності та шорсткості поверхонь до та після обробки;
припусках на обробку;
розмірі виробничої партії.
У процесі уточнення змісту операції остаточно визначається, які саме
поверхні оброблятимуться в її межах.
Для прийняття обґрунтованих рішень застосовується метод вибору
структури операції, що спирається на розмірно-точнісний аналіз деталі та
використання типових рішень, заснованих на виробничому досвіді обробки
деталей відповідного класу[1].
Основні критерії оцінки варіантів операції[1]:
оперативний час;
штучний час;
вартість виконання операції.
Усі ці показники покращуються за умови скорочення кількості переходів
та їх максимально можливого поєднання в межах однієї установки.
45
Кількість переходів визначається передусім числом ступенів обробки
кожної елементарної поверхні. Чим менше таких ступенів і чим краще їх
технологічна та часова сумісність, тим ефективнішою буде операція —
знижується її тривалість та собівартість.
Для верстатів з числовим програмним керуванням (ЧПК), зокрема
обробних центрів, доцільно застосовувати концентрацію операцій —
об'єднання кількох простих переходів у одну складну операцію.
Це дозволяє[1]:
зменшити кількість установів;
підвищити точність взаємного розташування поверхонь;
скоротити основний і допоміжний час;
зменшити тривалість виробничого циклу;
спростити планування виробництва.
Можливість об’єднання переходів визначається такими факторами, як[1]:
жорсткість заготовки;
взаємне розташування оброблюваних поверхонь;
зручність видалення стружки;
технічна можливість встановлення інструменту у зоні обробки.
Вибір структури операції повинен проводитись паралельно з вибором
обладнання, оскільки обрана схема обробки має бути технічно реалізованою на
наявному верстаті.
Щодо операцій прийнятого маршруту обробки деталі «Важіль» можна
розглядати такі пропозиції раціоналізації структури операцій:
- обробку поверхонь 16,17 виконувати одночасно інструментом
(блок фрез);
- свердління і цекування двох отворів 11/20 мм виконувати
одночасно з застосуванням комбінованого свердла-цековки;
- обробку отворів 7,96/8Н7 (розвертання) виконувати одночасно
інструментом (розвертка ступінчаста).
- обробку отвора 12,13 виконувати одночасно інструментом
46
(комбіноване свердло-зенковка).
Але, перш ніж прийняти ці пропозиції треба виконати їх техніко-
економічне обґрунтування.
Розробка маршрутно-операційного технологічного процесу
Таблиця 2.5 - Варіант маршрутно-операційного технологічного процесу
обробки деталі «Важіль Р1.030.034»
№ і назва Схема Тип Переходи
операції базуван обладнання Пристрій
1 ня 2 3 4 5
045 А. Встановити й зняти
Вертикально- заготовку.
Вертикально-
фрезерна ТСБ №1 УБП 1. Фрезерувати площину основи
фрезерний 6Р12
(обробка 68x120, начорно, на прохід,
поверхні 1) витримуючи розмір: 28h12,
кАі.н Вцесвтоан овити й зняти
заготовку.
1. Фрезерувати площину 19x68,
начорно, напрохід, витримуючи
розмір: 40h12, кінцево.
060 Вертикально-
Повернути головку на 90°
Вертикально- фрезерний
вертикально.
фрезерна (накладна
ТСБ №2 УБП 2. Фрезерувати площину
(обробка фрезерна
100x165, начорно, напрохід,
поверхні поворотна
кінцево. Перевстановити
2,17,16) головка)6Р12
заготовку:
3. Фрезерувати площину
100x165, начорно, напрохід,
витримуючи розмір 68h12,
кінцево.
47
Продовження таблиці 2.5 - Варіант маршрутно-операційного
технологічного процесу обробки деталі «Важіль Р1.030.034»
1 2 3 4 5
075 Вертикально- А. Встановити й зняти
Вертикально- ТСБ №3 свердлильний УНП заготовку.
свердлильна 2Н118 1. Свердлити два отвора
(обробка А.7 В,8сНта1н2о, вниатпир ойх зідн,я птиід
поверхонь 7) зпаогпоетроевдкнує. Проозввееррнтуатнин яс,т іл на
в9и0°т(рвиемрутиюкчаил ьрнооз)м: іри: 12±0,2;
21.2 Ц±0ен,2т;р 7у0в±а0ти,2 4,1-4й± о0т,в2о,2р0и± 0,21,1 ,
Верстат багато- квиінтцреивмоу. ючи розміри: 40±0,2;
090
цільовий 22.0 Р±о0з,2ве; р1н4у±т0и,2 д, в7а0 ±от0в,2о,р 4а4 д±о0 ,2;
Програмно-
горизонтальн 227±,09,62,; п1о2п±е0р,е2д, нкьіноц, енваоп.р охід,
комбінована
ий фрезерно- п2.і дС вреорздвелриттаин 2н-яа чоитсвтоорвае ,
(обробка
свердлильно- ви1т1рНим12у,ю нчаип рроохзміді,р вии зтгріидмноу ючи
поверхонь
розточувальн ркроезмсліреинн: 4я.0 ±0,2; 20±0,2; 14±0,2,
4,5,6,3,
ий (наклонно- 37.0 ±Р0о,з2в, екріннцутеиво . два отвора до
14,11,15,9,18,
поворотний 3. 8СНве7р, длитниа чі ицсеткоу, ватин 2а-пар охід,
12,13,8) ТСБ №4 неп
стіл) окітнвцоервао , 1в1иНт1р2и/му2ю0чНи1 2,р озміри
69Б04ПМФ2 з згідно креслення.
одночасно, витримуючи
ЧПК
розміри: 44±0,2; 22±0,2; 12±0,2,
70±0,2, 3, кінцево
4. Фрезерувати площину 40x68,
начорно, напрохід, витримуючи
розмір: 9,5±0,14, кінцево.
5. Повернути стіл на
90°(вертикально):
6. Розточити отвір 70Н12, з
підрізкою торця 70/55,
одноразово, витримуючи
48 розміри:
Продовження таблиці 2.5 - Варіант маршрутно-операційного
технологічного процесу обробки деталі «Важіль Р1.030.034»
1 2 3 4 5
розміри: 7; 60±0,2, кінцево.
7. Розточити отвір до 54,57,
попередньо, напрохід, під чистове
розточування, витримуючи
розміри: 60±0,2; 42,5±0,2.
8. Розточити дві фаски 1,6x45,
кінцево.
Повернута стіл на 180°
горизонтально:
9. Розточити отвір до 54,86,
начисто, напрохід, під тонке
розточування.
10. Розточити отвір до 55Н7,
тонко, напрохід, кінцево.
Розточити фаску 1,6x45, кінцево.
Повернути стіл на 90°
горизонтально
11. Розточити фаску 1,6x45,
кінцево. Повернути стіл на 90°
горизонтально:
12.Центрувати отвір 6,
витримуючи розміри: 60±0,2;
34±0,2; 3x45°, кінцево.
Свердлити отвір 6Н12, напрохід,
витримуючи розміри відповідно
до креслення, кінцево.
49
Продовження таблиці 2.5 - Варіант маршрутно-операційного
технологічного процесу обробки деталі «Важіль Р1.030.034»
1 2 3 4 5
105 А. Встановити й зняти
Горизонталь- Горизонтально- заготовку.
но-протяжна ТСБ №5 протяжний УБП 1. Протягнути паз 8Н8, начисто,
(обробка 7Б55 напрохід, витримуючи розміри:
поверхні 10) 57,6Н12; 60±0,2, кінцево.
115 миття - Мийна машина - Мити деталі у мийній машині.
Перевірити деталь на
Універсальний
120 контроль - - відповідність кресленню та
інструмент технологічним вимогам
50
2.4. Вибір обладнання, технологічного оснащення
Вибір технологічного обладнання
Попередньо обладнання вибирають паралельно з розробкою маршрутів
обробки поверхонь (МОП) і маршруту обробки деталі (МОД) відповідно до
дрібносерійного типу виробництв.
Отже остаточно обираємо обладнання, керуючись літературою [6-8]:
- вертикально-фрезерний верстат 6Р12;
- вертикально-свердлильний верстат 2Н118;
- верстат багатоцільовий горизонтальний фрезерно-свердлильно-
розточувальний моделі 69Б04ПМФ2 з ЧПК, автоматичною зміною інструменту,
інструментальним магазином;
- горизонтально-протяжний верстат 7Б55.
Приведемо технічні характеристики вибраних верстатів.
Вертикально-фрезерний верстат 6Р12, призначений для фрезерування,
свердління і виконання розточувальних робіт заготовок будь-яких форм і з
будь-яких матеріалів - від чавуну до сплавів кольорових металів, пластмас.
Шпиндельна головка вертикально-фрезерного верстата оснащена механізмами
повороту і ручного осьового переміщення шпинделя. Це дозволяє проводити
обробку отворів, розташованих під нахилом до ±45° до поверхні столу. Висока
жорсткість вертикально-фрезерного верстата 6Р12 в поєднанні з потужним
приводом дозволяє використовувати фрези з пластинами зі швидкорізальної
сталі, а також з твердих і надтвердих матеріалів. Консольно-фрезерний верстат
6Р12 з вертикальним пінольним шпинделем має хрестово переміщається в
горизонтальній площині стіл, який змонтований на консолі, що вертикально
переміщається по напрямних стійки. На верстаті можна обробляти вертикальні,
горизонтальні та похилі площини, пази, кути, рамки, криволінійні поверхні[6].
Для обробки криволінійних поверхонь верстат оснащений спеціальним
пристроєм для копіювання. Обробка криволінійних поверхонь проводиться за
51
копірами, контур яких обмацується наконечником електроконтактного датчика
переміщення столу[6].
Технічна характеристика вертикально-фрезерного верстата 6Р12 [6]
Відстань від торця шпинделя до стола, мм 30..450
Розміри робочого столу, мм 1250х320
Найбільше повздовжнє переміщення столу, мм- 800
Кінець шпинделя по ГОСТ 836-82 -50
Кількість швидкостей шпинделя 16
Частота обертання шпинделя, хв.-1 31,5…1600
Число ступенів подач стола 16
Подача стола, повздовжня і поперечна, мм/хв. 25…1250
Потужність електродвигуна, кВт:
- головного руху 7,5
- подачі стола 2,2
Габарити верстата, мм 2305х1950х1950’
Маса, кг 3180
Верстат 2Н118 відноситься до конструктивної гами вертикально-
свердлильних верстатів середніх розмірів з умовним діаметром свердління
відповідно 18. Агрегатне компонування та можливість автоматизації циклу
забезпечують виробництво на їх основі спеціальних верстатів[7].
На фундаментній плиті змонтовано колону коробчастої форми. У її
верхній частині розміщена шпиндельна головка, що несе електродвигун та
шпиндель з інструментом. На вертикальних напрямних колони встановлена
шпиндельна бабка, усередині якої розміщений механізм подачі, що здійснює
вертикальне переміщення шпинделя. Піднімати та опускати шпиндель можна
механічно та за допомогою штурвала вручну. Для встановлення та закріплення
пристосування з оброблюваними заготовками є стіл. Його можна
встановлювати на різній висоті, залежно від розмірів оброблюваних деталей[7].
Вертикальний свердлильний верстат моделі 2Н118 з умовним діаметром
свердління 18 мм призначений для виконання наступних операцій: свердління,
розсвердлювання, нарізування різьблення та підрізування торців ножами[7].
52
Свердлильний верстат 2Н118 призначений для роботи в основних
виробничих цехах, а також в умовах одиничного та дрібносерійного
виробництва в інструментальних, експериментальних, ремонтно-механічних та
інструментальних цехах з індивідуальним та дрібносерійним випуском
продукції[7].
Технічна характеристика вертикально-свердлильного верстата 2Н118[7]
Найбільший діаметр свердління,мм - 18
Відстань“ від торця шпинделя до стола, мм - 50-650
Найбільший хід шпинделя,мм - 150
Конус Морзе шпинделя - №2
Число швидкостей шпинделя - 9
Кількість ступенів подач - 6
Подача шпинделя, мм/об - 0,1 .... 0,56
Частота обертання шпинделя, хв.'1 - 180....2800
Розміри столу, мм - 320x360
Потужність електродвигуна, кВт - 1,5
Габарити верстата (д/ш/в), мм - 870x590x2080
Маса, кг - 450
Верстат 69Б04ПМФ2 призначений для комплексної обробки корпусних
деталей середніх та малих розмірів п'яти сторін без переустановок[8].
На верстаті може проводитися напівчистове та ревне фрезерування
деталей кінцевими, торцевими та дисковими фрезами, а також розточування,
свердління, зенкерування, розгортання та нарізування різьблення мітчиками за
заданою програмою[8].
На верстаті програмуються координатні переміщення столу, шпиндельної
головки, швидкості цих переміщень, режими обробки, вибір та зміна
інструменту, корекція інструменту, цикли обробки. Контроль за виконанням
програми здійснюється за допомогою цифрової індикації. Компонування
верстата характеризується наявністю хрестового похило-поворотного столу,
53
розташуванням шпиндельної головки всередині колони та інструментального
магазину на її бічній стінці[8].
Технічна характеристика фрезерно-свердлильно-розточувального
верстата 69Б04ПМФ2, з ЧПК і інструментальним магазином [8]
Розміри робочої поверхні стола,мм - 500x400
Діаметр поворотної частини стола,мм- 630
Відстань між пазами, мм- 70
Кількість Т-подібних пазів- .7
Найбільше переміщення стола,мм:
-повздовжнє - 730
-поперечне - 500
Переміщення шпиндельної бабки,мм:
- вертикальне- 500
Відстань від площини стола до вісі шпинделя,мм- 0-450
Відстань від торця шпинделя до середини стола,мм - 230 - 960
Конус шпинделя (по ГОСТ 15945-82) - 50
Вміст інструментального магазину, шт- 30
Ч-шасптионде -1
та олбяе, рхтван-н я:
-найбільша столу - 32-2000
Робоча подача, мм/хв:
-повздовжня, поперечна, вертикальна- 2,2-2500
Прискорена подача, мм/хв – 5000
Ч ас зміни інструмента, с- 8
Дискретність відліку по осям X ,У, Z,мм- 0,001
Кут нахилу стола,град- 90
Загальна потужність всіх електродвигунів, кВт - 7,87
Габаритні розміри верстата, мм -
2900х2110х2
Маса верстата, кг - 7450
Число керованих координат- 5
Число одночасно керованих координат- 2
54
Горизонтально-протяжний верстат 7Б55 призначений для обробки
методом протягування попередньо оброблених або чорнових наскрізних
отворів різної геометричної форми та розмірів деталей із чорних та кольорових
металів та сплавів. За допомогою спеціальних пристроїв можна обробляти
зовнішні поверхні[7].
Протяжний верстат 7Б55 відрізняється великою продуктивністю,
високою точністю обробки[7].
Привід верстата 7Б55 гідравлічний, регулювання швидкості робочого та
зворотного ходів безступінчасте. Відведення та підведення протяжки до
робочого патрона, а також процес різання механізовані. Для зручності
обслуговування у верстаті передбачено механізм регулювання довжини ходу
робочих санок, централізоване примусове мастило напрямних, сигналізація про
затуплення протяжки за допомогою електроконтактного манометра, фільтрація
олії в гідросистемі. Пускова та запобіжна електроапаратура розміщена в
окремій електрошафі, що полегшує її обслуговування та збільшує термін
служби. Застосування безконтактних колійних перемикачів, слаботочної
електроапаратури керування та електроапаратури керування та електромагнітів
постійного струму забезпечує високу надійність роботи електроустаткування.
Підвищена жорсткість та вібростійкість конструкції верстата дозволяє
працювати у всьому діапазоні робочих швидкостей та тягових зусиль,
зберігаючи при цьому високий клас чистоти обробленої поверхні та стійкість
протягування. [5]
Технічна характеристика горизонтально-протяжного верстата 7Б55
[5]
Номінальна тягова сила, т – 10
Найбільша довжина ходу салазок,мм- 1250
Розмір робочої поверхні опорної плити,мм- 450x450
Швидкість робочого ходу протяжки,м/хв.- 1,5-11,5
Швидкість зворотнього ходу протяжки,м/хв,- 20 - 25
Потужність електродвигуна приводу головного руху, кВт- 18,5
55
Габарити верстата (д/ш/в), мм 5340x2090x1910
Маса, кг- 5200
Вибір пристроїв
У дрібносерійному типі виробництва широко застосовуються
універсальні налагоджувальні (УНП), збірно-розбірні пристрої (СРП-ЧПУ),
універсальні збірні механізовані пристрої (УСПМ-ЧПУ). Тому обираємо
універсальні пристрої по операціям та переходам [9-12].
Результати вибору заносимо до таблиці 2.6.
Таблиця 2.6 - Вибір пристроїв[9-12]
№
Назва пристрою та його характеристика Умовне позначення
операції
Лещата для верстатних робіт з
Лещата 7201-0019 ГОСТ
045,060 пневмоприводом: Н=20мм; h=80мм;
14904-90 *
L=400мм; А=220мм
090 Верстатний пристрій
120 Контрольний пристрій
Технічна характеристика пристрою БВ-2027 [10]
Розміри інструмента, що настроюється, мм:
- по діаметру – 0-300
- по вильоту - 124-400
Крок дискретності, мм – 0,001
Збільшення мікроскопа М-12, крат – 30х
Ціна поділки індикатора 1МИГ, мм – 0,001
Робоча відстань мікроскопа М-12, мм: 60
Похибка встановлення координат, мм:
- по діаметру – 0,015
- по вильоту – 0,030
- Габарити, мм – 450х500х1530
- Маса, кг - 540
56
Вибір різальних і допоміжних інструментів[9-12]
У дрібносерійному типі виробництва широко застосовується і
універсальний різальний і допоміжний інструмент.
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
вертикально-фрезерної операції 045[9-12]:
- фреза 2214-0157 ВК8 ГОСТ 9473-80 (80 мм, торцева з вставними
ножами з ВК8 по ГОСТ 16224-81).
Допоміжний інструмент:
- оправка 6222-0032 ГОСТ 13785-88.
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
вертикально-фрезерної операції 060:
- фреза 2223-0514 ВК8 ГОСТ 20537-85 (25 мм, кінцева
твердосплавна ВК8);
- фреза 2214-0156 ВК8 ГОСТ 9473-90 (125 мм, торцева з
вставними ножами з ВК8 по ГОСТ 16224-81).
Допоміжний інструмент:
- патрон 6151-0033 ГОСТ 21054-85;
- оправка 6222-0032 ГОСТ 13785-88.
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
вертикально-свердлильної операції 075:
- свердло 2300-3934 ВК8 ГОСТ 17274-81 (7,8 мм);
- розвертка 2363-2356 ВК6 ГОСТ 19269-83 (7,96 мм);
- розвертка 2363-2358 ВК6 ГОСТ 19269-83 (8Н7 мм).
Допоміжний інструмент:
- оправка 6033-0008 ГОСТ 2682-82;
- патрон 16-2-В18 ГОСТ 8522-89.
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
програмно-комбінованої операції 090:
- свердло 2300-0738 Р6М5 ГОСТ 4010-87 (12,5 мм, для
зацентровки);
57
- свердло 2300-3912 ВК8 ГОСТ 17274-81 (11,0 мм);
- свердло-цековка ЧДТУ.502657.008 (11/20 мм, ВК8, покриття
ТiN)
- фреза 2223-0514 ВК8 ГОСТ 20537-85 (25 мм, кінцева
твердосплавна ВК8);
- різець 2142-0007 ВК8 ГОСТ 9795-84 (розточний, державочний, з
твердого сплаву ВК8);
- різець 2142-0451 ВК8 ГОСТ 18062-83 (розточний, державочний, з
твердого сплаву ВК8);
- свердло 2300-3897 ВК8 ГОСТ 17274-81 (6,0 мм);
- різець 54.736.00.000-09 ТУ 2-035-811-81 (розточний, державочний
переточуваний, круглого перетину, з композита 01).
Допоміжний інструмент[9-12]:
- державка 191112051 ТУ 2-035-763-90
- оправка розточна 191.421.045 ТУ 2-035-775-90 (з кріпленням різця
під кутом 45 ) Конус 50 (конусність 7:24);
- оправка розточна 191.421.046 ТУ 2-035-775-90 (з кріпленням різця
під кутом 90 ) Конус 50 (конусність 7:24);
- втулка перехідна 50-5 ОСТ 2П12-7-84;
- цанга затискна 134.113.050 ТУ 2-035-682-89;
- патрон цанговий 191.113.050 ТУ 2-035-682-89;
- оправка з мікрорегулюванням різця 191421347 ТУ 2-035-774-90.
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
горизонтально-протяжної операції 105:
- протяжка 2405-1057 ГОСТ 18217-90 (шпоночна, В= 8 мм, Р6М5);
Допоміжний інструмент:
-патрон 6152-0166ГОСТ 13334-87.
Вибір методів і засобів технічного контролю якості деталі
Аналізуючи технологічні параметри, які необхідно визначити на деталі,
визначаємо схеми контролю деталі, користуючись при цьому кресленням деталі
58
та технічними вимогами.
У дрібносерійному типі виробництва широко застосовуються калібри,
універсальний вимірювальний інструмент, тому обираємо інструмент
керуючись літературою [9-12].
Складаємо перелік засобів контролю:
Контроль лінійних, діаметральних розмірів:
- штангенциркуль ШЦ-ІІІ-125-0,05 ГОСТ 166-89;
- штангенциркуль ШЦ-І-125-0,01 ГОСТ 166-89;
- калібр-пробка 8140-0251 Н7 ГОСТ 14825-89;
- калібр-пробка 8140-0255 Н7 ГОСТ 14825-89;
- калібр пазовий 8154-0229-1 ГОСТ 24121-90.
Контроль шорсткості поверхонь:
- зразки шорсткості поверхонь ГОСТ 9378-90.
Контроль відхилення від паралельності вісі отвора 55Н7 мм, відносно
бази В не більше 0,02 мм:
- головка вимірювальна (важільно-зубчаста) 2ИГМ ГОСТ 18883-83.
59
2.5. Встановлення режимів різання
Розрахунок припусків та операційних розмірів при обробці отвору 55
Н7 виконуємо розрахунково-аналітичним методом та нормативним методом
(табличним). На решту оброблюваних поверхонь заготовки припуски
визначаємо по ГОСТ 26645-85[3].
Технологічний маршрут обробки включає три переходи: розточування
попереднє, розточування чистове, розточування тонке. Заготовка представляє
собою виливок 14 класу точності.
Мінімальні припуски на переходи визначаємо за формулою[3]:
Z (2.4)
imin=2[(Rzi−1+T 2 2
i−1)+√ρi−1+εi ]
де Rzi-1 – висота нерівностей профілю на попередньому переході;
Ti-1 – глибина дефектного шару на попередньому переході.
Визначаємо значення, що характеризують якість литих заготовок:
Rz=200мкм, Т=300мкм [3]
Після першого технологічного переходу Т для деталей з чавуну
виключається з розрахунків, тому знаходимо тільки значення Rz:
- розточування попереднє: Rz =50мкм;
- розточування чистове: Rz =20мкм;
- розточування тонке: Rz=3мкм.
Сумарне значення просторових відхилень[3]:
���� = √����
������. + ����
����. (2.5)
кор.– відхилення при коробленні:
2 2
kop. (k d) (k l) (2.6)
де k – питоме короблення відливок k = 0,7
d=55 мм – діаметр оброблюваного отвору;
l=61 мм-довжина отвору
��������. = √(0,7 ⋅ 55)2 + (0,7 ⋅ 61)2 = 46мкм.
60
Сумарні зміщення отвору у відливці відносно зовнішньої її поверхні
представляє геометричний додаток в двох взаємно перпендикулярних
площинах[3]:
( б. 2 г. 2
cm. ) ( ) (2.7)
2 2
де б та г – допуски на розміри (Б) та (Г) по класу точності, відповідному
даній відливці [3]
64 2 702
������. = √( ) + ( ) = 57мкм;
2 2
Тоді: �� 2 2
заг. = √46 + 57 = 73мкм.
де δБ=64 мкм; δГ =70 мкм-допуски на розміри 60 і 80 по класу точності 6,
який відповідає даному виливку [3]
Визначаємо величину остаточного просторового відхилення після
-попереднього розточування:
ρ1=0,05·ρ3=0,05·73=4мкм
-чистового розточування
Ρ2=0,02·ρ3=0,0573=2мкм
Похибка базування по довжині оброблюваного отвору б=
=ltgα=610,0004=0,03=30мкм
Де tgα-найбільший кут повороту загатовки на пальцях.
Похибка закріплення заготовки 2=100мкм [5]
Тоді похибка установки при попередньому розточуванні[3]:
�� 2 2
1 = √��б + ��з (2.8)
��1 = √302 + 1002 = 112мкм
Остаточна похибка встановлення
- при чистовому і тонкому розточуванні
2=0,051+інд.=0,05112+0=6 мкм
3=0,031+інд.=0,03112+0=3 мкм
61
Так як попереднє розточування, чистове і тонке розточування
проводиться в одному установі 2=0, значить
2=0,051+інд.=0,05112+0=6 мкм
3=0,031+інд.=0,03112+0=3 мкм
Проводимо розрахунок мінімальних значень міжопераційних пропусків:
Мінімальні припуски під чорнове розточування:
2zmin 1 = 2 ⋅ (200 + 300 + √732 + 1122) = 2 ⋅ 637мкм
Мінімальні припуски під чистове розточування:
2zmin 2 = 2 ⋅ (50 + √42 + 62) = 2 ⋅ 57мкм.
Мінімальні припуски під тонке розточування:
2zmin 3 = 2 ⋅ (20 + √22 + 32) = 2 ⋅ 24 мкм.
Допуски на переходи маємо такі:
- заготівка Т3=740мкм
- чорнове розточування, приймаємо по 12-тому квалітету Т1=300мкм;
- чистове розточування, приймаємо по 10-тому квалітету Т1=120мкм;
- тонке розточування, приймаємо по 7-тому квалітету Т1=30мкм;
Таким чином, маючи останній розмір після останнього переходу (тонке
розточування 55,03мм), для інших переходів отримуємо:
- для чистового розточування
dр1= 55,03-0,048= 54,98 мм)
-для попереднього розточування
dр2= 54,98-0,144= 54,87 мм
- для заготовки
dр3= 54,87-1,274=53,94 мм
Значення допусків кожного переходу приймаємо по [3] у відповідності з
квалітетом кожного виду обробки.
Отримуємо mах граничні розміри (dmax) і найменші граничні розміри
(dmin):
- для тонкого розточування:
62
dmax = 55,03мкм,
dmin=55,03-0,03=55,00 мм
- для чистового розточування
dmax1 = 54,98 мкм,
dmin3=54,98-0,12=54,86 мм
- для попереднього розточування
dmax2 = 54,87 мкм,
dmin2=54,87 -0,3=54,57 мм
- для заготовки
dmax3 = 53,94 мкм,
dmin3=53,94 -0,74=53,20 мм
Визначаємо граничні значення припусків: Z гр гр
min і Zmax
- для тонкого розточування
2Z гр
min 1=55,03-54,98 =0,05мм=50 мкм
2Zmахгр
1=55,00-54,86 =0,14мм=140 мкм
- для чистового розточування
2Zminгр
2=54,98-54,87=0,11мм=110 мкм
2Zmахгр
2=54,86-54,57=0,29мм=290 мкм
- для попереднього розточування
2Zminгр
3=54,87-53,94= 0,93 мм=930 мкм
2Zпр.
max3=54,57-53,20=1,37мм=1370 мкм
Загальний припуск Z0min та Z0max визначаємо, сумуючи проміжні додаючи
проміжні припуски:
2Z0min=930+110+50=1090мкм
2Z0max=1370+290+140=1800мкм
Загальний номінальний припуск
2Z0ном.=2Z0min+Вз.-Вд. (2.9)
2Z0ном =1090+370-30= 1430 мкм
dзном.=ddном.-Z0ном. (2.10)
dзном =55,0-1,43= 53,57 мм
63
Проводимо перевірку правильності виконаних розрахунків:
Zmax гр1-Zmin гр 1 = 140-50=90 мкм (2.11)
Т2-Т1 =120-30=90 мкм
Zmax гр2-Zmin гр 2 = 290-110=180 мкм
Т3-Т2 =300-120=180 мкм
Zmax гр3-Zmin гр 3 = 1370-930=440 мкм
Т3аг-Т3=740-300=440 мкм
Розрахунки розрахунків зводимо до таблиці 2.7
Таблиця 2.7 — Розрахунок припусків і операційних розмірів розміру
55Н7(+0,03)
Переходи Елементи Розрахун. Розра- Граничний Припуски,
обробки припуску, мкм припуск, хунко- розмір, мм мкм
Допуск
поверхні Rz Т 2z пр пр
min мкм вий dmin dmax 2z 2z
min
Т, мкм max
55Н7(+0,03) розмір,
dp мм
Заготовка 200 300 73 - - 53,94 740 53,20 53,94 - -
Розточування
50 - 4 112 2637 54,87 300 54,57 54,87 930 1370
попереднє
Чистове
20 - 2 6 257 54,98 120 54,86 54,98 110 290
розточування
Тонке
3 - - 3 224 55,03 30 55,00 55,03 50 140
розточування
На основі результатів визначення припусків розрахунково-аналітичним
методом, приводимо графічну схему розташування припусків і допусків на
рисунку 2.8.
64
Рисунок 2.8 - Схема графічного розташування припусків і допусків на
обробку отвору 55Н7(+0,03)
Режими встановлюємо, виходячи з особливостей оброблюваної деталі,
характеристики різального інструменту і верстату.
Розраховуємо режими різання, для програмно-комбінованої операції 090:
Перехід 6. Розточити отвір до 54,57, попередньо, напрохід, під чистове
розточування.
Інструмент - різець розточний державочний 2142-0561 ВК8 ГОСТ 9795-
84. [12]
Глибина різання - t = 1,2 мм [12].
Подача - S= 0,6 мм/об [12].
65
Період стійкості різця - Т= 90 [12].
Рисунок 2.9 – Ескіз інструмента
Знаходимо швидкість різання обмежену стійкістю інструмента за
формулою
C
v v K
m y x v (2.12)
T S t
243
= ⋅ 0.83 = 147.5 м/хв
900.20⋅1.20.15⋅0.50.40
де, Сv=243-коефіцієнт при розточуванні 12;
х=0,15, y=0,40, m=0,20-показники ступеня 12;
KV- коефіцієнт впливу параметрів обробки:
де KV = Kнv Kмv Kиv=1,01,00,83 (2.13)
Kмv – поправочний коефіцієнт фізико-механічних властивостей
оброблюваного матеріалу:
де K =(190/НВ) mv
мv v=(190/190)1,25=1,0
де nV – показник ступіня nV= 1,2512 ;
Kнv – коефіцієнт що враховує стан поверхні заготовки Kнv=1,0 12;
Киv – коефіцієнт що враховує вплив інструментального матеріалу
Kиv=0,8312 ;
Розрахункова частота обертання шпинделя np:
n =1000/D=1000147,5/3,1454,57=860,4хв-1
p (2.14)
66
Розрахункову частоту обертання шпинделя корегуємо за паспортними
даними верстату згідно 12 nд= 800 хв-1
Дійсна швидкість різання:
Vд= Dnд/1000=3,1454,57800/1000=137,2 хв-1 (2.15)
Знаходимо силу різання:
Pz чорн = 10 Cp tx Sy Vn Kp (2.16)
P 1,0 0,75 -0,15
z чорн =103001,2 0,6 137,2 0,94=942,2
де Kp- поправочний коефіцієнт
де Kp=Kм K K K Kr= 1,00,941,0 1,01,0=0,94 (2.17)
де Кмр-коефіцієнт якості ороблюваного матеріалу
Kмр =(НВ/190) n= (190/190)0,4=1,0 (2.18)
де nV – показник ступіня nV= 0,412 ;
Кр=0,94; Кλр=1,0; Кγп=1,0; Кrp=1,0 – коефіцієнти впливу геометричних
параметрів ріжучої частини інструменту 12
Cp =300; y=0,75; x=10; n=-0,15 12
Знаходимо ефективну потужність, яка витрачається на різання:
Ne=PzV/60103= P V/60103
z =942,2137,2/60103=2,15кВт (2.19)
Визначаємо потужність на шпинделі верстата:
Nдв=Ne/=2,15/0,8=2,69 кВт (2.20)
де =0,8-ККД верстата 12.
Основний час:
Т0=L/nS0+ L/nSyi=67/8000,6+67/8004,81=0,16 хв (2.21)
де Sy=4,8 м/хв-прискорена подача відводу інструменту;
і=1-кількість проходів;
L-довжина шляху обробки:
L=l1+l2+l3=3+61+3=67 мм (2.22)
де l1=3 мм – довжина різання 12.
L2=61 мм-довжина обробки;
L3=3 мм-довжина перебігу інструменту 12.
67
Результати розрахунків режимів різання заносимо до таблиці 2.8
Таблиця 2.8 - Режими різання оброблюваних поверхонь
Перехід t, мм L, мм So, м/об V, м/хв n, хв-1 То,хв
S ,мм/зуб
z
1 2 3 4 5 6 7
Фрезерувати площину основи 1,2 68 0,15 201,1 800 0,68
Ф68рxе1з2е0р увати площину 19x68,
1,2 68 0,19 125,7 1 600 0,28
начорно
Фрезерувати площину 100x165,
начорно 1,2 165 0,15 196,4 500 0,95
Фрезерувати площину 100x165,
начорно 1,2 165 0,15 196,4 500 0,95
Свердлити два отвора 7,8Н12 3,9 40/28 0,14 49,0 2 000 0,24
Розвернути два отвора до 7,96,
0,08 40/28 0,56 35,2 1 400 0,18
попередньо
Розвернути два отвора до 8Н7,
0,02 40/28 0,4 50,3 2 000 0,17
начисто
Центрувати 4-й отвори 11 1,0 1,0 0,14 34,5 1 000 0,03
Свердлити 2-а отвора 11Н12 5,5 40 0,14 69,1 2 000 0,29
Свердлити і цекувати 2-а отвора
11/020 5,5/4,5 28/3 0,14 43,2/78,5 1 250 0,32
Фрезерувати площину 40x68,
начорно 1,2 68 0,19 125,7 1 600 0,28
Розточити отвір 70Н12 1,2 7 0,6 138,6 630 0,02
з підрізкою торця 70/55,
о дноразово 1,2 7,5 0,6 138,6 630 0,02
Розточити отвір до 54,57,
137,2
попередньо 1,2 61 0,6 800 0,16
Розточити дві фаски 1,6x45 1,6 1,6 0,6 138,3 800 0,02
68
Продовження таблиці 2.8 - Режими різання оброблюваних поверхонь
1 2 3 4 5 6 7
Розточити отвір до 54,86,
276,5
0,4 61 0,2 1 600 0,19
начисто
Розточити отвір до 55Н7, тонко 0,12 61 0,04 345,6 2 000 0,76
Розточити фаску 1,6x45 1,6 1,6 0,6 138,3 800 0,01
Центрувати отвір 6 30,2
3,0 3,0 0,12 800 0,01
Свердлити отвір 06Н12 37,7
3,0 12,5 0,10 2 000 0,05
Протягнути паз 8Н8, начисто 5,0
2,6 61 0,08 - 0,32
69
2.6. Нормування технологічного процесу
Оскільки попереднє визначення тішу виробництва показало, що ми маємо
дрібносерійне виробництво з груповою формою організації, то нормою часу є
штучно-калькуляційний час Тшт.к.
Нормування технологічного процесу здійснюють для кожної операції,
методом технічного розрахунку, при якому тривалість операцій встановлюють
розрахунком за мікроелементами на основі аналізу послідовності і змісту дій
робітника і верстата.
Штучно-калькуляційний час виготовлення однієї деталі на універсальних
верстатах[3]:
Т
Т пз
шт.к = + Тшт (2.23)
��
де Тпз. – підготовчо-заключний час для партії заготовок 3;
n-кількість деталей в партії, шт
Тшт –штучний час обробки деталей.
Тшт=То+Тв.+Тоб.от. (2.24)
де То – основний (технологічний) час операції, хв
Тд – допоміжний час;
Тд=Твст+Тзак+Тупр+Твим, хв (2.25)
де Твст- час на встановлення і зняття деталі 3;
Тзак- час на закріплення і відкріплення деталі 3;
Тупр-час на прийоми управління 3;
Твим-час на вимірювання деталі 3;
K=1,85-коефіцієнт для серійного виробництва 3;
Тоб.от.- загальний час на обслуговування робочого місця і відпочинок в
серійному виробництві визначається як сума двох складових Тоб і Тпер в
процентах від оперативного часу 3;
Т
Т оп Поб.от (2.26)
об.от
100
де Топ. – оперативний час.
70
Топ.=То.+Тд, хв. (2.27)
Детально розглянемо визначення Т0 для програмно-комбінованої операції
090 переходу 4-фрезерувати площину 40х68, начорно, напрохід.
Основний час на даній операції визначається за формулою:
Т0=Lp/nS0i=83,5/16000,191=0,28 хв (2.28)
де Lp- розрахункова довжина обробки:
Lp=l1+l2+l3=68+12,5+3=83,5 мм (2.29)
де l1- 68 мм-довжина різання;
l2- довжина врізання інструменту:
l1=D/2=25/2=12,5 мм (2.30)
де l3 =3 мм – довжина перебігу інструменту 12;
і=1 – кількість проходів;
n=1600 хв-1- частота обертання;
Sz=0,19 мм/зуб-подача інструменту.
Аналогічно проводимо розрахунок Т0 для всіх операцій та переходів
механічної обробки. Результати розрахунків заносимо в таблицю.
Таблиця 2.9 — Технічні норми часу по операціям, в хв.
тдоп Тоб
Т0 Твст+ Топ Тобслугов Тшт Тп-З n Тшт.к.
Тупр Твим
Назва операції +ТзаК + Тпер
Вертикально- 0,020+
0,68 0,06 0,08 0,88 0,05 1,09 18 52 1,32
фрезерна 0,035
Вертикально- 0,020+
2,18 0,11 0,12 2,47 0,15 2,86 18 52 3,21
фрезерна 0,035
Вертикально- 0,018+
0,59 0,09 0,08 0,81 0,05 1,04 12 52 1,39
свердлильна 0,028
Горизонтальн 0,018+
0,32 0,06 0,08 0,51 0,04 0,70 18 52 1,05
о - протяжна 0,028
Для інших операцій розрахунки проводяться аналогічно. Результати
розрахунку зводимо до таблиці 2.10.
71
Таблиця 2.10–Технічні норми часу по, в хв.
№ операції tо. tд. Топ. tтех Tф Tп.з. txx Тшт Тп-3 n Тшт.к
tорг ti tk tп Tп.і. .
Програмно- 2,16 0,23 2,39 0,54 0,31 0,35 0,25 0,31 0,32 0,28 4,40 18 52 4,75
комбінована
Всього: - - - - - - - - - - - - - 11,7
2
72
3. Конструкторський розділ
3.1 Проектування верстатного пристрою
Таблиця 3.1 Технічне завдання на проектування спеціального пристрою
Розділ Зміст розділу
1 2
Назва і галузь Спеціальний пристрій для обробки деталі «Важіль» на
застосування програмно-комбінованій операції 090, на верстаті
69Б04ПМФ2.
Службове Забезпечення точного встановлення, надійного закріплення
призначення і базування заготовки кронштейна, а також постійного в
пристрою часі положення заготовки відносно стола верстата і
різального інструмента з метою одержання заданої точності
оброблюваних поверхонь, їх взаємного розташування.
Основа для Операційна карта ТП механічної обробки деталі -
розробки кронштейна (операція 090)
Технологічні Проектований пристрій повинен забезпечити:
вимоги до розробки - одержання розміру 9,5±0,14, Rа = 6,3 мкм;
- одержання отворів 11Н12, 11Н12/20Н12, 6Н12, з
параметром шорсткості Rа=12,5 мкм (точність і
шорсткість-технологічні);
- одержання отвора 70Н12, з параметром шорсткості Rа =
6,3 мкм;
- одержання отвора 55Н7, з параметром шорсткості Rа =
1,25 мкм (точність і шорсткість-технологічні);
- одержання розмірів 60±0,2, 42,5±0,2 мм;
- відхилення від перпендикулярності торця 70/55
відносно бази Б не більше 0,03 мм;
73
Продовження таблиці 3.1 – Технічне завдання на проектування
спеціального пристрою
1 2
-відхилення від паралельності вісі отвора 55Н7 мм,
відносно бази В не більше 0,02 мм.
Тактико-технічні Тип виробництва-дрібносерійний. Програма випуску - 2185
умови роботи штук за рік. Життєвий цикл виробництва- 2 роки. Пристрій
пристрою обслуговується оператором 4-го розряду. Переходи, що
виконуються, різальний інструмент, режими різання і
норми часу- згідно з даними, наведеними в операційній
карті.
Техніко- Розміри пристрою повинні відповідати розмірам стола
організаційні верстата 69Б04ПМФ2. Час закріплення заготовки - не
вимоги до розробки більше - 0,045 хв. Бажаний тип затискного механізму -
гвинтовий ручний.
Рівень стандартизації і уніфікації деталей пристрою - 90%.
Характеристика - Розміри робочої поверхні стола 500x400 мм.
робочої зони - Найбільша відстань від торця шпинделя до середини стола
верстата - 960 мм;
Найбільша відстань від площини стола до вісі шпинделя -
620мм.
Вихідні дані про Матеріал заготовки СЧ18. Виливок, корпусна деталь.
заготовку На операцію 090 заготовка потрапляє після вертикально-
свердлильної операції, базові поверхні оброблені.
Габаритні розміри заготовки: 68x165x100.
Параметр шорсткості площини основи Rа = 6,3 мкм, двох
отворів Rа = 1,25мкм.
Документація, яка Креслення загального виду спеціального пристрою.
підлягає розробці Пояснювальна записка (розділ: конструкторська частина).
74
Розрахунок сил затиску[16]
Інструмент для обробки - фреза кінцева 2223-0514 ВК8 ГОСТ 20537-85
(25 мм) [12].
Розрахунок проводиться для найбільш навантаженого випадку -
чорнового фрезерування.
Режими різання: t= 1,2 мм; Sz= 0,19 мм/зуб; V = 125,7 м/хв; n = 1600 хв-1
На деталь діє зсувна сила Рh= 162 Н, та осьова сила Рv = 614.
Сила Рv відриває заготовку від опор. Сила закріплення має бути
достатньою для забезпечення контакту заготовки з опорами пристрою і
запобігання зсуву в напрямі дії сили Рh.
Першій умові відповідає рівність:
W`=K1Pv (3.1)
Другій умові відповідає рівність:
K2Ph=Wʺƒ1+(W-Pv) ƒ2 (3.2)
Звідси:
�� ƒ +�� ��
�� = �� 2 2 ℎ (3.3)
ƒ1+ƒ2
Відповідно:
W=3,0614=1827Н
6140,16 + 3,0162
�� = = 2015 Н
0,18 + 0,16
де К1, К2=3,0 – коефіцієнт запаса [16];
f1=0,18, f2=0,16 – коефіцієнти тертя [16].
Отже приймаємо найбільше значення сили закріплення W=2015 Н.
Розрахунок початкової сили
Визначення діючих сил у важільному механізмі проводимо за рисунком
3.1.
75
Рисунок 3.1 – Розрахункова схема визначення діючих сил у важільному
механізмі
l1 l
При і if const
W l hf rf
Q 0
l h f rf 2015⋅(25+22⋅0,18+14⋅0,18)
1 1 1 0 = = 2947�� (3.4)
(28−22⋅0,16−14⋅0,18)
де �� = 25мм; ��1 = 28мм; ℎ = 22мм; ℎ1 = 22мм; �� = 14мм – розмірна
характеристика важільного механізму;
f 0,18 f 0,18
; 0 ; f1 0,16 - коефіцієнти тертя.
Затиск заготовки виконуємо за допомогою стандартного гвинтового
затискача. Вказані гвинтові затискачі використовуються при проектуванні
верстатних пристроїв завдяки компактності конструкції та зручності при
експлуатації.
Діаметр різьби шпильки d, мм, визначаємо за формулою:
�� 2947
�� = ��√ = 1,4√ = 8,49 мм (3.5)
[] 80
де С=1,4 – коефіцієнт для метричної різьби;
[]=80-100 МПа-допустиме напруження у різьбі [20].
Діаметр різьби шпильки приймаємо конструктивно для забезпечення
жорсткості, згідно стандартного ряду - М10.
Визначимо необхідний момент затягування гайки М, Нмм, для створення
осьового зусилля W за формулою:
76
М= 0,2dQ = 0,2102947= 5894 Нмм (3.6)
Довжина рукоятки ключа L, мм, за формулою:
�� ��������
�� = = = ����, �� мм (3.7)
[��] ������
де [Р]=100-150Н – допустиме зусилля на рукоятці ключа [15].
Для затиску заготовки можна використати стандартний торцевий ключ на
17 з довжиною рукоятки 60 мм по ГОСТ 3447-88.
Опис конструкції пристрою, принципу його роботи, складання
технічного паспорта
Принципова схема та спосіб базування пристрою на верстаті:
- основа пристрою повинна мати два паза для болтів М18. Пристрій
кріпиться до столу верстата за допомогою двох болтів М18 (відстань між
різьбовими отворами 70 мм). Для точного фіксування пристрою на столі
використовуються три шпонки циліндричні 17.
Базування заготовки на верстатному пристрої:
- установча база - площина основи кронштейна (позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності), поверхня циліндричного пальця 7 - напрямна база
(позбавляє заготовку - двох ступенів вільності), поверхня зрізаного пальця 8,
які встановлюються безпосередньо в корпусі пристрою 1 - упорна база
(заготовка позбавляється одного ступеня вільності).
Кількість одночасно обробляємих заготовок -1.
Вимоги до безпечної роботи та обслуговуванню:
- заготовку знімати та ставити при виключеній подачі;
- стружку змітати при виключеній подачі та відключеному
шпинделі верстата.
Пристрій призначений для обробки деталі на програмно-комбінованій
операції на БЦВ.
Конструкція та робота пристрою:
Деталь «Важіль Р1.030.034» встановлюється на пристрій зображений на
рисунку 3.2, на опорні постійні пластини 9,10 (які кріпляться до корпуса 1
77
гвинтами 4) і на два пальці: циліндричний 7 і зрізаний 8. За допомогою двох
прихватір 11 заготовка притискується до опорних постійних пластин 9,10,
таким чином проходить самовстановлення і закріплення заготовки. Закріплення
заготовки відбувається за рахунок загвинчування гайок 3 (для безпечної роботи
прйстрою передбачено використання по дві контрольні гайки 3), відкріплення
відбувається в зворотньому напрямку.
Рисунок 3.2 – Загальний вигляд верстатного пристрою
Представлений пристрій є прикладом високоточного спеціального
оснащення, адаптованого для серійного або багатономенклатурного
виробництва на верстатах з ЧПК. Його застосування дозволяє реалізувати
78
комплексну обробку складної деталі з одночасним забезпеченням точності,
жорсткості та зручності у використанні.
Розрахунок верстатного пристрою на точність обробки.
Розрахунок верстатного пристрою на точність полягає в оцінці похибок
базування, закріплення та встановлення деталі у пристрої — з метою
забезпечення допусків на оброблювані поверхні. Це особливо актуально для
програмно-комбінованої операції, що вимагає високої точності взаємного
розташування елементів.
1. Основні положення для розрахунку точності
Для пристрою на кресленні враховуються наступні чинники наведенні в
таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 – Основні данні для розрахунку точності
Позначення Значення Опис
Δб Похибка базування Відхилення від ідеального
розташування заготовки по базових
елементах
Δв Похибка закріплення Виникає внаслідок еластичної
деформації та нестабільності фіксації.
Δп Похибка пристрою Враховує виробничі та монтажні
похибки самого пристрою
Δзаг Загальна похибка Складається з вище перерахованих
Δзаг = ±(Δб + Δв + Δп)|
На кресленні вказані жорсткі допуски: 18g6 / 18H7 – штифтове
базування (посадка з натягом), 12H7 / 12p6 – для установчих отворів,
0,002 мм, 0,016 мм – на паралельність та співвісність, що вказує на
високоточну обробку.
Ці параметри – граничні значення, які пристрій має забезпечити за
рахунок точного базування та мінімізації похибок встановлення.
Оцінимо орієнтовно загальну похибку позиціонування
79
Таблиця 3.3 -Загальна похибка позиціонування
Компонент похибки Значення
Δб (базування по штифтах) ±0,003 мм
Δв (деформація при затисканні) ±0,005 мм
Δп (виготовлення та збірка пристрою) ±0,002 мм
Δзаг = ±(Δб + Δв + Δп)= ±(0,003+0,005+0,002)= ±0,010 мм
Щоб досягти зазначеної точності, слід дотримуватись таких умов:
використовувати прецизійні штифти (g6/h7);
виключити вільні посадки в базових отворах;
застосовувати опорні елементи з точною геометрією (наприклад,
шліфовані плити);
забезпечити жорстке і симетричне затискання заготовки;
проводити регулярне налаштування пристрою та перевірку
штифтів, упорів, кріплень.
Розрахункова сумарна похибка встановлення деталі в пристрої складає
близько ±0,010 мм, що відповідає високоточному виробництву.
Конструкція пристрою повністю відповідає вимогам до точності, які
заявлені в кресленні.
При правильній експлуатації й технічному обслуговуванні пристрій
забезпечить виконання технологічної операції з потрібними геометричними
параметрами.
80
3.2. Проектування спеціального контрольно-вимірювального
пристрою
Таблиця 3.4 – Технічне завдання на проектування спеціального
контрольно- вимірювального пристрою
Розділ
Зміст розділу
Назва і область Контрольний пристрій для вимірювання відхилення від
застосування паралельності вісі отвора 55Н7 мм, відносно бази В не
більше 0,02 мм.
Службове призначення Вимірювання відхилення від паралельності вісі отвора
пристрою 55Н7 мм, відносно бази В не більше 0,02 мм.
Підстава для розробки Операційна карта ТП механічної обробки корпуса
(операція 120)
Тактико-технічені Тип виробництва- дрібносерійний. Програма випуску -
умови роботи 2185 штук за рік. Життєвий цикл виробництва - 2 роки.
пристрою
Документація, яка Креслення загального вигляду спеціального пристрою.
підлягає розробці Пояснювальна записка (конструкторський розділ).
Опис конструкції контрольного пристрою
Контрольний пристрій призначений для перевірки відхилення від
паралельності осі отвору ⌀55 H7 відносно базової площини В, причому
граничне допустиме відхилення не повинно перевищувати 0,02 мм. Такий
контроль є критичним, коли отвір служить напрямною або опорною поверхнею
в механізмах, де важлива співвісність або паралельність елементів.
Принцип роботи пристрою:
Випробувана деталь встановлюється на встановлюється на постійні
опорні пластини 14,15 (позбавляє деталь трьох ступеней вільності), на
циліндричний палець 13 (два ступеня вільності), і на зрізаний палець 12 (один
81
ступінь вільності), та прижимається гайкою крильчастою 8 (яка знаходиться на
вісі 2) до пластин 14,15, які закріплені на корпусі 3 гвинтами 10 (рисунок 1.11).
У пристрої встановлено дві індикаторні головки (поз. 1), розміщені
симетрично з обох боків отвору. Їх вимірювальні наконечники торкаються
поверхні циліндричного калібра , який імітує вісь отвору. Після фіксації калібра
проводять обертання деталі або самого калібра вручну. При цьому
спостерігають за відхиленнями стрілок індикаторів, які відображають зміну
положення осі отвору по відношенню до бази.
Якщо різниця показань обох індикаторів ≤ 0,02 мм, то деталь відповідає
вимогам допуску на паралельність осі отвору відносно бази В. При
перевищенні цієї межі — деталь вважається бракованою або такою, що вимагає
доопрацювання.
Переваги даного пристрою :
забезпечується висока точність вимірювання за рахунок використання
прецизійних індикаторів;
контроль проводиться відносно базової площини, що відповідає умовам
експлуатації;
можливість оперативної перевірки великої кількості деталей у серійному
виробництві.
Цей контрольний пристрій дозволяє надійно перевірити паралельність осі
отвору ⌀55H7 відносно базової площини В з точністю до 0,01 мм, що
перевищує встановлені вимоги. Такий контроль забезпечує високу геометричну
якість деталі і гарантує її працездатність у складі точного механізму.
Рисунок 3.3 – Схема контрольного пристрою
82
Аналіз похибок, притаманних конструкції кожного контрольно-
вимірювального пристрою, має суттєве значення для забезпечення точності
вимірювань. Варто зазначити, що похибки встановлення деталей у контрольних
пристроях оцінюються з вищою точністю, ніж при їх закріпленні у верстатних
пристроях. Це пояснюється тим, що в контрольних пристроях враховуються
чинники, якими можна знехтувати під час обробки, але які мають вирішальне
значення при виконанні точних вимірювань[15,16].
Загальна точність вимірювання у контрольно-вимірювальному пристрої
визначається сумарною похибкою, яка включає систематичні та випадкові
складові. Випадкові похибки, як правило, мають нормальний (гаусівський)
розподіл і можуть бути об’єднані відповідно до законів теорії ймовірностей, що
застосовуються до незалежних випадкових величин[15].
Для визначення величини кожної складової сумарної похибки
використовують довідкові значення, аналітичні розрахунки або
експериментальні дослідження. Остаточне значення похибки вимірювання в
контрольному пристрої обчислюється за відповідною розрахунковою
формулою, яка враховує конкретні умови експлуатації та параметри
вимірювання.
уе nn ум 2 2 2 2 2 2 2 2
б ус з в умв м н п (3.8)
деб = 0 – похибка базування (при встановленні на площину, яка є
конструкторською базою) [21];
уе = 0,002 мм– похибка, спричинена неточністю одержання лінійних
розмірів установчих елементів або виконання технічних вимог[21];
ус = 0 мм – похибка, спричинена деформацією поверхонь деталі та
установчого елемента при їх стискуванні за рахунок наявності на цих
поверхнях мікронерівностей, а також перекошування[21];
з = 0,001 - похибка закріплення, спричинена коливанням величини
прикладеної сили закріплення, зміною місця її прикладання[21];
83
пп = 0,001 - похибка передатних пристосувань[21];
в = 0 - випадкова похибка спричинена наявністю зазорів між осями та
отворами важелів, неточністю їх переміщення та іншими випадковими
причинами[21];
ум = 0,002 мм- систематична похибка виготовлення установчих мір[21];
умв= 0,003 мм- випадкова похибка виготовлення установчих мір[21];
м = 0,007 мм - похибка властива кожному методу вимірювання і
залежить від конструктивних особливостей пристрою, кваліфікації контролерів
і т. ін., ця похибка є випадковою незалежною величиною[21].
н=0,004 похибка налагодження пристрою;
n=0,004 похибка пристрою.
Отже, згідно формули (3.8), маємо сумарну похибку вимірювання на
контрольно-вимірювальному пристрої:
0,002 0,001 0,003 02 02 0,0012 02 0,0032
0,0072 0,0042 0,0042 0,0147 мм
Для забезпечення точності пристрою необхідно виконати умову: <Т
0,0147 мм<0,02 мм
де Т= 0,02мм – допустимий допуск співвісності.
Умова виконується, відповідно пристрій забезпечує точність
вимірювання.
84
4 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
вантажопідіймальних машин, вантажозахоплювальних органів та
пристроїв, інших пристосувань
Вантажопідіймальні машини, знімні вантажозахоплювальні органи,
знімні вантажозахоплювальні пристрої необхідно експлуатувати з дотриманням
вимог Правил будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів,
затверджених наказом Державного комітету України з промислової безпеки,
охорони праці та гірничого нагляду від 18 червня 2007 року № 132,
зареєстрованих у Міністерстві юстиції 9 липня 2007 року за № 784/14051
(НПАОП 0.00-1.01-07).
У місці роботи вантажопідіймальної машини повинен бути забезпечений
простір, необхідний для огляду робочої зони та для маневрування.
Подавати електричну напругу на вантажопідіймальну машину від
зовнішньої електричної мережі необхідно за допомогою ввідного пристрою,
обладнаного ручним та дистанційним керуванням для знімання напруги.
Гаки, за допомогою яких повинні підніматись великовагові вантажі
(масою більше 3 т), повинні бути такими, що обертаються на закритих
кулькових опорах (за винятком гаків спеціального призначення).
Гаки повинні бути обладнані запобіжними замками.
Маса вантажів, що підлягають підніманню, повинна визначитись до їх
піднімання. Навантаження на вантажопідіймальні машини та знімні
вантажозахоплювальні пристрої не повинно перевищувати їх
вантажопідйомності.
Для вантажів, що не мають спеціальних пристроїв для піднімання
вантажів в різних положеннях (петель, цапф, римів), повинні бути розроблені
способи правильного стропування вантажів.
85
Вантажі, які підвішуються до гака вантажопідіймальної машини, повинні
бути надійно обв’язані канатами або каліброваними ланцюгами для
забезпечення стійкого положення вантажу під час його переміщення, а також
для запобігання падінню окремих частин цих вантажів (дощок, колод, брусків,
труб тощо).
Стропувати довгомірні вантажі (завдовжки понад 6 м) необхідно не
менше ніж у двох місцях.
Для обв’язування вантажу повинні застосовуватись чалочні пристрої, що
відповідають масі вантажу, який піднімають, з урахуванням кількості віток
каната та кута нахилу їх до вертикалі.
При цьому канати або ланцюги чалочних пристроїв необхідно накладати
на вантаж, який піднімають, рівномірно, без вузлів та перекручувань. Якщо
такий вантаж має гострі грані, під канат або ланцюг необхідно підкладати
підкладки для запобігання пошкодженню стропів.
Не дозволяється стропувати вантаж, що піднімають, за виступи,
штурвали, штуцери та інші пристрої, які не розраховані для його піднімання.
Вантажні стропи повинні відповідати вимогам чинного законодавства.
Проміжки у зоні переміщування вантажів повинні бути закриті або
огороджені з вивішенням попереджувальних знаків відповідно до
вимог Технічного регламенту знаків безпеки.
Вантаж при переміщенні його у горизонтальному напряму необхідно
спочатку підняти не менше ніж на 0,5 м вище предметів, що можуть трапитись
на його шляху.
Вантажі дозволяється опускати на заздалегідь підготовлене місце для
унеможливлення їх падіння, перевертання або сповзання. Для зручності
витягування стропів з-під вантажу на місці його установлення повинні
укладатись міцні підкладки.
Не дозволяється залишати вантаж у підвішеному положенні, а також
піднімати та переміщувати працівників вантажопідіймальними машинами, які
для цього не призначені.
86
При несправності механізму та неможливості опустити піднятий вантаж
небезпечну зону проведення робіт необхідно огородити з вивішенням
попереджувальних знаків відповідно до Технічного регламенту знаків безпеки.
Вантаж необхідно піднімати прямовисно, що досягається установленням
гака вантажопідіймальної машини безпосередньо над вантажем.
Підтягувати вантаж по землі або підлозі гаком вантажопідіймальної
машини при похилому положенні вантажних канатів необхідно із
застосуванням напрямних блоків, що забезпечують вертикальне положення
канатів.
Не дозволяється відтягувати вантаж під час його піднімання,
переміщування та опускання, вирівнювати його власною вагою працівника,
який виконує роботу, а також направляти канат руками під час намотування
його на барабан.
Не дозволяється під час роботи вантажопідіймального механізму
звільняти за його допомогою затиснені вантажем стропи, канати або ланцюги, а
також працювати при відмові або пошкодженні приладів безпеки та гальм
вантажопідіймальної машини.
Не допускається виконувати вантажопідіймальними машинами такі
роботи:
піднімати примерзлі, засипані або затиснені вантажі;
піднімати вантажі при похилому положенні поліспаста, у якого
верхній блок має жорстке закріплення;
виконувати одночасно піднімання або опускання двох вантажів,
розташованих близько один від одного.
Піднімати вантаж необхідно плавно, без ривків та розгойдування, не
допускаючи його торкання до предметів, що можуть трапитись на шляху, та без
закручування стропів.
Піднімання вантажу необхідно здійснювати у такому порядку: спочатку
його слід підняти на висоту не більше 300 мм, потім 2-3 рази опустити на 100
мм для перевірки надійності роботи гальм, стійкості вантажопідіймального
87
механізму, правильності стропування та рівномірності натягування стропів і
тільки після цього вантаж необхідно підняти на потрібну висоту.
Для виправлення стропування вантаж необхідно опустити.
Для розвертання довгомірних та великовагових вантажів під час їх
піднімання або переміщування необхідно застосовувати відтяжки-гачки
відповідної довжини.
88
4.2 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
лебідок
У разі установлення лебідки в будівлі її раму необхідно закріплювати за
колону будівлі, залізобетонний або металевий ригель перекриття будівлі,
цегляну стіну сталевим канатом. Можливість кріплення рами до елементів
будівель повинна бути підтверджена відповідним розрахунком.
Діаметр та кількість віток каната необхідно розраховувати, виходячи з
вантажопідйомності лебідки з коефіцієнтом запасу міцності не менше 6. Кінець
обв’язувального каната необхідно закріплювати за допомогою затискачів,
кількість яких визначається під час проектування, але їх повинно бути не
менше трьох. Крок розміщення затискачів та довжина вільного кінця каната від
останнього затискача повинні становити не менше шести діаметрів каната.
У разі установлення лебідок на землі вони повинні закріплюватись або за
якір, або з упором та противагою.
Забороняється приварювати раму лебідки.
Лебідки, що застосовуються для піднімання та опускання пересувних
риштувань та колисок, повинні відповідати вимогам НПАОП 0.00-1.01-07.
Не дозволяється незалежно від місця установлення лебідки (в будівлі або
поза нею) приварювати ручні важелеві лебідки до майданчиків обслуговування
обладнання, а також закріплювати їх до трубопроводів та їх підвісок.
Лебідки повинні піддаватися технічному огляду відповідно до
вимог НПАОП 0.00-1.01-07.
Не допускається виконувати роботи лебідками, під час огляду яких
виявлено дефекти.
Гальмову систему лебідки необхідно перевіряти зупиненням вантажу на
опусканні. У лебідок з електричним приводом вантаж необхідно опускати як за
допомогою електродвигуна, так і розгальмуванням барабана при вимкненому
електродвигуні, перевіряючи під час проведення цієї операції надійність роботи
гальм, відсутність нагрівання гальмових колодок вище 60 °С та всіх
89
підшипників вище 70°С, відсутність нехарактерного шуму в роботі зубчастих
передач, підтікання та викидання мастила з підшипників та інших дефектів.
Канат лебідки у разі правильного намотування повинен лягати на барабан
рівними щільними рядами. Відстань між верхнім шаром намотаного каната та
зовнішнім діаметром реборди повинна бути не менша ніж два діаметри каната.
У нижньому положенні вантажозахоплювального органу лебідки на барабані
повинно залишатись не менше 1,5 витка каната, не враховуючи витків, що
перебувають під затискним пристроєм.
Для зменшення перекидального моменту, що діє на лебідку, канат
повинен підходити до барабана знизу. Положення вітки каната, що набігає на
барабан, повинно бути якомога ближчим до горизонтального і не більше ніж на
2° відхилятись від площини, перпендикулярної до вісі барабана. Для цього за
необхідності на підходах до лебідки канат повинен пропускатись через один
або кілька відвідних блоків. Відстань від вісі барабана до відвідного блока,
найближчого до лебідки, повинна бути не менше 20 довжин барабана.
При підніманні вантажів одночасно двома лебідками швидкість
намотування канатів на їх барабани повинна бути однаковою.
Лебідки з ручним приводом повинні бути обладнані безпечними
рукоятками, що перебувають у зачепленні з приводним валом за умови
обертання їх у бік піднімання, або автоматичним вантажоупорним гальмом.
Лебідки, не обладнані автоматичним гальмом або безпечною рукояткою,
дозволяється застосовувати тільки як тягові.
Рукоятки лебідок з ручним приводом повинні бути обладнані втулками,
що вільно обертаються.
Лебідки з електричним приводом, призначені для піднімання працівників,
повинні бути оснащені автоматичним гальмом.
Під час виконання робіт із застосуванням лебідки необхідно стежити за
правильним намотуванням каната лебідки на барабан, не допускаючи його
сковзання на вал лебідки.
90
Виконання робіт із застосуванням лебідок необхідно здійснювати за
таких умов:
надійного закріплення лебідок на робочому місці;
справності гальм;
справності електропривода;
наявності огородження привода;
надійного закріплення каната на барабані та правильного його
намотування (без появи петель, послаблення каната тощо).
Керування лебідкою вручну необхідно здійснювати із застосуванням
відповідних ЗІЗ.
Ремонтувати або підтягувати послаблені з’єднання дозволяється після
виведення лебідки з роботи.
Металеві частини лебідок необхідно заземлювати «під болт» (для лебідок
з електричним приводом). Для лебідок з ручним приводом заземлення
металевих частин необхідно виконувати при проведенні робіт на повітряних
лініях електропередачі, що перебувають під напругою.
Канати в місцях приєднання їх до колиски та барабана лебідки необхідно
міцно закріплювати. Рух канатів під час піднімання та опускання колисок
повинен бути вільний.
Не допускається тертя канатів по конструкціях, що виступають. Колиски,
з яких робота не виконується, необхідно опустити на землю.
Не дозволяється під час виконання робіт із застосуванням лебідок з
ручним важільним приводом:
перебувати в площині коливання важеля та під вантажем, який
піднімають;
застосовувати важіль, що має більшу довжину, ніж передбачено
технічними даними лебідки;
переводити важіль з одного крайнього положення в інше ривками.
Під час виконання робіт вантаж, що переміщується, повинен бути надійно
закріплений до гака. Рух рукоятки зворотного ходу повинен бути плавним, без
91
ривків та заїдань. Тяговий механізм та канат постійно повинні бути на одній
прямій.
Не дозволяється виконувати роботу із застосуванням лебідок з ручним
важільним приводом у разі просковзування каната під час змінювання
напрямку руху рукоятки прямого ходу, вільного проходження його в стискачах
тягового механізму, а також у разі зрізування запобіжних штифтів або
фіксаторів.
Змінювати хід з прямого на зворотний під час піднімання вантажу
лебідками з електричним приводом необхідно тільки після зупинення лебідки, а
під час підходу вантажу до крайніх положень - після уповільнення ходу.
При виявленні дефектів в електроприводі (сильне нагрівання
електродвигуна, котушок електромагніту, резисторів, підшипників; сильне
іскріння щіток електродвигуна або поява диму, запаху гару; відчутність дії
струму в разі дотику до деталей лебідки тощо) необхідно негайно припинити
роботу і від’єднати електродвигуни лебідки від мережі живлення.
Під час експлуатації лебідок необхідно своєчасно змащувати частини, що
труться, для запобігання передчасному спрацьовуванню деталей лебідки.
92
4.3 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
талів та кішок
Корпуси електрообладнання талів повинні бути заземлені. Корпус
кнопкового апарата керування талі, що керується з підлоги, повинен бути
виконаний з ізоляційного матеріалу або заземлений не менше ніж двома
провідниками.
Пускові апарати ручного керування талями необхідно підвішувати на
сталевих тросиках такої довжини, щоб можна було керувати механізмом,
перебуваючи на безпечній відстані від вантажу, що піднімають.
У разі розміщення апарата керування нижче 0,5 м від рівня підлоги його
необхідно підвішувати на гачок, закріплений на тросику на висоті 1-1,5 м.
Механізм піднімання ручних талів необхідно оснащувати автоматичним
вантажоупорним гальмом. Гальмо повинно забезпечувати плавне опускання
вантажу під час обертання тягового колеса під дією сили тяги та автоматичне
зупинення вантажу в разі припинення дії сили тяги.
Не дозволяється закріплювати ручні талі до трубопроводів та до їх
підвісок.
Електричні талі повинні бути обладнані кінцевими вимикачами для
автоматичного зупинення механізму піднімання вантажозахоплювального
органу. Кінцеві вимикачі повинні установлюватись таким чином, щоб у разі
піднімання без вантажу після зупинення вантажозахоплювального органу
прозір між ним та упором був не менше 50 мм.
Електричні талі з двошвидкісним механізмом пересування необхідно
оснащувати гальмом на механізмі пересування.
Електричні талі вантажопідйомністю від 1,0 до 5,0 т необхідно
оснащувати двома гальмами на механізмі піднімання. Коефіцієнт запасу
гальмування електромагнітного гальма повинен бути не менше 1,25, а
вантажоупорного - не менше 1,1.
93
На кінцях монорейки повинні бути упори, а на корпусі талі - пружні
буфери для запобігання виведенню електричної талі за межу монорейкового
шляху.
При самочинному опусканні випробного вантажу під час проведення
випробувань, виявлення набігання, пропусків та ковзання ланцюга по зірочці та
тягових колесах, тріщин, розривів та деформацій, талі та кішки необхідно
відбраковувати та вилучати з експлуатації.
Не дозволяється під час піднімання вантажу електричними талями
доводити обойму гака до кінцевого вимикача та користуватись ним для
автоматичного зупинення.
Технічний стан талів та кішок необхідно перевіряти перед кожним їх
застосуванням.
Усі частини, що труться, ручних та електричних талів і кішок необхідно
змащувати не рідше 1 разу на місяць.
94
4.4 Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
блоків та поліспастів
Блоки або поліспасти, призначені для виконання вантажопідіймальних
робіт, необхідно вибирати за вантажопідйомністю.
Для оснащення поліспастів необхідно застосовувати блоки однакової
вантажопідйомності.
Під час вибирання блока діаметр рівчака ролика повинен перевищувати
діаметр каната на 1-3 мм.
Під час підвішування верхніх нерухомих блоків поліспастів необхідно
уникати бокового опирання обойми верхнього блока на ригель або балку.
Не допускається перекошування роликів верхнього блока відносно
каната. Ролики блоків, а також гаки та петлі на траверсах повинні вільно
прокручуватись.
Під час оснащення поліспастів необхідно виконати такі вимоги:
якщо кількість ниток поліспаста (тобто сумарна кількість роликів
нерухомого і рухомого блоків) парна, то кінець каната необхідно закріплювати
до нерухомого блока;
якщо кількість ниток поліспаста (сумарна кількість роликів
нерухомого і рухомого блоків) непарна, то кінець каната необхідно
закріплювати до рухомого блока.
У разі складання поліспастів та під час піднімання вантажів необхідно
стежити за дотриманням паралельності рухомої та нерухомої обойм.
Не допускається косе положення одного блока відносно іншого для
запобігання зісковзуванню каната з блока.
Тяговий кінець каната, що збігає, спрямований до лебідки, не повинен
вивертати блок поліспаста та спричиняти його перекошування.
Під час вибору вантажопідйомності відвідних блоків (так само, як і під
час розрахунку чалочних канатів для прив’язування їх) необхідно враховувати
кут між напрямками канатів.
95
Для тривалого зберігання блоки масою до 60 кг необхідно підвішувати за
гаки, петлі або скоби на міцних перекладинах, а більш важкі блоки - укладати
на підлозі на підкладках.
Блоки та поліспасти необхідно оглядати не рідше 1 разу на 6 місяців, а
також перед кожним підніманням вантажу, маса якого близька до
вантажопідйомності блока або поліспаста.
Перед застосуванням блоків та поліспастів необхідно провести їх
візуальний огляд, перевірити загальний стан блоків та їх окремих елементів
(роликів, щік, підшипників), закріплення каната до блока, наявність
змащування роликів та обертання їх на осі.
Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
канатів, стропів, ланцюгів та шнурів
Закріплення та розміщення канатів на вантажопідіймальній машині не
повинно спричиняти спадання їх з барабанів або блоків, а також перетирання їх
внаслідок дотикання до елементів конструкції або до канатів інших поліспастів.
Петлю на кінці каната для закріплювання його на вантажопідіймальній
машині, а також петлю стропа, що сполучається з кільцями, гаками та іншими
деталями, необхідно виконувати із застосуванням:
коуша із заплітанням вільного кінця каната або установлюванням
затискачів;
сталевої кованої, штампованої або литої втулки із закріпленням
клином або заливанням легкоплавким сплавом. Корпуси, втулки та клини не
повинні мати гострих кромок, на яких може перетиратись канат.
Не допускається застосування зварних втулок, крім закріплення кінця
канату у втулці електроталі.
Не допускається перетинання та зіткнення канатів з електричними
кабелями та електричними проводами.
96
Стропи із сталевих канатів повинні розраховуватись з урахуванням
кількості віток каната та кута нахилу їх до вертикалі відповідно до
вимог НПАОП 0.00-1.01-07.
Стропи повинні кріпитись за спеціальні рами або за масивні частини
вантажу, що піднімається, таким чином, щоб усі вітки стропів натягувались
рівномірно та унеможливлювалось зісковзування їх у разі можливого
зачіплювання вантажу під час його піднімання за будь-які предмети. При цьому
місця стропування на вантажах, що піднімаються, повинні визначатись
заздалегідь з урахуванням даних про положення центра ваги вантажу, що
піднімається, а за відсутності таких даних положення центра ваги можна
установлювати пробним підвішуванням вантажу. Багатовіткові стропи повинні
забезпечувати рівномірне натягування віток.
Петлі стропа повинні надіватись по центру зіва (захвату) гака, а гак
установлюватись по центру стропування. Під час піднімання та переміщування
вантажів канати вантажного поліспаста підіймальних механізмів повинні
спрямовуватись вертикально. Накладання стропів на дворогі гаки повинне
забезпечувати рівномірний розподіл навантаження на обидва роги гака.
Кінці багатовіткового стропа, які не використовуються для зачіплювання
вантажу, повинні закріплюватись таким чином, щоб під час переміщування
вантажу унеможливлювалось зачіплювання цими кінцями за предмети, що
можуть трапитись на шляху переміщення вантажу.
Роботу із застосуванням канатів необхідно виконувати з використанням
відповідних ЗІЗ.
Усі канати необхідно змащувати графітовим мастилом, яке захищає їх від
корозії та зношування, з періодичністю не рідше:
1 разу на 1 міс. - вантажні (поліспастові);
1 разу на 1,5 міс. - чалові та стропи;
1 разу на 6 міс. - канати, що зберігаються в складських
приміщеннях.
97
Сталеві канати необхідно зберігати змащеними та змотаними в бухти або
котушки. Канати повинні зберігатись в сухих, добре провітрюваних складських
приміщеннях на дерев’яних настилах або підкладках.
Зрощування ланцюгів допускається одним з таких способів:
електрозварюванням нових вставлених ланок;
застосуванням спеціальних з’єднувальних ланок.
Після зрощування ланцюг необхідно оглянути та провести його
випробовування протягом 10 хв. навантаженням, що в 1,25 рази перевищує
розрахункове тягове зусилля ланцюга.
Ланцюги необхідно зберігати під наметом або в закритому приміщенні за
умов, що унеможливлюють їх механічне пошкодження та корозію.
Стропи з конопляних, капронових та бавовняних канатів (стрічок)
повинні розраховуватись з урахуванням кількості віток канатів та кута нахилу
їх до вертикалі. У цьому разі коефіцієнт запасу міцності стропів повинен бути
не менше 8.
Конопляні канати, що застосовуються для відтяжки, не повинні мати
перетертих або розмочалених жмутів.
У разі задовільних результатів огляду канатів необхідно провести
протягом 10 хв. статичне випробування каната навантаженням, що вдвічі
перевищує допустиме робоче навантаження.
Випробне навантаження може бути створене вантажем або тяговим
механізмом із застосуванням динамометра.
У процесі експлуатації огляд канатів та шнурів з рослинних та
синтетичних волокон необхідно проводити 1 раз на 10 днів.
Для створення безпечних умов праці необхідно зменшувати допустиме
робоче навантаження на канати та шнури відповідно до зниження їх міцності.
Зниження міцності каната необхідно визначати за результатами їх огляду,
а в разі необхідності - випробуванням.
Для виконання робіт в сухих приміщеннях необхідно застосовувати
білені канати, що мають більшу розривну міцність, ніж просочені. Для
98
виконання робіт за умов підвищеної або змінної вологи - просочені канати або
канати із синтетичних волокон.
Канати та шнури необхідно зберігати в закритих сухих приміщеннях,
захищених від прямих сонячних променів, мастил, бензину, гасу та інших
розчинників, у підвішеному положенні або на дерев’яних стелажах на відстані
не менше 1 м від опалювальних приладів.
Кінці канатів, якщо їх не застосовують для обв’язування вантажів,
необхідно оснащувати коушами, скобами та іншими вантажозахоплювальними
пристроями.
Заплітання петлі у конопляного та бавовняного канатів повинно мати не
менше двох повних і двох половинних пробивок і бути оклітненим.
Вимоги охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
домкратів
Для піднімання та переміщування вантажів необхідно застосовувати
справні домкрати.
Перед початком виконання робіт із застосуванням домкратів їх необхідно
оглянути.
Під час піднімання вантажів домкратами необхідно дотримуватись таких
умов:
під домкрат залежно від маси вантажу необхідно підкладати
дерев’яну викладку (шпали, бруски, дошки завтовшки від 40 до 50 мм) більшої
площі, ніж площа основи корпусу домкрата;
домкрат необхідно установити у вертикальне положення відносно
вантажу, що піднімається, а у разі пересування вантажу - без перекошування до
опорної частини вантажу;
головку (лапу) домкрата необхідно упирати в міцні вузли
обладнання, що піднімається домкратом. При цьому між головкою (лапою) та
вантажем необхідно покласти пружну прокладку;
99
головка (лапа) домкрата повинна опиратись на вантаж, що
піднімається домкратом, усією своєю площиною;
усі обертові частини привода домкрата повинні вільно (без заїдань)
обертатись вручну;
усі частини домкрата, що труться, повинні бути змащені густим
мастилом;
під час піднімання вантажу необхідно стежити за його стійкістю;
у міру піднімання вантажу під нього необхідно укладати підкладки,
а у міру його опускання поступово виймати їх.
Навантаження домкрата не повинно перевищувати його
вантажопідйомність.
Звільняти домкрат з-під піднятого вантажу та переставляти його
допускається тільки після надійного закріплення вантажу в піднятому
положенні або укладання його на стійкі опори (шпальну кліть).
Не дозволяється застосовувати подовжувачі (труби), що надягаються на
рукоятку домкрата, знімати руку з рукоятки домкрата до опускання вантажу на
підкладки та залишати вантаж на домкраті під час перерви в роботі, а також
приварювати до лап домкратів труби або кутики.
Під час піднімання вантажу рейковим домкратом собачку необхідно
накинути на храповик.
У разі необхідності утримувати гідравлічними домкратами вантаж у
піднятому положенні під головку поршня між циліндром та вантажем
необхідно підкладати спеціальні сталеві підкладки у вигляді напівкілець для
запобігання раптовому опусканню поршня внаслідок зниження тиску в
циліндрі.
При необхідності тривалого утримання вантажу в піднятому положенні
його слід обперти на напівкільця і зняти тиск.
100
Висновки
В кваліфікаційній роботі бакалавра проведено: аналіз технологічності
конструкції деталі «важіль Р1.030.034», здійснено вибір та обґрунтування
матеріалу, з якого буде виготовлено деталь. Визначено тип виробництва для
даної деталі. Проведено розрахунки по визначенню штучно-калькуляційного
часу на операціях. Проведено вибір методів і кількості ступенів обробки
поверхонь, розроблено технологічний процес виготовлення деталі «важіль
Р1.030.034» (маршрутно-операційні карти), здійснено вибір технологічного
обладнання та оснащення, а також ріжучого інструменту, проведено
розрахунки режимів різання, припусків на обробку та норм часу.
Спроектовано спеціальний пристрій для обробки деталі «Важіль» на
програмно-комбінованій операції 090, на верстаті 69Б04ПМФ2. Також
спроектовано спеціальний контрольний пристрій для вимірювання відхилення
від паралельності вісі отвора 55Н7 мм, відносно бази В не більше 0,02 мм.
В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто
вимоги з охорони праці під час виконання робіт із застосуванням
вантажопідіймальних машин способи утилізації стружки.
101
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Мельничук П.П., Боровик А.І., Лінчевський П.А., Петраков Ю.В.
Технологія машинобудування. – Житомир: ЖДТУ, 2005 – 882 с.
2. ДСТУ 8833:2019 виливки із сірого чавуну з пластинчастим
графітом
3. Технологія машинобудування / Є. О. Горбатюк, М. П. Мазур, А. С.
Зенкін та ін. – Львів : Новий Світ – 2000, 2009. – 358 с.
4. ДСТУ 2960-94 Організація промислового виробництва основні
поняття
5. Руденко, П. О. Вибір, проектування і виробництво заготовок
деталей машин [Текст] / П. О. Руденко, В. О. Харламов, О. Г. Шустик. — К. :
Вища школа , 1993. —288 с.
6. Юрчишин І.І. Технологія машинобудування: Посібник-довідник
для виконання кваліфікаційних робіт: Навч. Посібник І.І. Юрчишин, Я.М.
Литвиняк, І.Є. Грицай, М.Л. Кукляк, Я.М. Кусий, В.В. Ступницький, В.А.
Яцюк, А.М. Кук, Є.М. Махоркін, В.П. Свізінський. — Львів: Львівська
політехніка, 2009. — 528 с.
7. Бочков В.М. Металорізальні верстати: Навч. Посібник/ В.М.
Бочков, Р.І. Сілін, О.В. Гаврильченко. – Львів.: ВидавництвоНаціонального
університету «Львівська політехніка», 2009. – 268с.
8. Кузнєцов Ю.М., Луців І. В., Шевченко О.В., Волошин В.Н.
Технологічне оснащення для високоефективної обробки на токарних верстатах
/ за ред. Ю.М. Кузнєцова . – К. – Тернопіль; Терно-граф, 2011. – 692с.
9. Мощенок, Василь. Основи обробки металів різанням : навч. посіб. /
Василь Мощенок, Ігор Пімонов, Микола Скрипник. ‒ London : LAMBERT
Academic Publishing, 2025. ‒ 264 с.
10. Агрегатно-модульне технологічне обладнання : навчальний
посібник : у 3-х ч. / В.А. Крижанівський [та ін.] ; під заг. ред. Ю.М. Кузнєцова ;
Кіровоградський держ. техн. унтет, НТУУ "КПІ". - Кіровоград : Імекс, 2003.
11. Паливода Ю. Є. Інструментальні матеріали, режими різання,
технічне нормування механічної оборобки : навчально-методичний посібник /
102
Паливода Ю.Є., Дячун А.Є., Лещук Р.Я. – Тернопіль : Тернопільський
національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019. – 240 с.
12. Григурко, І. О. Технологія машинобудування: дипломне
проектування: [Текст] : Навчальний посібник для ВНЗ / І.О. Григурко, М.Ф.
Брендуля, С.М. Доценко. – Львів : Новий світ , 2011 – 767 с
13. Буц Б.Д., Приходько В.Є., Ткачов Ю.В. Розрахунок режимів
різання металів: Навч. Посіб. – Д.: РВВ ДНУ, 2005. – 76 с.
14. Кирилюк Ю.Е., Якимчук Г.К. Допуски и посадки: Справочник.-3-
е изд., перераб. и доп.- К. Основа, 2005.-296 с.
15. Григурко І.О., Анастасенко С.М., Будуров В.Л. Проектування
технологічного оснащення (практикум) Навчальний посібник – Львів: «Новий
світ -2000» с. 220.
16. Боровик А.1. Проектування технологічного оснащення:
Навчальний посібник.-К, 1996.-488с.
17. Боровик А.І. Технологічна оснастка механоскладального
виробництва. - К.:Кондор 2008. -726 с.
18. Якимов О.В., Марчук В.І., Якимов О.О., Ларшин В.П. Технологія
машино- та приладобудування. Підручник: Луцьк, ЛДТУ – 2005.- 710 с.
19. Яковенко І.Е. Я Технологічна оснастка. Розрахунки.
Проєктування: навчальний посібник для студентів спеціальностей 131
«Прикладна механіка», 133 «Галузеве машинобудування» / І. Е. Яковенко, О. А.
Пермяков – Харків: НТУ «ХПІ», 2024. – 232с.
20. Гевко, Б. М. Технологічна оснастка. Контрольні пристрої [Текст] :
Навчальний посібник. / Б. М. Гевко, М. Г. Дичковський, А. В. Матвійчук. – К. :
ТОВ «Кондор» , 2009. — 220 с.
21. ДСТУ ГОСТ 7.1:2006. Бібліографічний запис, бібліографічний
опис. Загальні вимоги та правила складання»: методичні рекомендації з
впровадження/уклали: Галевич О.К., Штогрин І.М.– Львів, 2008 – 20с.
22. ДСТУ. 3008-95 – Документація. Звіти у сфері науки і техніки.
Структура і правила оформлення.
103