«Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте»»

Зайченко, Віталій Олександрович

Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9214

Назва:	«Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте»»
Автори:	Коваленко, Юрій Іванович Зайченко, Віталій Олександрович
Ключові слова:	Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі
Дата публікації:	2023
Короткий огляд (реферат):	На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте»» Виконавець: здобувач групи ПМ-91 Зайченко Віталій Олександрович Керівник: кандидат технічних наук, доцент Коваленко Юрій Іванович Кваліфікаційна робота бакалавра містить 69 сторінку формату А4, 12 рисунків, 20 таблиць, 35 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі виконано аналіз службового призначення деталі, здійснено вибір матеріалу для її виготовлення, визначено тип виробництва обґрунтовано вибір заготовки, розроблений технологічний процес виготовлення деталі «Колесо зубчасте», вибрано оснащення і методи контролю, виконано розрахунки, режимів різання та норм часу. Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі „Колесо зубчасте„ на зубофрезерному напівавтоматі 5А312, а також контрольний пристрій для вимірювання відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні. В розділі охорона праці розглянуто вимоги до охорони праці під час оброблення металів різанням.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу):	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9214
Розташовується у зібраннях:	131 Прикладна механіка (Комп`ютерне конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування)

Файли цього матеріалу:

Файл	Опис	Розмір	Формат
Зайченко.pdf Restricted Access		2 MB	Adobe PDF	Переглянути/Відкрити Запит копії

Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики

Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

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
«_____»_____________2023р.

Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи бакалавра

на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі
«Колесо зубчасте»»

Виконав: здобувач 4 курсу, групи ПМ-91
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Комп’ютерне конструювання
обладнання та розробка технологій
машинобудування»
Зайченко Віталій Олександрович
Керівник: к.т.н., доцент Коваленко Ю.І.
Рецензент: Походун А.Я., начальник
виробництва ДП ”СЕМПАЛ ”

Засвідчую, що у кваліфікаційній роботі
немає запозичень з праць інших
авторів без відповідних посилань.
Здобувач: __________________
підпис

Черкаси 2023 р.

Анотація
На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторсько-
технологічне забезпечення виготовлення деталі «Колесо зубчасте»»
Виконавець: здобувач групи ПМ-91 Зайченко Віталій Олександрович
Керівник: кандидат технічних наук, доцент Коваленко Юрій Іванович
Кваліфікаційна робота бакалавра містить 69 сторінку формату А4, 12
рисунків, 20 таблиць, 35літературних джерел.
В кваліфікаційній роботі виконано аналіз службового призначення деталі,
здійснено вибір матеріалу для її виготовлення, визначено тип виробництва
обґрунтовано вибір заготовки, розроблений технологічний процес
виготовлення деталі «Колесо зубчасте», вибрано оснащення і методи контролю,
виконано розрахунки, режимів різання та норм часу.
Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі
„Колесо зубчасте„ на зубофрезерному напівавтоматі 5А312, а також
контрольний пристрій для вимірювання відхилення від перпендикулярності
торцевої поверхні.
В розділі охорона праці розглянуто вимоги до охорони праці під час
оброблення металів різанням.
Abstract
For the bachelor's qualification work on the topic: "Design and technological
support for the manufacture of the part "Gear wheel""
Performer: winner of the PM-91 group Vitaly Oleksandrovych Zaichenko
Supervisor: candidate of technical sciences, associate professor Yury Ivanovich
Kovalenko
The bachelor's thesis contains 69 pages of A4 format, 12 figures, 20 tables, and
35 literary sources.
In the qualification work, an analysis of the service purpose of the part was
performed, the material for its manufacture was selected, the type of production was
determined, the selection of the workpiece was justified, the technological process of
manufacturing the "Gear wheel" part was developed, equipment and control methods
were selected, calculations, cutting modes and time standards were performed.
Designed: a special machine tool for processing the part "Gear wheel" on the
5A312 semi-automatic gear milling machine, as well as a control device for
measuring the deviation from the perpendicularity of the end surface.
In the occupational safety section, the requirements for occupational safety
during metal cutting are considered.
3

ЗМІСТ
Вступ……………………………………………………………………………….4
1. Інженерні розрахунки заданої деталі
1.1 Аналіз службового призначення деталі, вибір матеріалу ………….6
1.2 Визначення типу виробництва………………………………………10
1.3 Аналіз технологічності конструкції деталі…………………………….14
1.4 Попередній вибір заготовки та методу її одержання………………….16
2 Технологічний розділ
2.1 Виявлення і аналіз розмірних зв’язків поверхонь деталей та
формулювання основних технологічних рішень…………………………..20
2.2 Вибір методів і кількості ступенів обробки
поверхонь………………………………………………………………………27
2.3 Розробка маршруту обробки деталі ………………………………….30
2.4 Вибір обладнання, технологічного оснащення ………………………34
2.5 Встановлення режимів різання …………………………….………...37
2.6 Нормування операцій……………………………………………….......40
3. Конструкторський розділ
3.1 Проектування верстатного пристрою……………………………………44
3.2 Проектування спеціального контрольно-вимірювального пристрою…52
4. Охорона праці
4.1. Вимоги до охорони праці під час оброблення металів різанням……. 56
4.2. Вимоги до охорони праці під час згинання, волочіння, пресування
металів…………………………………………………………………………59
4.3. Вимоги до охорони праці під час холодного штампування металів…63
4.4 Вимоги до охорони праці під час шліфування металів………………..60
Висновки………………………………………………………………………….62
Список використаних джерел…………………………………………………..66
4

ВСТУП

Стратегія швидкого соціально-економічного розвитку країни передбачає
всебічну інтенсифікацію виробництва на основі науково-технічного прогресу.
Одним з найефективніших шляхів вирішення проблеми інтенсифікації
виробництва, підвищення продуктивності праці та прискорення соціально-
економічного розвитку, є всебічне підвищення якості продукції.
Питання якості продукції і продуктивності праці нерозривно позв'язані
між собою, і на практиці їх необхідно вирішувати одночасно при вирішенні
конкретних завдань вдосконалення технології, обладнання, інструменту,
механізації та автоматизації.
Обробка заготовки на верстатах з ЧПК забезпечує високий ступінь
автоматизації і широкий діапазон універсальності обробки, а також вимагає
менше часу на переналагодження верстатів при переході з однієї операції на
іншу.
Використання верстатів з ЧПК усуває значну частину браку, яка виникає
в результаті використання не кваліфікованої робочої сили і підвищує точність
обробки.
Ефективність машинобудування повинна збільшуватись за рахунок
використання верстатів з ЧПК, робото технічних комплексів, роботів та
маніпуляторів. Ефективна робота вище зазначеного обладнання не можлива без
створення досконалого інструменту та спеціального технологічного оснащення.
Розроблюване верстатне пристосування повинне бути оснащене
швидкодіючими затискними пристроями, які надійно затискають заготовку, не
деформуючи ї.
Вданій кваліфікаційній роботі необхідно забезпечити конструкторсько-
технологічне виготовлення деталі «Корпус оптичного приладу»». Мета роботи-
застосувати теоретичні знання, отримані при вивченні спеціальних дисциплін,
для вирішення практичних виробничих завдань, а саме: розробити якісний
технологічних процесів з виготовлення деталей.
5

1. ІНЖЕНЕРНІ РОЗРАХУНКИ ЗАДАНОЇ ДЕТАЛІ

1.1. Аналіз службового призначення деталі, вибір матеріалу

Дана деталь «Зубчасте колесо» є базовою деталлю вузла, що виходить в
структуру виробу « Коробка швидкостей».
Зубчасте колесо є основною деталлю зубчастої передачі і представляє
собою тіло обертання з зубами, які розташовано на циліндричній ступінчастій
поверхні, що входять в зачеплення із зубами іншого зубчастого елементу та
шліцьовим отвором. Зубчасте колесо встановлюється на валу опорними
поверхнями – шліцьовим отвором і торцем, та призначене для передачі
крутного моменту за допомогою бокових поверхонь зубів або отримання руху
від інших зубчастих елементів.
Основною базовою поверхнею є поверхня Ø28Н7, шліцьовий паз 7D8, за
допомогою яких здійснюється орієнтування деталі у виробі.
Виконавча поверхня – бокові поверхні зубів z= 44, m= 2,5мм.
Допоміжна база – поверхня торця Ø60/ Ø115мм.
Зубчасте колесо хоча є не складним по конфігурації, але в той же час є
відповідальне елементом добре служать своєму призначенню. Зубчасте колесо
забезпечує правильні кінематичні зв’язки та працездатність механізмів у вузлі.
Тому деталь виготовляють з необхідною точністю, та необхідною жорсткість і
вібростійкість, що гарантує необхідне взаємне розташування деталей у вузлах
з'єднання, правильне функціонування механізму і відсутність вібрацій..
Конструктивні характеристики, матеріали і параметри точності деталі
визначаються виходячи з її призначення, експлуатаційних вимог і умов роботи
механізму. При цьому враховуються також технічні фактори, пов'язані з
можливістю отримання необхідної форми заготовки і оброблюваністю.
Зубчасте колесо експлуатується в нормальних умовах.
Вибір матеріалу деталі і метод термообробки визначається рівнем
необхідної конструкційної міцності, технологічністю, механічної, термічної і
6

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 "Колесо зубчасте" працює з непостійним ударним знакозмінним
навантаженням, і повинна забезпечити жорсткість всього механізму, тому для
виготовлення даної деталі потрібний міцний матеріал.
Для виготовлення даної деталі приймаємо Сталь 40Х ДСТУ 7806:2015.
Дана сталь використовується для виготовлення вісей, валів, валів-шестірні,
плунжерів, штоків, колінчастих та кулачкових валів, шпинделів, оправок,
рейок, зубчастих вінців, болтів, втулок та інших деталі підвищеної міцності, що
покращуються. [2]. Як матеріал - замінник для деталі приймаємо Сталь 40ХНХ
ДСТУ 7806:2015. Механічні властивості матеріалу деталі та матеріалу
замінника наведені в табл.1.1. Хімічний склад матеріалу деталі та матеріалу
замінника наведені в табл.1.2.
Таблиця 1.1.- Механічні властивості матеріалу деталі та матеріалу замінника[2].
Ударна
Твердість Межа Межа Відносне Відносне
Марка в’язкість
НВ, короткочасної текучості подовження звуження
сталі KCU,
кгс/мм2 міцності σв, МПа σт, МПа δ,% ψ , %
кДж/м2
Сталь 40Х 207 700 980 10 45 590
Сталь 40ХН 229 785 980 11 45 690
Таблиця 1.2 - Хімічний склад матеріалу деталі та матеріалу замінника, % [2].
Марка сталі С Sі Сr Мn Ni S Сu Р
Сталь40Х 0,4 0.17 - 0.37 0.45 - 0,75 0.5 - 0.8 1-1,4 до 0.035 до 0.3 до 0.035
Сталь40ХН 0,4 0.17 - 0.37 0.45 - 0,75 0.5 - 0.8 1-1,4 до 0.035 до 0.3 до 0.035
Таблиця 1.3 - Фізичні властивості матеріалу деталі та матеріалу замінника[2].
Модуль Коефіцієнт Питома
Теплоємкість Щільність Питомий
Марка пружності, лінійного теплоємкість
матеріалу, λ, матеріалу, електроопір
сталі Е 10-5, розширення, 3 матеріалу, С
6 Вт/(м·град) ρ, кг/м R 109 Ом·м
МПа 10 , 1/Град Дж/(кг·град)
Сталь40Х 2.11 11,9 46 7800 466 -
Сталь40ХН 2.0 11,8 44 7800 496 -

7

Зварюваність сталей значно краща ніж сірого чавуну, так як при
звичайних режимах зварювання виникає перехідна зона, що визначається
високою крихкістю, що може призвести до утворення тріщин. Для важко
зварювальних Сталей 40Х і 40ХН для виготовлення якісних зварних з’єднань,
потрібні допоміжні операції: підігрів до 200 - 300° С при зварюванні,
термообробка після зварювання - відпал[2].
Деталі, що виготовляються з легованої сталі мають добру оброблюваність
різанням. Технологічні та експлуатаційні властивості дозволяють
використовувати ці сталі для виготовлення деталей, що потребують високої
міцності при середній в’язкості [2].
Для забезпечення необхідних властивостей в процесі виготовлення деталь
«зубчасте колесо» піддається термічній обробці, яка необхідна для надання
деталі максимальної міцності та мінімальної пластичності.
Для забезпечення сталої точності геометричних розмірів і запобіганню
тріщин, у штамповки необхідно зняти внутрішні напруження. Виходячи з умов
роботи деталі, про які було сказано вище, призначаємо термічну обробку -
нормалізацію. Це підвищує міцність і покращує обробку різанням, знімаються
внутрішні напруження, стабілізується, вирівнюється і змільчується структура
штамповки. [2].
Аналіз кресленика деталі «зубчасте колесо» та технічних вимог, які
висуваються до деталі вимагає необхідність введення термічної обробки, після
штамповки. Найбільшої точності обробки вимагають поверхня Ø50h11, отвір
Ø28Н7 шліцьового паза, і самі шліцьові пази 7D8. Проведемо аналіз вимог, які
ставляться до даної деталі у відповідності службовому призначенню деталі:
точність форми і розміру поверхні 028Н7(+0.021) обумовлена характером
з'єднання її з шліцьовим валом (центрування по меншому діаметру), та умовами
роботи пари (рухома посадка);
точність форми і розміру поверхні Ø50h11 (-0.16) обумовлена
характером і ступенем точності зубчастого зачеплення;
8

точність розміру шліцьового паза 7D8(+0.062) обумовлена характером
+0.04
з'єднання її з шліцьовим валом (центрування по меншому діаметру) та умовами
роботи пари (рухома посадка);
термічна обробка (нормалізація) необхідна для поліпшення
оброблюваності різанням штампованих деталей, зняття внутрішніх напружень і
підвищення механічної міцності. Це забезпечує в процесі експлуатації деталі
стабільність розмірів, отриманих після механічної обробки [1].
взаємне розташування поверхонь деталі визначені: відхиленням від
перпендикулярності торцевої поверхні Ø28/Ø115 мм, відносно бази А, не
більше 0,012 мм. До торця Ø115, Ø50, Ø65 пред’являються вимоги по допуску
торцевого биття відносно бази А, не більше 0,02 мм. До циліндричної поверхні
Ø50 пред’являються вимоги по допуску радіального биття відносно бази А, не
більше 0,01 мм.
забезпечує потрібне відносне розташування деталей і вузлів, що
приєднуються і контактують з деталлю;
задана шорсткість (Rа = 1,25 мкм) отвору Ø28Н7 мм, відповідає вимогам
щодо його точності;
задана шорсткість (Rа = 2,5 мкм) шліцьових пазів 7D8 мм, відповідає
вимогам щодо їх точності;
задана шорсткість (Rа = 1,25 мкм) циліндричної поверхні Ø50h9, торців
Ø50, Ø115, Ø65 мм відповідає вимогам щодо їхньої точності;
задана шорсткість (Rа = 2,5 мкм) циліндричної поверхні Ø115h11, торця
Ø65/Ø115 мм відповідає вимогам щодо їхньої точності;
задана шорсткість (Rа = 0,63 мкм) зубів z=44, m= 2.5 мм відповідає
вимогам щодо їхньої точності (6 ступінь точності);
Інші поверхні деталі виконані з точністю, яка задовольняє вимогам
службового призначення вузла, Rа= 6,3 мкм (технологічно).
Конфігурація деталі „Колесо зубчасте,, задовольняє вимогам конструкції
виробу та вимогам технологічності з точки зору механічної обробки.

9

1.2. Визначення типу виробництва

Найважливіша характеристика виробничої структури дільниці
механічного цеху - його тип виробництва[4].

Рисунок 1.1 – 3D модель деталі «колесо зубчасте»

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[4]:
�� ·∑ ��
С = зап шт.к.
�� (1.2)
60·��д·��зн
10

де ��зап − програма запуску;
Тшт.к. − штучно-калькуляційний час по кожній операції базового ТП;
��д = 4060 - дійсний річний фонд часу, для двозмінної роботи металорізального
обладнання [4];
��зн = 0,8 - нормативний коефіцієнт завантаження обладнання [4].
При проектуванні виробничих процесів основою розрахунку є не річна
програма випуску виробів, а річна програма запуску їх у виробництво[4].:
�� ��
��зап = ��вит · �� · (1 + + ) (1.3)
100 100
де ��вит = 1600 шт - програма випуску виробів;
m = 1 - кількість деталей у виробі;
α = 5 % - коефіцієнт, що враховує відсоток неминучого браку;
β = 10 % - коефіцієнт, що враховує відсоток запасних частин, та
комплектуючих.
Відповідно річна програма запуску:
5 10
��зап = 1600 · 1 · (1 + + ) = 1840 шт/рік
100 100
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[4]:
С
��фз = �� (1.4)
��
Кількість операцій, необхідних для дозавантаження робочого місця
обчислюється за формулою[4]:
Оз = ��зн/��фз (1.5)
Загальна кількість операцій обчислюється за формулою[4]:
О = Р + Оз (1.6)
Отримані значення заносимо до таблиці 1.4, підраховуємо сумарні
значення О і Р і заносимо до таблиці 1.5, визначаємо КЗ.О та тип виробництва.
11

Таблиця 1.4 - Штучно-калькуляційний час по кожній операції базового ТП [5]
−3 Т
Т 10 , хв шт.к
№ о = ��Т · �� , хв
Назва операції, короткий зміст переходу О К
п ΣТ зна
Формула Розр φк
о ч
1 Токарно-гвинторізна
1. Підрізати торець заготовки як чисто. 0,037·D2 0,1
2. Точити поверхню Ø50k7, начисто в розмір 0,2dl 0,33
33 з підрізкою торця Ø50/Ø115, начисто, 0,052(D2 - d2) 0,6
кінцево.
3. Підрізати торець Ø118/Ø65, начисто, в 0,052(D2 - d2) 0,5
розмір 1кінцево.
4. Точити фаску 1x45°, одноразово, кінцево. 0,17dl 0,01
5. Точити канавки 4 і 3 начисто витримуючи 0,2dl 0,04
розміри: 30+0,084; Ø47d11, кінцево.
6. Свердлити отвір Ø26 начорно, на прохід , 0,52dl 0,03
під розточування одноразове.
7. Розточити отвір до Ø27,19, одноразово, на 0,18dl 0,77
прохід, під протягування чистове.
8. Підрізати торець Ø50/Ø27,19, начисто, на 0,052(D2 - d2) 0,29 4,1 8,8
2,14
прохід, кінцево 5 8
9. Розточити фаску 3,25x18°, одноразово, 0,18dl 0,09
витримуючи розмір Ø38, кінцево.
10 Точити фаску 1x45°, одноразово, кінцево. 0,17dl 0,04
Перевстановити заготовку:
11. Підрізати торець Ø118/Ø27,19, начисто, в 0,052(D2 - d2) 0,01
розмір 52, кінцево.
12. Обточити поверхню до Ø115h11, начисто, 0,2dl 0,68
в розмір 18, на прохід, кінцево.
13. Розточити виточку Ø60/Ø27,19, 0,052(D2 - d2) 0,42
одноразово, витримуючи розмір 2, кінцево.
14. Розточити фаску 3,25x18°, одноразово, 0,18dl 0,15
витримуючи розмір Ø38, кінцево.
15. Точити фаску 2,5x45°, одноразово, 0,17dl 0,04
кінцево.
2 Горизонтально-протяжна
1. Протягнути шліцьовий отвір 0,9 1,7
0,4l 0,98 1,73
d-6х28Н7х34B12х7D8 до Ø28, начисто, до 8 0
Ø34В12 і 7D8, на прохід, кінцево.
3 Зубофрезерна
3,6 6,0
1. Фрезерувати 44 зуба, m = 2,5, одноразово, 4,6lz 3,64 1,66
4 4
на прохід, під шліфування попереднє.
4 Шпонково-фрезерна
0,1
1. Фрезерувати шпонковий паз 8U8, 6l 0,1 0,1 1,84
9
витримуючи розміри: 16; 4,5, кінцево
5 Зубошліфувальна
1.Шліфувати 44 зуба, m = 2,5, попередньо, на 2,6lz 2,06
4,2 8,9
прохід, під чистове шліфування. 2,10
8 9
2.Шліфувати 44 зуба, m = 2,5, начисто, на 2,8lz 2,22
прохід, кінцево.
12

Таблиця 1.5 - Сумарні значення О і Р
Mарка
№п/п Тип верстату Тшт.к Ср Р ηфз
верстата
1 Токарно-гвинторізна 95ТС 8,88 0,079 1 0,079
2 Горизонтально-протяжна 7Б55 1,70 0,015 1 0,015
3 Зубофрезерна 5К310 6,04 0,053 1 0,053
4 Шпонково-фрезерна 692А 0,19 0,002 1 0,002
5 Зубошліфувальна 5Б833 8,99 0,08 1 0,08
Всього: 25,8 5
Коефіцієнт закріплення операцій буде дорівнювати: КЗ.О. = 41
Цьому значенню коефіцієнта згідно [3]відповідає одиничний тип
виробництва (40 < К3 0).
Одиничний тип виробництва – це широка номенклатура і великий об’єм
випуску однакових виробів. Обладнання має бути універсальне, оснастка
універсальна, кваліфікація працівників висока, собівартість висока. Робочі
місця не мають закріплених за ними операцій і загружаються без визначеної
черги по мірі того, що можна виготовляти на даному обладнанні [4].
Визначаємо форму організації технологічного процесу порівняння
середнього штучного часу для основних операцій з розрахунковим тактом
випуску.
Даному виду виробництва по ДСТУ 2960-94відповідає групова форма
організації робіт, запуск виробу проводиться партіями з визначеною
періодичністю. Оскільки згідно [4]:
Т
�� шт.сер 5,16
�� = ⁄Т = = 0,04 < 0,6 (1.7)
В 105,91
де Тв - такт випуску:
Тв = 60 · Fq · Kз/Nзап = 60 · 4060 · 0,8/1840 = 105,91 (1.8)
де Тшт.сер= 25,8 - середній штучно-калькуляційний час.
Величина операційної партії заготовок обчислюється за формулою:
�� ·а 1840·6
�� = зап = = 43,46 (1.9)
�� 254
де а = 6 днів - періодичність запуску-випуску партії деталей;
Р = 254 - кількість робочих днів на рік.
1.3. Аналіз технологічності конструкції деталі
13

Трудомісткість виготовлення деталей обертання суттєво залежить від
технологічності їх конструкцій тобто правильного вибору матеріалу деталі,
простановки розмірів, форми поверхонь і їх розташування з заданою точністю,
якістю поверхонь[4].
Обробку деталі можливо вести універсальним обладнанням, а також на
багатоцільових верстатах, і верстатах з ЧПК. Виготовлення заготовки є
простим, елементи конструкції вибрані правильно.
Технологічний аналіз креслення показав, що креслення містить усі
необхідні дані, які дають повне уявлення про деталь. Розміри проставлені
зручно, що дозволяє їх витримати від технологічних баз.
Визначаємо деякі кількісні показники технологічності.
Коефіцієнт точності обчислюється, за формулою[6] :
Кт = ІТб.с./ІТд.с. (1.10)
де ІТб.с., ІТд.с. - базовий та досягнутий середній квалітет точності групи
порівнюваних поверхонь деталі.
Досягнутий середній квалітет точності обчислюється за формулою[6] :
ІТд.с =(ΣТini)/Σni (1.11)
де Ті - квалітет точності;
nі - число розмірів відповідного квалітету точності. Значення Ті та nі беремо з
таблиці 1.7.
Таблиця 1.6 - Квалітети точності поверхонь
Ті 14 12 11 10 8 7 6
nі 7 2 2 3 2 14 88
За формулами (1.11), (1.12) отримуємо значення:
ІТд.с = (14·7 + 12·2 + 11·2 + 10·3 + 8·2 + 7·14 + 6·88)/ 118= 11,15
Кт= 10,15/ 11,15= 0,91
Коефіцієнт шорсткості обчислюється, за формулою[6] :
Кш = Шд.с./Шб.с. (1.12)
14

де Шд.с., Шб.с.- базовий та досягнутий середній клас шорсткості групи
порівнюваних оброблюваних поверхонь (Шб.с. = 4,62).
Середня шорсткість поверхонь, обчислюється за формулою:
Шд.с. = (ΣШini)/Σni (1.13)
де Ші- клас шорсткості поверхні;
nі- число поверхонь відповідного класу шорсткості. Значення nі, Ші беремо з
таблиці 1.8.
Таблиця 1.7 - Шорсткість поверхонь
Ші мкм 6,3 3,2 2,5 1,25 0,63
nі 8 2 3 17 88

За формулами (1.13), (1.14) отримуємо значення:
Шд.с= (6,3·8 + 3,2·2 + 2,5·3 + 1,25·17 + 0,63·88)/ 118 = 4,62
Кш = 4,16/ 4,62 = 0,90

15

1.4. Попередній вибір заготовки та методу її одержання

Метод отримання заготовки визначається службовим призначенням,
конструкцією деталі; матеріалом, технічними умовами і економічністю
виготовлення [4]. Для більш точного вибору способу виготовлення заготовки
використовуємо матрицю впливу факторів табл. 1.8.

Таблиця 1.8 - Матриця впливу факторів [1]
Фактори
Спосіб
виготовлення Форма та Точність та якість Технологічні Річна Виробничі
заготовки розміри поверхневого властивості програм можливості Сума
заготовки шару матеріалу а підприємства
Штампування
+ + + - + 4
об’ємне
Штампування
+ + + - + 4
на молотах
Прокат + - + + - 3

Виходячи з конструкції деталі та технологічних властивостей матеріалу
Сталь 40Х, отримати заготовку можливо такими методами: штампуванням
об’ємним, штампування на молотах і прокат.
Проведемо аналіз з визначення оптимального варіанту отримання
заготовки[4]:
 штампування об’ємне і штампування на молотах мають невеликі
припуски на механічну обробку;
 прокат для даної заготовки має велику масу і габарити, тому
недоцільний.
Для порівняння використовується два варіанти отримання заготовки:
штампування об’ємне і штампування на молотах.
Порівняльна характеристика способів отримання заготовок наведена в
таблиці 1.9.

16

Таблиця 1.9 - Порівняльна характеристика методів отримання заготовки [1]
Спосіб Тип Маса Припуски Точність Шорсткість
отримання виробництв Матеріал поковок, на сторону, поковки, поковки, КВМ
заготовки . кг мм ІТ Rz, мкм
Сталь,
Штампування О,С, рідше 0,75-
кольорові 0,1- 2 000 0,75-4,25 15-17 320 - 40
на молотах М 0,80
метали
Сталь,
Штампування 0,80-
О,С,М кольорові 0,5 - 100 1,5-3,25 13 - 17 160-20
об’ємне 0,85
метали

Вибір певного виду заготовки може бути вирішено тільки після
розрахунку технологічної собівартості деталі по варіантах, що порівнюються.
Вартість заготовки штампуванням на молотах[1]:
Sзаг = (((Сз/1000)·Q·Кт·Кс·Кв·Км·Кп) – (Q-q) · Sвідх/1000),грн (1.14)
де Сз= 54800 грн - базова вартість 1 т заготовок, 2-й ступінь складності, група
серійності 7 [4];
Q= 2,64 кг - маса заготовки; q = 1,62 кг - маса готової деталі;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коефіцієнти, що залежать від класу точності, групи
складності, маси, матеріалу та об'єму виготовлення заготовок:
Км = 1,0 [17,с.34], Кс = 1,0 [4], Кв = 1,33 [4];
Кт- коефіцієнт, який враховує доплати за точність, якщо вона відрізняється від
базової за яку прийнятий нормальний клас точності. Визначаємо Кт приймаючи
класи точності штамповок: при штампуванні на молотах 5-й; при
штампуванні об’ємному 4-й.
Тоді доплати за точність становлять відповідно 40 % та 70 % - Кт1=1,05;
Кт2=1,1 [4]; Кп- коефіцієнт, що враховує доплати за серійність, який залежить
від групи серійності, яку для кількості штамповок 3680, приймаємо тоді: Кп1=
1,0; К =
п2 1,0 [4]; Sвідх = 10000 грн - ціна 1 т відходів.
54800 10000
Sзаг = ( · 2,64 · 1,05 · 1,0 · 1,33 · 1,0 · 1,0) − (2,64 − 1,62) · = 87,75грн
1000 1000
Вартість заготовки при штампуванні об’ємному:
17

де Сз= 54800 грн - базова вартість 1 т заготовок, 2-й ступінь складності, група
серійності 7 ;
Q= 2,64 кг - маса заготовки; q = 1,62 кг - маса готової деталі;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коефіцієнти, що залежать від класу точності, групи
складності, маси, матеріалу та об'єму виготовлення заготовок:
Км = 1,0 [4], Кс = 1,0 [4], Кв = 1,33 [4]; Кт2=1,15 [4], Кп2= 1,0 [4].
SВідх = 10000 грн - ціна 1 т відходів.
54800 10000
Sзаг = ( · 2,59 · 1,15 · 1,0 · 1,33 · 1,0 · 1,0) − (2,59 − 1,62) · = 90,87 грн
1000 1000
Ефективність способів отримання заготовки оцінюємо за технологічною
собівартістю, яку укрупнено розраховуємо за формулою[7]:
Сд= (Цв·Мз)/1000+(Цс/1000) · (Мз-Мд) (1.15)
де Цв - ціна поковки, М3 - маса заготовки, Мд - маса деталі;
Цс - ціна затрат на механічну обробку, приймаємо Цс1= 10000 грн/т , Цс2= 80000
грн/т.
Собівартість деталей за формулою (1.15):
Сд1= (87,75 ·2,64)/1000+(100000/1000)·( 2,64-1,62)= 102,23грн,
Сд2= (90,87·2,59)/1000+(80000/1000)·( 2,59-1,62)= 97,23 грн

Таблиця 1.10 - Розрахунок собівартості виготовлення деталі
Варіанти І варіант II варіант
Штампування на Штампування
Спосіб отримання заготовки
молотах об’ємне
Маса заготовки, кг 2,64 2,59
Коефіцієнт використання
0,80 0,85
матеріалу
Вартість заготовки, грн./т 87,75 90,87
Собівартість деталі, грн. 102,23 97,23

Порівнюючи собівартість технологічну виготовлення заготовки двома
методами, перевагу необхідно віддати методу – об’ємного штампування.
Порівнюємо два варіанти отримання заготовок по річній економії металу:
18

Ем = (Мз1 - Мз2)-N= (2,64 – 2,59) ·1840= 92 кг (1.16)
де Мз1 і Мз2 - маса заготовки по першому (більш металомісткому) і
другому варіанту відповідно;
N - річний випуск (річна програма);
Штампування об’ємне, забезпечує найкращу технологічність та
мінімальну собівартість виготовлення заготовки, і тому є оптимальним.

19

2. Технологічний розділ

2.1. Виявлення і аналіз розмірних зв’язків поверхонь деталей та
формулювання основних технологічних рішень

Виходячи із службового призначення колеса зубчастого, повинно бути
забезпечено перпендикулярність торцевої поверхні Ø60/Ø115 мм, відносно бази
А, не більше 0,012 мм, циліндричність поверхні Ø28Н7 не більше 0,01 мм,
радіальне і торцеве биття зубчастого вінця відносно бази А, не більше 0,025 мм.
Тобто це є основні параметри. До основних параметрів також належать:
точність форми, розмір, шорсткість поверхонь Ø28Н7, 7D8, Ø115h11, 18, 52, а
також зубчаста зовнішня поверхня z= 44, m= 2,5 мм.
Колесо зубчасте 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 Ø28Н7;
2. Забезпечити точність форми і розміру Ø 115 h11 ;
3. Забезпечити точність розміру 7D8;
4. Забезпечити точність розміру 18;
5. Забезпечити точність розміру 52;
6. Забезпечити точність розміру 34В12;
7. Забезпечити відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні
Ø60/Ø115 мм, відносно бази А, не більше 0,012 мм;
8. Забезпечити відхилення від циліндричності поверхні Ø28Н7 не більше
0,01 мм;
20

9. Забезпечити радіальне і торцеве биття зубчастого вінця, відносно бази
А, не більше 0,025 мм;
10. Забезпечити шорсткість поверхонь: Rа0,63; Rа 1,25; Rа 3,2; Rа 6,3.
11. Забезпечити точність розташування оброблених поверхонь відносно
необроблених.
12. Забезпечити точність розмірів, потрібної якості та взаємного
розташування оброблених поверхонь.
13. Забезпечити рівномірність припусків.
14. Забезпечити точність взаємного розташування та розмірів
другорядних поверхонь, що обробляються: торцевих поверхонь; фасок;
канавок.
Визначення припусків на механічну обробку деталі проводимо
спрощеним, табличним методом.
Розрахункові припуски і допуски узгоджуємо з даними ГОСТ 7505-89.
Визначаємо припуски і дані заносимо в таблицю 2.1.
Таблиця 2.1 – Припуски і допуски на заготовку, мм[7]
№ поверхонь 2,8,5, 9,
1 16,3 3,13 15 17 10 18 4 7
12,11 14
Розмір Ø115 18 52 Ø50
Допуск 2,2 1,6 1,6 2,0
Основній припуск
1,7 1,5 1,5 1,3
на сторону
Припуск додатковий - - - -
Сумарний припуск 1,7 1,5 1,5 1,3

Позначення поверхонь наводимо на рисунку 2.1
21

Напуск
Напуск
Напуск
Напуск
Напуск
Напуск
Напуск

Рисунок 2.1 – Ескіз деталі з постановкою поверхонь

Згідно креслення деталі, методу одержання заготовки та згаданої схеми
приймаємо такі етапи обробки і приводимо їх у вигляді таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Укрупнена типова схема раціональної послідовності етапів
обробки заготовки[7]
Етап Назва Зміст етапів і вихідні параметри
ЕЗ Термічний І Термообробка для зняття внутрішнього напруження І і 11 роду.
Обробка поверхонь, які будуть використовуватись як
Е1 Попередній І
технологічні бази на наступних етапах.
Чорнова обробка виконавчих(головних) поверхонь, які не
Е2 Попередній 11 припускають наявності дефектів. Точність розмірів ІТ12...ІТ14,
форма і розташування 10-12 ступеня, Дг = 10...20 мкм, Яа = 2,5...5
Нмкампі.в чистова обробка головних поверхонь. Точність розмірів
Е4 Напівчистовий ІТ10...1Т12, форма і розташування 8 - 9 ступеня, Яг = 6,3... 10
мкм, Яа = 1,25... 2,5 мкм.
Е5 Термічний 11 Термообробка для поліпшення якості верхніх шарів матеріалу.
Правка баз і чистова обробка головних поверхонь. Точність
Е6 Чистовий розмірів ІТ8...ІТ9, форма і розташування 6 - 7 ступеня, Яг =
3,2...6,3 мкм, 11а = 0,63... 1,25 мкм.
Виконання другорядних операцій (зняття фасок, прорізування
Е7 Додатковий
канавок, свердління отворів).
Опорядження виконавчих і головних поверхонь. Точність
Е9 Викінчувальний розмірів ІТ5...ІТ7, форма і розташування 4 - 5 ступеня, Яг = 0,8...
1,6 мкм, Яа = 0,16...0,32 мкм.
Е10 Контрольний Остаточний контроль деталі

22

Для зручності користування принциповою схемою обробки при розробці
маршруту обробки деталі (МОД), зведемо цю схему до виду - таблиця 2.3, для
цього пронумеруємо всі оброблювані поверхні деталі (див. рисунок 2.1).
Таблиця 2.3 - Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь
деталі «колесо зубчасте» [8]
Номер поверхні Етапи

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
17
16
Заготівельний
15
14
13 Е2

12 Чорновий

11
Е4
10
Напівчистовий
9
8
Е6
7
Чистовий
6

Як видно з таблиці 2.3, передусім обробляють технологічні бази, потім
інші поверхні в порядку сходження від початкової точності поверхонь
заготовки до тієї, що вимагається кресленням деталі. Найбільш високі квалітети
точності мають виконавчі поверхні, за допомогою яких деталь виконує своє
службове призначення. Таким чином, побудова МОД підпорядкована одному з
головних принципів - забезпечення деталлю свого службового призначення.
Розробка теоретичних схем базування та схем встановлення
заготовки.
На першому етапі згідно таблиці 2.3 треба обробити поверхні 1 - 18, і в
першу чергу поверхні під чистові технологічні бази у якості яких бажано
використати поверхні 15,3,13 (зовнішня циліндрична і торці).
Теоретична схема базування для обробки поверхонь 13,15,17,16,1,3
23

1. Задача - обробити поверхні 13,15,17,16,1,3 з перевстановленням
заготовки. Витримуючи розміри: Ø115h11, 18, 52, Ø50Н7 Ra= 2,5 мкм, Ra= 1,25
мкм, Ra= 3,2 мкм.
Забезпечити: відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні Ø60/
Ø115 мм, відносно бази А, не більше 0,012 мм.
2. В комплект баз достатньо мати три поверхні (повна схема базування),
цими поверхнями повинні бути не оброблена циліндрична поверхня 1 і торець
3, після перевстановлення заготовки цими поверхнями повинні бути оброблена
циліндрична поверхня 15 і торець 13 (за принципом суміщення баз).
3. Ці бази повинні бути установчими - установча база (торець) позбавляє
заготовку трьох ступенів вільності, направляюча база (зовнішня циліндрична)
позбавляє заготовку двох ступенів вільності. Відповідно ця схема базування
реалізується за принципом суміщення і забезпечує виконання технологічної
задачі.
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки у
патрон токарний, наведено на рисунку 2.2. За цією схемою за одне
встановлення можна також обробити поверхні 7,8,11,12,14,2,4,5.

Рисунок 2.2 - Теоретична схема базування №1

Теоретична схема базування для обробки поверхні 17,18
1. Задача - обробити шліцьовий отвір (поверхні 17,18), витримуючи
розміри: d-6х28Н7х34B12x7D8, Rа= 1,25 мкм.
24

2. Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинен бути торець 3, і циліндрична поверхня 1 (див. рис. 2.1).
3. Ця база поверхня 3 повинна бути установчою - позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності, циліндрична поверхня 1 повинна бути напрямною
базою позбавляє заготовку двох ступенів вільності, і за рахунок затиску
заготовки (прихована база) - 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
патрон (опорна плита при верстаті) наведено на рисунку 2.3.

Рисунок 2.3 - Теоретична схема базування №2

Теоретична схема базування для обробки поверхонь 6
1. Задача - обробити поверхні 6 (зуби z= 44, m= 2,5 мм).
2. Комплект баз має гри поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинна бути торцева поверхня 3 і циліндрична внутрішня 17 (див.
рис. 2.1) (за принципом суміщення баз)
3. Ця база поверхня 3 повинна бути установчою - позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності, циліндрична поверхня 17 повинна бути напрямною
базою - позбавляє заготовку двох ступенів вільності, і за рахунок затиску
заготовки (прихована база) - одного ступеня вільності. Відповідно ця схема
25

базування реалізується за принципом суміщення і забезпечує виконання
технологічної задачі.
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки на
оправку, показана на рисунку 2.4.

Рисунок 2.4 - Теоретична схема базування №3

Теоретична схема базування для обробки поверхонь 10
1.Задача - обробити поверхні 10. Забезпечити: паралельність и соосність
шпонкового паза відносно бази Б
2.Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинна бути торцева поверхня 3 і циліндрична внутрішня 17 і
поверхня паза 18 (див. рис. 2.1) (за принципом суміщення баз).
3.Ця база поверхня 3 повинна бути установчою - позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності, циліндрична поверхня 17 повинна бути напрямною
базою - позбавляє заготовку двох ступенів вільності, бокова поверхня
шліцьового паза (упорна база) - одного ступеня вільності.
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки на
оправку шліцьову показаний на рисунку 2.5.

Рисунок 2.5 - Теоретична схема базування №4
Теоретична схема базування для обробки поверхонь 6
26

1. Задача - обробити поверхні 6. Забезпечити: ступінь точності зубчастого
вінця 6-Х, Rа = 0,63 мкм.
2. Комплект баз має три поверхні (повна схема базування), цією
поверхнею повинна бути торцева поверхня 3 і циліндрична внутрішня 17 і
поверхня паза 18 (див. рис. 2.1) (за принципом суміщення баз).
3. Ця база поверхня 3 повинна бути установчою - позбавляє заготовку
трьох ступенів вільності, циліндрична поверхня 17 повинна бути напрямною
базою - позбавляє заготовку двох ступенів вільності, бокова поверхня
шліцьового паза (упорна база) - одного ступеня вільності.
Ескіз теоретичної схеми базування (ТСБ), при встановленні заготовки на
оправку шліцьову показаний на рисунку 2.6.

Рисунок 2.6 - Теоретична схема базування №5

27

2.2 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь

Необхідна точність поверхні може бути забезпечена сполученням різних
варіантів обробки. Переважаючим варіантом буде той, який містить меншу
кількість переходів обробки даної поверхні. Одним із шляхів визначення числа
ступенів обробки є метод оснований на основі розрахунків уточнення[9].
Т
�� = з (2.1)
Тд
де �� - загальне уточнення;
Тз,Тд - допуски параметра, що розглядається відповідно до заготовки та деталі
[9].
При розділенні загального уточнення �� на співмножники (ступені) слід
керуватися такими рекомендаціями:
- напівчистова обробка (ІТ12 – ІТ9) �� < 6;
- чистова обробка (ІТ9 – ІТ7) �� = 3 - 4 ;
Розрахунок уточнення для операції обробки поверхні Ø28Н7(+0,021):
0,520 ����24.8
�� = = 24,8, �� = = 3 (2.2)
0,021 0.46
де n - число ступенів обробки.
Т Т 520
Розточування одноразове: �� = з
1 , Т1 = з = = 100 мкм
Т1 1 5,2
Т Т 100
Протягування чистове: ��2 = 1 , Т2 = 1 = = 32 мкм
Т2 2 4
Уточнення всього процесу: �� = ��1 ∙ ��2 = 5,2 ∙ 3,2 = 24,8
Умова виконується, таким чином, прийнятий комплекс методів
забезпечить необхідну точність обробки поверхні Ø28Н7(+0,021). Методи обробки
поверхонь призначаємо згідно таблиць економічної точності обробки на
металорізальних верстатах [9].
Вибрані значення формуємо у вигляді таблиці 2.4.

28

Таблиця 2.4 - Визначення методів обробки поверхонь (МОП)
№ Вид, розмір Кваліте Параметр Кількі Варіанти методів обробки
пове поверхні т шорсткос сть поверхонь
рхні точност ті, мкм перехо 1 2
і дів
13,1 Торцева 7 Rа=1,25 2 Точіння Точіння
6,3 одноразове попереднє
7 Торцева 9 Rа =2,5 2 ФШрелзіферуувваанннняя ТочіТнончя ічнинсят ове
одчнооррнаозвоев е попереднє
11,8 Конічна 12 Rа =6,3 1 ФреТзоечріунвнаян ня ТочіТнончя ічнинсят ове
,2 зовнішня ноадпнівочриаезтооввее одноразове
5,12 Конічна 12 Rа =6,3 1 Розточування Розточування
внутрішня одноразове одноразове
18 Шліцева 12 Rа =2,5 1 Протягування Протягування
внутрішня одноразове одноразове
4 Виточка 12 Rа =6,3 1 Розточування Розточування
15 Циліндрична 7 Rа =1,25 2 одТноочріанзнояв е одТноочріанзнояв е
зовнішня одноразове одноразове
1 Циліндрична 11 Rа =2,5 2 ОШблтіофчуувваанннняя ТоОчбінтончяу чвиаснтнояв е
зовнішня опдонпоерраездонвєе попереднє
17 Циліндрична 7 Rа =1,25 3 ШСвлеіфрдулвіанннняя ОСбвтеорчдулвіанннняя
внутрішня ооддннооррааззооввее одчниосртаозвоев е
Розвертання Протягування
попереднє одноразове
Розвертання Шліфування
чистове чистове
6 Зубчаста 6 Rа =0,63 3 Зубофрезеруван Зубофрезерування
зовнішня ня чорнове чорнове
Зубошліфуванн Зубошліфування
я попереднє попереднє
Зубошліфуванн Зубошліфування
я чистове чистове
10 Шпонкова 11 Rа =3,2 1 Фрезерування Фрезерування
одноразове одноразове
9,14 Канавка 11 Rа =6,3 1 Точіння Точіння
одноразове одноразове
Позначення поверхонь деталі (рис. 2.1). Дані таблиці 2.4 використовуємо
як базу даних при розробці маршруту обробки деталі (МОД).
29

2.3. Розробка маршруту обробки деталі

Згідно з кресленням деталі, принциповою схемою маршруту обробки
(табл. 2.4) та наміченими схемами базування і маршрутами обробки поверхонь
(див. табл. 2.3) об’єднуємо поверхні в комплекси.
В перший комплекс повинні увійти поверхні, що представляють комплект
технологічних баз. Раніше було визначено, що такими поверхнями є поверхні
13,3 (торці деталі) і поверхня 1, 15 (зовнішня циліндрична). Однак вони
належать до різних класів і характеризуються абсолютно неоднорідними
комплектами параметрів. Тому розділимо ці поверхні на два комплекси.
Перший комплекс подаємо поверхнями 13,3,16,7 - ці поверхні мають
абсолютно однорідні комплекти параметрів і можуть бути оброблені за один
установ.
Другий комплекс - подаємо поверхнею 1,15.
Третій комплекс подаємо поверхнями 8,9,11,17,12,14,4,5,2,1- ці поверхні
мають умовно однорідні комплекти параметрів і можуть бути оброблені за один
установ.
До четвертого комплексу включаємо поверхні зубів 6.
До п'ятого комплексу включаємо поверхні шліцьових пазів і отвору 18,17.
До шостого комплексу включаємо поверхню шпонкового пазу 10.
З додаткових операцій призначаємо миття і контроль.
Результати розробки МОД заносимо в таблицю 2.5 для подальшого
аналізу й оцінки
При формуванні структури операцій треба розв'язати такі питання:
уточнити зміст операцій (намічений при розробці маршруту);
визначити послідовність і зміст переходів.
При формуванні раціональної структури операцій за основу беремо
варіант МОД (див. табл. 2.5).
Оцінюємо можливі варіанти побудови операцій по продуктивності і
собівартості, керуючись техніко-економічними принципами проектування:
30

максимальна економія часу і потрібна продуктивність.
Окрему технологічну операцію проектуємо на основі: прийнятого
технологічного маршруту, схеми базування і закріплення заготовки на операції,
даних про точність і шорсткість поверхонь до і після обробки на даній операції,
припусків на обробку, розміру партії деталей. При уточненні змісту операції
остаточно встановлюємо, які поверхні деталі будуть оброблені на даній
операції.
Таблиця 2.5 - Варіант МОД обробки деталі
№ і назва Схема
базування Тип обладнання Переходи
операції
Підрізати торець13
Точити поверхню 15 з Підрізкою
торець 16
Підрізати торець7 проточить канавки
9,14
Свердлити отвір 17
Токарно-
Токарний верстат Розточить отвір 17
гвинторізна ТСБ №1 Підрізати торець 13
95ТС
Розточить фаску 12
Обточить фаску 11
Перевстановити заготовку
Підрізати торець 3
Точити поверхню 1
Розточить виточку 4
Розточить фаску 5
Обточить фаску 2
Горизонтально Горизонтально-
- протяжний
ТСБ №2 Протягнути шліцьовий отвір 17,18
протяжна напівавтомат
7Б55
Зубофрезерна Зубофрезерний
ТСБ №3 Фрезерувати 44 зуба 6
напівавтомат
Шпонково- Шп5оКн3к1о0в о-
фрезерна ТСБ №4 фрезерний верстат Фрезерувати шпоночний паз 10
692А
Зубошліфувал зубошліфувальний
ьна ТСБ №5 Шліфувати 44 зуба 6
напівавтомат Шліфувати 44 зуба 6

5В833
миття - Мийна машина Мити деталі у мийній машині
Універсальний Перевірити деталь на відповідність
контроль -
інструмент кресленню та технологічним
вимогам
31

За кількістю заготовок, які встановлюють, в даному технологічному
процесі використовується одномісна схема. За кількістю використаних
інструментів також одноінструментна схема.
Отже в даному технологічному процесі (для універсальних верстатів)
враховуючи дрібносерійний тип виробництва використовуємо одномісну
одноінструментну послідовну схему обробки, для токарного верстата з ЧПК
також одномісну одноінструментну послідовну схему обробки. Заготовку
встановлюють на верстаті, після її обробки, вона знімається і встановлюється
нова заготовка. [5]
Для токарного верстата з ЧПК застосовуємо концентрацію операцій -
з’єднання декількох простих технологічних переходів в одну складну операцію.
При концентрації операцій скорочується число установів заготовки на верстат.
При цьому підвищується точність взаємного розташування оброблюваних
поверхонь, продуктивність обробки за рахунок зниження основного і
допоміжного часу, скорочується тривалість виробничого циклу, спрощується
календарне планування. [5]

32

Таблиця 2.6 - Варіант маршрутно-операційного технологічного процесу
обробки деталі „Колесо зубчасте,,
№ і назва Схема Тип
Пристрій Переходи
операції базування обладнання
А. Встановити, закріпити. зняти заготовку.
1. Підрізати торець заготовки як чисто.
2. Точити поверхню Ø50k7, начисто в розмір 33 з
підрізкою торця Ø50/Ø115, начисто, кінцево.
3. Підрізати торець Ø118/Ø65, начисто, в розмір 1
кінцево.
4. Точити фаску 1x45°, одноразово, кінцево.
5. Точити канавки 4 і 3 начисто витримуючи
розміри: 30+0,084; Ø47d11, кінцево.
6. Свердлити отвір Ø26 начорно, на прохід , під
розточування одноразове.
7. Розточити отвір до Ø27,19, одноразово, на прохід,
040 під протягування чистове.
Токарно- Токарно-
8. Підрізати торець Ø50/Ø27,19, начисто, на прохід,
гвинторізн ТСБ№1 гвинторізний УБП
кінцево
а 95ТС
9. Розточити фаску 3,25x18°, одноразово,
витримуючи розмір Ø38, кінцево.
10 Точити фаску 1x45°, одноразово, кінцево.
Б. Перевстановити заготовку:
11. Підрізати торець Ø118/Ø27,19, начисто, в розмір
52, кінцево.
12. Обточити поверхню до Ø115h11, начисто, в
розмір 18, на прохід, кінцево.
13. Розточити виточку Ø60/Ø27,19, одноразово,
витримуючи розмір 2, кінцево.
14. Розточити фаску 3,25x18°, одноразово,
витримуючи розмір Ø38, кінцево.
15. Точити фаску 2,5x45°, одноразово, кінцево.
055 Горизонтальн А. Встановити, закріпити. зняти заготовку.
Горизонта о-протяжний 1. Протягнути шліцьовий отвір
ТСБ №2 УБП
льно- напівавтомат d-6х28Н7х34B12х7D8 до Ø28, начисто, до Ø34В12 і
протяжна 7Б55 7D8, на прохід, кінцево.
070 Зубофрезерни А. Встановити, закріпити, зняти заготовку.
Зубофрезе ТСБ№3 й НСП 1. Фрезерувати 44 зуба, m = 2,5, одноразово, на
рна напівавтомат прохід, під шліфування попередне.
Шп5оКн3к1о0в о-
085 А. Встановити, закріпити, зняти заготовку.
фрезерний
Шпонково ТСБ№4 УБП 1. Фрезерувати шпонковий паз 8U8, витримуючи
напівавтомат
-фрезерна розміри: 16; 4,5, кінцево
692А
Зубошліфуваль А. Встановити, закріпити, зняти заготовку.
105
ний 1. Шліфувати 64 зуба m=1,75, попередньо, на прохід, під
Зубошліфув ТСБ№5 УБП
напівавтомат чистове шліфування.
альна
5Б833 2. Шліфувати 64 зуба. m=1,75, начисто, на прохід,
кінцево.

33

2.4. Вибір обладнання, технологічного оснащення
Попередньо обладнання вибирають паралельно з розробкою маршрутів
обробки поверхонь (МОП) і маршруту обробки деталі (МОД) відповідно до
одиничного типу виробництва, яке було визначене.
Отже остаточно обираємо обладнання, керуючись літературою [10-13]:
- токарний-гвинторізний верстат 95ТС;
- горизонтально-протяжний напівавтомат 7Б55;
- зубофрезерний напівавтомат 5К310;
- шпонково-фрезерний верстат 692А;
- зубошліфувальний напівавтомат 5В833.
Приведемо технічні характеристики вибраних верстатів.
Вибір пристроїв .У дрібносерійному типі виробництва широко
застосовуються універсальні налагоджувальні (УНГТ), збірно-розбірні пристрої
(СРП), універсальні збірні механізовані пристрої (УСПМ). Тому обираємо
універсальні пристрої по операціям та переходам, керуючись літературою [13-
17]. Результати вибору заносимо до таблиці 2.6.
Таблиця 2.7 – Вибір пристроїв
№
Назва пристрою та його характеристика Умовне позначення
операції
Лещата для верстатних робіт з пневмоприводом: Лещата 7201-0019 ГОСТ 14904-
045
Н=20мм; h=80мм; L=400мм; А=220мм 80
Патрон самоцентруючий трьохкулачковий з
040 Патрон 6152-0171 ГОСТ 2675-80
пневмозатиском
055 Патрон самоцентруючий трьохкулачковий Патрон 6152-0166 ГОСТ 13334-87
070 Спроектований верстатний пристрій
105, Оправка 7150-0358 ГОСТ 18437-
Оправка зубчаста (шліцева) прямобічна центрова
085 83
070 Спроектований контрольний пристрій

Технічна характеристика пристрою БВ-2010
Збільшення мікроскопа - 30%
Точність встановлення інструмента, мм- 0,005
Робоче переміщення кареток, мм:
34

поздовжнє - 300
поперечне - 200
Відстань від базової площини до ріжучої кромки інструменту, мм до 200
Габарити, мм - 875x975x870
Маса, кг - 450
Вибір різального та допоміжного інструменту. У одиничному типі
виробництва широко застосовується універсальний різальний і допоміжний
інструмент, тому обираємо цей інструмент керуючись літературою [14-19].
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
токарної операції з ЧПК 040:
різець 2145-0601 ТІ5К6 ГОСТ 20874-85 (збірний розточний, із вставкою з
пластинами з твердого сплаву Т15К6) (пластина по ТУ 03114-090304);
різець 2102-0005 Т15К6 ГОСТ 18877-83 (збірний токарний прохідний
відігнутий, з пластинами з твердого сплаву Т15К6) (пластина по ГОСТ
25396-82);
різець 2100-1507 ГОСТ 26612-85 (збірний прохідний, з механічним
кріпленням пластин з надтвердого матеріалу (СТМ) - композит 01);
різець 2101-1608 ГОСТ 26612-85 (збірний прохідний упорний, з механічним
кріпленням пластин з надтвердого матеріалу (СТМ) - композит 01);
Допоміжний інструмент:
 різцетримач ОСТ 2У16-1-78;
 державка 191813001 ГОСТ 13069-67.
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
горизонтально-протяжної операції 055:
протяжка 2402-1201 ГОСТ 24820-81 (шліцьова, допуск D8).
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
зубофрезерної операції 070:
фреза зубчаста ГОСТ 10996-64 (Ø100 мм, дискова модульна Т15К6).
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
шпонково фрезерна операції 085:
35

фреза 2223-2368 №2 ГОСТ 20537-85(Ø8 мм, кінцева твердосплавна Т15К6)
Призначення різального і допоміжного інструменту для виконання
зубошліфувальної операції 105:
круг 1280x33/4x90 24А 40М1-М28 К5 35м/с Ікл. А ГОСТ 2424-83 (Ø280).
Вибір методів і засобів технічною контролю якості деталей.
Аналізуючи технологічні параметри, які необхідно визначити на деталі,
визначаємо схеми контролю деталі, користуючись при цьому кресленням деталі
та технічними вимогами.
У одиничному типі виробництва широко застосовуються калібри,
універсальний вимірювальний інструмент, тому обираємо інструмент
керуючись літературою [15,17,20]. Складаємо перелік засобів контролю.
Контроль лінійних, діаметральних розмірів:
штангенциркуль ШЦ-І-125-0,1 ГОСТ 166-89;
штангенциркуль ШЦ-І-125-0,05 ГОСТ 166-89;
калібр-пробка 8140-0251 Н7 ГОСТ 14825-79;
калібр-пробка 8311-0592-1 ГОСТ 24960-81.
Контроль шорсткості поверхонь:
зразки шорсткості поверхонь ГОСТ 9378-80.
Контроль відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні Ø36/Ø50
мм, відносно бази А, не більше 0,012 мм;
пристрій спеціальний контрольний ЧДТУ.131638.005.
індикатор важільно-зубчастий ИРБ ГОСТ 5584-85.

36

2.5. Встановлення режимів різання

Прийняті режими різання повинні задовольняти технологічним вимогам
по заданій шорсткості і точності оброблюваної поверхні. Ця вимога досягається
використанням інструменту раціональної конструкції (правильно підібраний
матеріал різальної частини, найвигідніша геометрія, достатня міцність і
жорсткість), а також якщо верстат не обмежує його різальних можливостей.
Таким чином, режими встановлюємо, виходячи з особливостей оброблюваної
деталі, характеристики різального інструменту і верстату[9,21].
Розраховуємо режими різання, для токарної операції 040:
Перехід 3. Обточити поверхню до Ø115 начисто, в розмір 18,
Інструмент - різець 2101-0638 Т15К6 ГОСТ 20872-80.
Глибина різання - t = 1,2 мм [9].
Подача – S = 0,6 мм/об [21].
Період стійкості різця – Т = 60 [90,с.268].
C 350
v  v Kv  0,95  150,6
T m  t x  s y 600.20 0.15 0.35
Швидкість різання: 1,2 0,6 м/хв (2.3)
де Сv = 350 - коефіцієнт при точінні [21];
х = 0,15, у = 0,35, m = 0,20 - показники ступеня [21];
Кv - коефіцієнт впливу параметрів обробки: Kv  KmvKnvKèv 1,19 0,8 1,0  0,95 (2.4)
де Kmv - поправочний коефіцієнт фізико-механічних властивостей
nvv 1,0
 750   750 
Kmv K    0,95   1,19
оброблюваного матеріалу: r     600  (2.5)
де Кr = 0,95- коефіцієнт для матеріалу інструмента, nу = 1,0 - показник ступеня
[21].
Кnv= 0,8 - коефіцієнт впливу стану поверхні заготовки [21];
К.uv = 1,0 - коефіцієнт впливу інструментального матеріалу [21].
Розрахункова частота обертання шпинделя nр:
1000  v 1000 150,6
n ð   417,9
 D 3,14 114,7 хв-1 (2.6)
37

Розрахункову частоту обертання шпинделя корегуємо за паспортними
даними верстату згідно [21] nд= 400 хв-1.
 D  n 3,14 114,7  400
V    144,5
Дійсна швидкість різання: 1000 1000 хв.-1 (2.7)
Сила різання Рz:
Pz 10 Cp  t
x  S y V n K p 10 300 1,21,0 0,60,75 144,50,15 0,80  955,5
Н (2.8)
де Кр - поправочний коефіцієнт:
K p  KmpKp Kp Kn Krp  0,85 0,94 1,0 1,0 1,0  0,80
(2.9)
де Кмр - коефіцієнт якості оброблюваного матеріалу:
n 0,75
    600 
Kmp        0,85
 750   750  (2.10)
де nv = 0,75 - показник ступеня [21];
Кφp= 0,94; К.λp=1,0; Кγп=1,0: Кrp= 1,0- коефіцієнти впливу геометричних
параметрів ріжучої частини інструменту [21];
Ср= 300, х= 1,0, у= 0,75, n= -0,15 [21].
Знаходимо ефективну потужність, яка витрачається на різання:
Pz V 955,5 144,5
N e    2,14
60 103 60 103
кВт (2.11)
N 2,14
N  e
e   2,68
Визначаємо потужність на шпинделі верстата:  0,8 кВт (2.12)
де η = 0,8 – ККД верстата [21].
L L 10 10
To    i   2  0,05
n  S n  S 400 0,6 400 4,8
Основний час: o y хв. (2.13)
де Sy= 4,8 м/хв - прискорена подача відводу інструменту;
і= 1 - кількість проходів;
L  I  I I  3 7  0 10
L- довжина шляху обробки: 1 2 3 мм (2.14)
де I1 = 3 мм - довжина врізання [57,с.620,табл.2];
І2 = 7 мм - довжина обробки;
І3 = 0 мм - довжина перебігу інструменту [17].
Розрахунок режимів різання на інші операції проводимо за допомогою
38

спеціалізованого програмного забезпечення, яка автоматично визначила
режими різання на всі переходи та зкорегувала їх у відповідності з паспортними
даними верстатів.
Таблиця 2.8 – Режими різання оброблюваних поверхонь
Sо, мм/об
L, V, n, хв-
Перехід t, мм Sz,
мм м/хв 1 То, хв
мм/зуб
Підрізати торець Ø28/Ø50, 1,2 11 0,6 125,7 800 0,03
Точити поверхню Ø50, 1,2 3 0,6 144,5 400 0,02
з підрізкою торця Ø50/Ø115 1,2 33 0,6 144,5 400 0,14
Обточити поверхню до Ø115 1,2 7 0,6 144,5 400 0,05
Розточити отвір до Ø27,44, 1,2 18 0,5 140,7 1600 0,03
Підрізати торець Ø28/Ø115, 1,2 43 0,6 144,5 400 0,18
Розточити виточку Ø60, 1,0 17,5 0,5 133,5 500 0,08
Розточити фаску 5х180, одноразово 1,3 1,3 0,5 133,5 500 0,02
Підрізати торець Ø50/Ø36, начисто 0,4 7 0,25 251,3 1000 0,03
Підрізати торець Ø60/Ø115,
0,4 15,5 0,25 227,6 630 0,10
начисто
Обточити поверхню до Ø115,h11,
0,4 7 0,25 227,6 630 0,05
начисто
Розточити фаску 5х180, одноразово 1,3 1,3 0,5 133,5 500 0,02
Підрізати торець Ø36/Ø50, начисто 0,4 7 0,25 251,3 1000 0,03
Точити фаску 1х450, одноразово 1,0 1,00 0,6 125,7 800 0,01
Точити фаску 2,5х450, одноразово 1,0 1,00 0,6 125,7 800 0,01
Протягнути шліцьовий отвір d-
3,0 18 0,08 5,0 - 0,45
6х28Н7х34В12х7D8 доØ28,
Фрезерувати шпонковий паз 8U8 0,4 15,5 0,25 227,6 630 0,10
Фрезерувати 44 зуба, m=2,5,
одноразово, на прохід, під 3,5 18 0,025/0,32 20,0 425 4,11
шліфування попереднє
Шліфувати 44 зуба, m=2,5,
0,15 15 0,03 27,7 315 1,81
попередньо
Шліфувати 44 зуба, m=2,5,
0,005 15 0,025 35,1 400 2,08
начисто

39

2.6. Нормування операцій
Оскільки попереднє визначення типу 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. [9,22].
Штучно-калькуляційний час виготовлення однієї деталі на універсальних
Т
T пз
шт.к  Тшт
верстатах[9]: n , хв. (2.15)
де Тпз- підготовчо-заключний час для партії заготовок [4];
п - кількість деталей в партії, шт;
Тшт - штучний час на виконання однієї операції[4]:
Тшт Т0 Т0  k Тоб.от , хв. (2.16)
де Т0 - основний (технологічний) час, хв;
Т  Т Т Т Т
Тд - допоміжний час: 0 вст зак упр вим, хв. (2.17)
де Твст - час на встановлення і зняття деталі [4];
Тзак- час на закріплення і відкріплення деталі [4];
Тупр- час на прийоми управління [4];
Твим = час на вимірювання деталі [4];
k = 1,85 - коефіцієнт для серійного виробництва [4].
Тоб.от- загальний час на обслуговування робочого місця і відпочинок, в
серійному виробництві визначається як сумма двох складових Тоб і Тпер в
процентах від оперативного часу [4]:
Т об.от Топ Поб.от /100 , хв. (2.18)
Т Т Т
де Т - оперативний час: оп о 
от , хв. (2.19)
Штучно-калькуляційний час виготовлення однієї деталі на верстаті[4]:
40

k k
Тшт.к  toi  tk .xi  t Д  tmex  tорг  tф  tп.з
i1 i1 (2.20)
де toi - основний час обробки при виконанні і-го переходу, хв;
tk.xi - час холостих ходів верстата, необхідний при виконанні і-го переходу, хв.
k k k k
 tk .xi  tii  tki  tn.ii
i1 i1 i1 i1 (2.21)
де tii - час на зміну інструмента на і-му переході, включаючи час обертання
інструментального магазину;
tki - час на переміщення стола з деталлю на і-му переході, хв;
tn.ii - час на швидке підведення і відведення стола чи шпинделя з інструментом
на і-му переході, хв;
k- кількість технологічних переходів в операції;
tД - час на встановлення, закріплення, зняття і вимірювання деталі, на пуск і
вимикання верстату (зміну, налагодження і регулювання інструмента), хв;
tмех, tорг - час на технічне і організаційне обслуговування робочого місця, хв;
tф - час на фізичні потреби, хв.
Т
tпз 
ПЗ
Підготовчо-заключний час, що припадає на деталь, хв; п (2.22)
де ТПЗ - підготовчо-заключний час на партію оброблюваних деталей, хв. [4];
п - кількість деталей в партії, шт.
Детально розглянемо визначення Т0 для токарної операції 040 Обточити
поверхню до Ø115h11, начисто, в розмір 18, кінцево.
Основний час на даній операції визначається за формулою:
Lp 10
Т 0   i  1 0.05
n  So 630 0.25 хв. (2.23)
де і = 1 - кількість проходів;
n = 630 хв-1 - частота обертання;
Sz = 0,25 мм/об - подача інструменту;
L  l1  l2  l3  3 7  0 10
L - довжина шляху обробки: мм (2.24)
де l1 = 3 мм - довжина врізання [17];
l =
2 7 мм - довжина обробки;
41

l3 = 0 мм - довжина перебігу інструменту [17].
Вибір засобів механізації і автоматизації технологічних процесів.
Згідно стандарту, механізації та автоматизації підлягають об'єкти з метою
зменшення матеріальних та трудових витрат і збільшення об'єктів
виробництва[9].
Вибраний варіант технологічного процесу із встановленими засобами
механізації повинен забезпечувати найбільшу економію праці при найменших
матеріальних затратах. При застосуванні у технологічному процесі верстатів з
ЧПК обробка деталі буде проводитись в автоматизованому режимі, тобто
людина повинна буде встановити і закріпити заготовку, та зняти готову деталь.
Всю обробку верстат здійснить сам, без втручання людини.
Визначимо показник рівня механізації і автоматизації ТП [26]:
Tмаш 10,03
a    0,66
Тшт 15,21 (2.25)
Т
де  маш - сумарний машинний час, хв;
Т
 шт - сумарний штучний час, хв..
Отже показник 0,66 згідно [26] відповідає великій категорії механізації і
автоматизації ТП.
Для поліпшення процесу транспортування передбачається використання
транспортних засобів типу[26]:
- електрокар (за допомогою тари виробничої);
- цехових підйомних механізмів ( кран підвісний однобалочний).
Отже в даному ТП об'єктами механізації та автоматизації є:
- завантаження, переміщення і затискання заготовки;
- керування верстатом;
- робочі рухи верстата і оброблюваної деталі;
- прибирання, транспортування стружки;
- контроль розмірів.
В зв'язку з тим, що деталь виготовляється в серійному виробництві, то не
42

доцільно проводити повну механізацію і автоматизацію технологічного
процесу. Так, наприклад, міжопераційне транспортування деталей проводиться
з використанням ручної праці робітника, але за допомогою механізмів: крана,
електродеталей, що транспортують деталі в тарі від одного робочого місця до
іншого, а також електрокари.
Вибір розмірної наладки. Вибір розмірного налагодження здійснюється в
декілька етапів. Попереднє рішення приймається на основі рекомендацій, які
узагальнюють досвід машинобудування, з урахуванням типу виробництва,
розмірних характеристик і складності оброблюваної деталі. [24]
При середньому розмірі заготовки, і при середній складності деталі, вид
налагодження при середньосерійному типі виробництва - статистичне за
еталоном - СЕ [24].
Для уточнення виду налагодження проводимо точнісну оцінку
можливості її виконання в межах частини поля допуску, яка відводиться на
  T
компенсацію похибок наладки, тобто забезпечення виконання умови: р.н р.н

де Тр.н - частина поля виробничого допуску виділена на компенсацію ð.í , мкм;

р.н - очікуване поле розсіяння розмірів, зумовлене видом розмірного
налагодження, мкм.
Проведемо розрахунок настроювальних розмірів з урахуванням
миттєвого розсіяння розмірів і змінних систематичних похибок обробки.
Для налагодження за еталоном для розміру Ø115h11(-0.22) [30].:
А  A   1  115.5115.28 
min max  1 
АРН   0.5T 6  1    0.50.0166 0.0091  115 0.07
2   m  2   3  (2.26)
де  = 0,009 - середньоквадратичне відхилення при обробці партії пробних
заготовок на технологічній системі, на якій буде оброблюватись вся партія
деталей;
т - кількість пробних заготовок (звичайно З - 5 шт).

Виконуємо порівняння: ð.í = 140 мкм < Тр.н = 220 мкм. Умова
виконується.
43

3. Конструкторський розділ

3.1. Проектування верстатного пристрою

Розробка технічного завдання на проектування спеціального верстатного
пристрою. Технічне завдання розробляється відносно до ГОСТ 15.001-88.

Таблиця 3.1-Технічне завдання на проектування спеціального верстатного пристрою
Назва і галузь Спеціальний пристрій для обробки деталі „Колесо зубчасте,, на
застосування зубофрезерній операції 070, на верстаті 5К310.
Службове призначення Забезпечення точного встановлення, надійного закріплення і базування
пристрою заготовки колеса зубчастого, а також постійного в часі положення
заготовки відносно стола верстата і різального інструмента і з метою
одержання заданої точності оброблюваних поверхонь, їх взаємного
розташування.
Підстава для розробки Операційна карта ТП механічної обробки деталі - колеса зубчастого
Технологічні вимоги до Проектований пристрій повинен забезпечити.
розробки - одержання 44 зубів, т=2,5, під шліфування попереднє, з параметром
шорсткості Ка = 1,6 мкм (точність і шорсткість - технологічні);
- точність міжцентрової відстані Ø110 мм (технологічно).
Тактико-технічні умови Тип виробництва - дрібносерійний. Програма випуску - 1725 штук за рік.
роботи пристрою Життєвий цикл виробництва - 2 роки. Пристрій обслуговується оператором
3-го розряду. Переходи, що виконуються, різальний інструмент, режими
різання і норми часу згідно з даними, наведеними в операційній карті.
Техніко-організаційні Розміри пристрою повинні відповідати розмірам стола верстата 5К310. Час
вимоги до розробки закріплення заготовки - не більше - 0,035 хв. Бажаний тип затискного
механізму - гвинтовий ручний. Рівень стандартизації і уніфікації деталей
пристрою - 90%.
Характеристика робочої - Розміри робочої поверхні стола Ø200 мм.
зони верстата - Найбільша відстань від нижньої площини основи напівавтомата до
робочої поверхні стола - 850 мм.
Вихідні дані про Матеріал заготовки Сталь 20Х. Штамповка, деталь з елементами
заготовку зубчастого зачеплення.
На операцію 070 заготовка потрапляє після токарної операції,
базові поверхні оброблені.
Габаритні розміри заготовки: 115x52х28.
Параметр шорсткості торцевої поверхні Rа= 1.25 мкм, отвору Rа= 3.2
Документація, що ЕСТПВ. Загальні правила забезпечення технологічності конструкцій
використовується виробів ГОСТ 14.201- 83.
Документація, що Креслення загального вигляду пристрою.
підлягає розробці Специфікація. ПЗ (розділ: конструкторсько-технологічна частина).

Формулювання службового призначення пристрою. Спеціальний
одномісний пристрій для обробки деталі „Колесо зубчасте,, на зубофрезерна
44

операції 070, на верстаті 5К310.
Службове призначення верстатного пристрою: забезпечення точного
встановлення, надійного закріплення І базування заготовки колеса зубчастого, а
також постійного в часі положення заготовки відносно стола верстата і
різального інструмента з метою одержання заданої точності оброблюваних
поверхонь, їх взаємного розташування.
Проектований пристрій повинен забезпечити:
 одержання 44 зубів, m=2,5, під шліфування попереднє, з параметром
шорсткості Rа = 1,6 мкм (точність і шорсткість - технологічні);
 точність міжцентрової відстані Ø110-0/22 мм (технологічно).
Схема базування і затиску заготовки, а також розміщення установчих
елементів показана на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1- Схема базування колеса зубчастого

Установча база - торцева площина (позбавляє заготовку трьох ступенів
вільності), циліндрична оправка - напрямна база (позбавляє заготовку двох
ступенів вільності), і за рахунок затиску заготовки (прихована - упорна база,
позбавляє заготовку одного ступеня вільності).
Проектування пристрою[27-33]
При аналізі вихідних даних був зроблений висновок, що технологічних
даних для проектування пристрою досить і що закладена схема пристрою
встановлення і закріплення заготовки, а також схема налагодження пристрою
не ускладнюють його будову і конструктивно можуть бути забезпечені [27-32].
Конструкція установчих елементів пристрою зумовлюється конструкцією
45

установчих поверхонь заготовки, а схема їх розташування - схемою
встановлення заготовки.
Визначивши принципову схему пристрою і установчі елементи,
вибираємо інші елементи пристрою, до яких належать: корпус, елементи для
встановлення пристрою на верстаті, напрямні і затискні елементи, та ін.
Після визначення елементів приступаємо до їх ескізного компонування.

Рисунок 3.2 - Принципова схема пристрою

Уточнення умов налагодження Для підвищення точності обробки деталей, а
також для спрощення конструкції пристрою передбачається налагодження
(вивірення) пристрою після його встановлення на верстат.
Установчі елементи (циліндрична виточка) розташована на корпусі пристрою,
і призначена для орієнтації пристрою на столі верстата. Умова налагодження, як
примітка записується в операційній карті.
Розробка розрахункової схеми та силовий розрахунок пристрою.
Розрахункова схема будується на основі розробленого ескізного компонування
пристрою, на якому позначаються діючі на заготовку сили й моменти, точки їх
прикладання, установчі і притискні елементи з зазначенням їх основних розмірів та
розмірів між ними.
Розглядаємо найнесприятливіший випадок, коли значення зусиль і моментів
різання найбільші, що відповідно призводить до найбільших зусиль закріплення
(розрахунок проводиться для найбільш навантаженого випадку зубофрезерування). В
даному випадку ми використовуємо важільний механізм. Розрахункова схема
46

наведена на рисунку 3.3.

Рисунок 3.3 - Розрахункова схема для визначення затискних зусиль
заготовки від зміщення

Розрахунок сил затиску. Інструмент для обробки - дискова фреза ГОСТ
10996-64 (Ø100мм). Розрахунок проводиться для найбільш навантаженого
випадку - чорнового зубофрезерування. Режими різання: t = 3,5 мм; Sр = 0,025
мм/дв.хід; Sкр = 0,32 мм/дв.хід;
V = 20 м/хв; n = 425 хв-1.
На деталь діє зсувна сила Рh= 1173 Н, та осьова сила Рv = 1625 Н (див.
рис. 3.3).
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. [30].
Першій умові відповідає рівність: W’ = K1 · Pv (3.1)
Другій умові відповідає рівність:K2Ph = W’’ƒ1 +(W – Pv)ƒ2 (3.2)
�� ƒ +�� ��
Звідси: �� = �� 2 2 ℎ (3.3)
ƒ1+ƒ2
Відповідно: W’ = 3,0·1625 = 4875H
1625 ∙ 0,16 + 3,0 ∙ 1173
�� = = 5905Н
0,18 + 0,16
де К1, К2= 3,0 – коефіцієнт запаса [30];
f1, = 0,18, f2 =0,16 – коефіцієнти тертя [30].
47

Отже приймаємо найбільше значення сили закріплення W = 5905 Н.
��(��1+��2)
Розрахунок початкової сили. При l1 = l2, Q = 2W, �� = (3.4)
��1
Звідки: Q = 2·Wη = 2·5905·0,95 = 11220Н (3.5)
де η = 0,95 – ККД пристрою
Знаючи тиск масла, визначаємо площу поршня циліндра:
�� 11220
�� = = = 1781мм2 (3.6)
�� 6.3
де Рном = 6,3Мпа – тиск масла
4∙�� 4∙11220
Знаходимо діаметр циліндра:�� = √ = √ = 53.1мм (3.7)
��∙�� ��∙6.2
Приймаємо з стандартного ряду гідроциліндр 7021-0062 ГОСТ 19899-84
двосторонньої дії з суцільним штоком на Рном = 6,3 МПа; D = 100 мм; d = 63 мм.
виконання 1; К1/4: D1 = 66 мм; L = 110 мм; зусилля затиску тягнуче - 36,1 кН.
Розрахунок зроблено вірно, згідно встановленого гідроциліндра на верстаті 5К310.
Діаметр різьби шпильки d, мм, визначаємо за формулою:
�� 11220
�� = ��√ = 1,4√ = 16,58 мм (3.8)
[��] 80
де С = 1,4 - коефіцієнт для метричної різьби;
[δ] = 80 - 100МПа - допустиме напруження у різьбі [30].
Діаметр різьби шпильки приймаємо конструктивно для забезпечення
жорсткості, згідно стандартного ряду - МІ8.
Розрахунок верстатною пристрою на точність обробки. Верстатний
пристрій, в даному випадку, на столі верстата орієнтують за допомогою центрувальної
виточки. В цьому випадку пристрій має забезпечити автоматичне отримання розмірів
заданої точності без вивірки.
Сумарна статична похибка для зубодовбального верстата[30].:
∆�� = √��2 2 2 2 2 2 2
б + (��зм + ��зн) + ���� + ��вг + ��в + ��і + ��ві (3.9)
см
І відповідно умови забезпечення точності розміру оброблюваної поверхні
набирає вигляду[30]:
48

∆ 2
�� = √��б + (�� 2 2 2 2 2
зм + ��зн) + ���� + ��вг + ��в + ��і + ��2
ві ≤ [∆
см пр]
с��
Тз ≤ ∆��
см
де Т3= 0,220 - мм допуск па витримуваний розмір (допустима похибка обробки);
Отже згідно формули (3.8) сумарна статична похибка:
∆�� = √0 + (0,021 + 0,02)2 + 0,052 + 0,032 + 0,032 + 0,222 + 0,032 = 0,086
см
Т3 = 0,220 > 0,086 мм
Умова точності виконується, отже пристрій автоматично забезпечує точність
обробки.
Конструювання пристрою
Розробка загального вигляду пристрою. Розробка загального вигляду пристрою
виконується в тій же послідовності, що й ескізне компонування, але з дотриманням
стандартів ЄСКД.
Розрахунки на міцність та забезпечення жорсткості пристрою. На цьому
етапі слід розраховувати на міцність тільки важко навантажені елементи. Так як в
даному випадку важко навантажені елементи відсутні в пристрої, то обмежимось
одним розрахунком діаметру різьби шпильки.
При конструюванні пристрою забезпечено його жорсткість та
вібростійкість, що є однією з найважливіших умов отримання заданої точності
обробки заготовки.
Жорсткість забезпечена насамперед в напрямі дії сил закріплення. Для
підвищення жорсткості застосована суцільна конструкція корпусу.
Технічні вимоги до пристрою:
Зусилля затиску заготовки 0 = 11220 Н.
Номінальний тиск живлення 6,3 МПа (63 кгс/см ). при діаметрі гідроциліндра
100 мм.
Допуск паралельності поверхні відносно площини основи А - 0,02 мм.
Допуск перпендикулярності вісі штока відносно площини основи А-0,016 мм.
Допуск перпендикулярності вісі виточки відносно бази А - 0,020 мм.
Маркувати: ЧДТУ.201094.006.
49

Методи перевірки при встановленні на верстат, оздоблювання й
маркування, вказівки з техніки безпеки, необхідна точність складання, вимоги до його
регулювання та налагодження відповідно до ГОСТ 12.2.029-88.
Опис конструкції пристрою, принципу роботи, складання технічного
паспорту
Принципова схема та спосіб базування пристрою на столі верстата:
- основа пристрою повинна мати шість отворів для болтів М14. Пристрій
кріпиться до столу верстата за допомогою шістьох болтів М14 (міжосьова відстань
між різьбовими отворами 220 мм). Для точного фіксування пристрою на столі
верстата використовується виточка циліндрична, розташована на корпусі 2.
Базування заготовки на верстатному пристрої:
Установча база - торцева площина (позбавляє заготовку трьох ступенів
вільності), циліндрична оправка 3 - напрямна база (позбавляє заготовку двох ступенів
вільності), і за рахунок затиску заготовки (прихована - упорна база, позбавляє
заготовку 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 довбальній операції.
Конструкція та робота пристрою:
Деталь „Колесо зубчасте,, встановлюється в пристрої базовою
обробленою площиною на оброблену поверхню корпуса 2, циліндричною
внутрішньою поверхнею встановлюється на оправку 3, і притискається шайбою
швидкоз'ємною 8, яка затискається через шток 4 за допомогою гідроциліндра
при верстаті (не показаний). Оправка 3 закріплена в корпусі пристрою 2, за
допомогою гайки 5 і конуса корпуса 2.
Зусилля затиску заготовки здійснюється за допомогою шайби
швидкоз'ємної 8, з початковою силою від гідроциліндра (не показаний).
Пружина гідроциліндра забезпечує зворотній хід штока 4, при відкріпленні
50

заготовки.

Рисунок 3.4 - Загальний вигляд верстатного пристрою
Транспортування пристрою відбувається за допомогою рим-болтів 6 (вага
пристрою до 21,5 кг).
Технічний паспорт на пристрій складається за прийнятою формою. В
паспорті обов'язково вказуються параметри пристрою, які слід перевіряти їх
розміри з допусками, методи перевірки, та періодичність.
Пристрій має просту конструкцію, забезпечує вільний доступ інструменту
до поверхонь, які оброблюються, зручний в експлуатації, має стандартизовані
деталі, має добру надійність затиску заготовки, безпосередньо витримуються
розміри задані на кресленні, від установчої бази.

51

3.2. Проектування спеціального контрольно-вимірювального
пристрою

Службове призначення пристрою. Контрольний пристрій призначений для
вимірювання відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні Ø60/Ø115 мм,
відносно бази А, не більше 0,012 мм.
Розробка технічного завдання на проектування спеціального контрольно-
вимірювального пристрою. Технічне завдання розробляється відповідно до ГОСТ
15.001-88. Дані зводимо до таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 - Технічне завдання на проектування спеціального
контрольно- вимірювального пристрою
Назва і галузь Контрольний пристрій для вимірювання відхилення від перпендикулярності
застосування торцевої поверхні Ø38/Ø115 мм, відносно бази А, не більше 0,012 мм.
Службове Вимірювання відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні
призначення Ø38/Ø115 мм, відносно бази А, не більше 0,012 мм.
пристрою
Підстакв -а д л я р о—зр обки Операційна карта ТП механічної обробки колеса (операція 175)
Тактико-технічні умови Тип виробництва – одиничний. Програма випуску - 1725 штук за рік.
роботи пристрою Життєвий цикл виробництва - 2 роки.
Документація, що Креслення загального вигляду спеціального пристрою.
підлягає розробці Специфікація ПЗ (розділ: конструкторсько-технологічна частина).

Проектування пристрою
Аналіз вихідних даних. При аналізі вихідних даних був зроблений висновок, що
технологічних даних для проектування пристрою досить і шо закладена схема
пристрою встановлення і закріплення заготовки, а також схема налагодження
пристрою не ускладнюють його будову і конструктивно можуть бути забезпечені.
Вибір вимірювальних засобів контролю. У дрібносерійному типі виробництва,
в контрольних пристроях, широко застосовуються універсальні засоби вимірювання,
індикатора ИЧ і ИРБ, тому обираємо ці засоби вимірювання керуючись літературою
[27-32].
В даному випадку для проектування контрольно-вимірювального пристрою
52

і можливості виміру відхилення від неперпендикллярності торцевої поверхні,
обираємо індикатор важільно-зубчастий ИРБ ГОСТ 5584-85.
Розробка принципової схеми, вибір конструктивних елементів та ескізна
компоновка пристрою. На основі службового призначення контрольно-
вимірювального пристрою, технічних вимог до нього та принципової схеми
визначаємо основні елементи, які мають бути в цьому пристрої.
Визначивши елементи, приступаємо до їх ескізного компонування.
Розрахунок контрольно-вимірювального пристрою на точність.
Важливе значення має аналіз похибок, властивих конструкції кожного
контрольно-вимірювального пристрою. Похибка встановлення деталей у
контрольних пристроях визначається більш точно, ніж при встановленні
заготовок у верстатних пристроях, тобто в даному випадку враховуються деякі
складові, якими у верстатних пристроях можна знехтувати.
Точність показань контрольно-вимірювальних пристроїв визначається
сумарною похибкою, складовими якої є систематичні та випадкові похибки.
Незалежні випадкові похибки підпорядковуються закону нормального
розподілення і тому підсумовуються за правилами теорії ймовірності для
незалежних випадкових величин.
Складові сумарної похибки можуть бути знайдені розрахунком за
довідковими даними або експериментальним шляхом. Для забезпечення точності
пристрою необхідно виконати умову: ∆Σ < Т
0,010 мм< 0,012 мм
де Т= 0,012 мм - допустимий допуск перпендикулярності. Умова виконується,
відповідно пристрій забезпечує точність вимірювання.
Конструювання пристрою
Розробка загального вигляду пристрою. Розробка загального вигляду
пристрою виконується в тій же послідовності, що й ескізне компонування, але з
дотриманням стандартів ЄСКД.
Технічні вимоги до пристрою
Допуск паралельності вісі індикатора відносно бази А - 0,01 мм.
53

Допуск перпендикулярності площини відносно бази А - 0,01 мм.
Методи перевірки при встановленні, оздоблювання й маркування, вказівки з
техніки безпеки, необхідна точність складання, вимоги до його регулювання та
налагодження відповідно до ГОС'Г 12.2.029-88.
Опис конструкції пристрою, принципу роботи, складання технічного
паспорта
Встановлення пристрою: пристрій встановлюється на стіл контролера.
Кількість одночасно контролюємих деталей - 1.
Конструкція та робота пристрою. Готова деталь ,,Колесо зубчасте,, (для
вимірювання відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні Ø38/Ø115 мм,
відносно бази А, не більше 0,012 мм) встановлюється на стіл контролера, в отвір
028Н7 вставляємо оправку 3, до упору пальця 4 в торцеву поверхню - Ø38/Ø115.
Вимірювання здійснюється індикатором 1 - ИРБ ГОСТ 5584-85 з ціною поділки
0,01 мм. Індикатор закріплений в кронштейні 2 (який закріплюється на оправці 3, за
допомогою прижимного гвинта 6) і кріпиться за допомогою прижимного гвинта - 5
(рисунок 3.5)

Рисунок 3.5 - Контрольний пристрій
54

Індикатор 1 встановлюють так, щоб його наконечник торкався
утворюючого торця і був перпендикулярний до нього. Індикатор переміщають
у горизонтальному напрямку, обертаючи оправку 3, виміри проводять по двох
діаметрально протилежних утворюючої торця (поворот на 180). Відхилення
визначають по показанням індикатора в положеннях П-П, як різницю
найбільшого і найменшого показань індикатора, віднесену до базової довжини
D.
Умови налагодження: перед вимірюванням стрілку індикатора
обов'язково встановити на нульову позначку. Ціна поділки 0,01 мм.
Транспортування пристрою відбувається без допомоги вантажопідйомних
засобів (вага контрольного пристрою до 16 кг).
Технічний паспорт на пристрій складається за прийнятою формою. В
паспорті обов'язково вказуються параметри пристрою, які слід перевіряти, їх
розміри з допусками, методи перевірки, та періодичність.

55

4. Охорона праці

4.1. Вимоги до охорони праці під час оброблення металів різанням

Оброблення заготовок діаметром до 630 мм включно на універсальних
верстатах токарної групи необхідно виконувати із застосуванням захисного
огородження зони оброблення. З протилежного робочому місцю боку зона
оброблення повинна мати екран.
Під час установлення і знімання заготовок на універсальних токарних і
токарно-револьверних верстатах огородження їх затискних патронів повинні
легко відводитися та не обмежувати технологічні можливості верстатів.
В універсальних токарних, токарно-револьверних і карусельних верстатах
час гальмування шпинделя після його вимикання при всіх частотах обертання
не повинен перевищувати: у токарних верстатах для оброблення деталей
діаметром до 500 мм - 5 секунд; у токарних верстатах для оброблення деталей
діаметром до 630 мм - 10 секунд; у карусельних верстатах для оброблення
деталей діаметром до 1000 мм - 10 секунд. Для токарних і карусельних
верстатів, призначених для оброблення більших за розмірами деталей, час
гальмування не встановлюється.
Під час виконання робіт на токарних верстатах з механізованим
переміщенням пінолі задньої бабки необхідно застосовувати пристрій
(планшайбу) для регулювання і контролю осьового зусилля притискання центра
пінолі до заготовки. У токарно-карусельних верстатах планшайба повинна мати
огородження, яке не перешкоджає обслуговуванню верстата.
Оброблювані заготовки (прутки) на пруткових токарних автоматах і
пруткових револьверних верстатах повинні мати огородження по всій довжині,
обладнане шумопоглинальним пристроєм.
У разі застосування огородження у вигляді напрямних труб, що
обертаються разом із заготовкою (прутком) або коли заготовка (пруток) із
56

задньої сторони виступає за межі огородження, прутковий магазин повинен
мати кругове огородження по всій довжині.
Під час оброблення довгомірних заготовок (прутків) на універсальних
верстатах пруток повинен обгороджуватися захисним пристроєм з боку
заднього кінця шпинделя.
Під час точіння деталей (валів, осей) довжиною понад дванадцять
діаметрів, а також під час швидкісного або силового точіння деталей довжиною
понад вісім діаметрів необхідно застосовувати додаткові опори (люнети).
Різальний інструмент необхідно встановлювати з мінімальним вильотом.
Для установлення різального інструмента по висоті необхідно використовувати
набір підкладок різної товщини, довжина і ширина яких повинні бути не
меншими опорної частини різця. Закріплення різця повинно здійснюватися не
менше ніж двома болтами по всій площині різця.
Під час оброблення ламких матеріалів і при утворенні дрібної сталевої
стружки необхідно використовувати пристрої для видалення стружки.
Під час свердління отворів у деталях необхідно використовувати
стаціонарні або ручні затискні пристосування (затискні пристрої, упори,
напрямні елементи, кондуктори). Не дозволяється утримувати деталь руками.
Пристосування (кондуктори) для свердління та оброблення отворів
діаметром до 6 мм, які не закріплені стаціонарно, повинні мати рукоятки, скоби
для утримання їх рукою. Для уникнення повороту пристосування або
відривання його від столу необхідно застосовувати упори, притискні пристрої.
Оброблення заготовок діаметром до 1250 мм на верстатах
зубооброблювальної групи необхідно виконувати із захистом зони оброблення
пристроями з оглядовими вікнами з органічного скла.
По закінченні циклу оброблення заготовки на верстатах зупинка
інструмента повинна відбуватися протягом інтервалів часу, але не більше:
 6 секунд - для зубофрезерних і зубодовбальних верстатів,
призначених для оброблення деталей діаметром до 1000 мм;
57

 10 секунд - для зубофрезерних і зубодовбальних верстатів,
призначених для оброблення деталей діаметром понад 1000 мм;
 5 секунд - для зубошевінгувальних, зубохонінгувальних і
зубонакатних верстатів;
 30 секунд - для зубошліфувальних верстатів, що працюють з
конусним, профільним абразивними кругами;
 40 секунд - для зубошліфувальних верстатів, що працюють з
черв'ячним кругом.
Нарізання конічних зубчастих коліс із круговим зубом необхідно
виконувати на верстатах з блокуванням включення руху інструмента від
електропривода при користуванні ручним приводом інструмента під час
вивірення різців зуборізної головки.
Оброблення конічних коліс із круговим зубом діаметром 500 мм і більше
необхідно виконувати із застосуванням захоплювального пристрою (ременем з
буртами) з міцного матеріалу (брезенту), оснащеного рукоятками для
захоплення підіймальним пристроєм.
Під час різання металів неробоча ділянка пилки відрізного
круглопилкового верстата повинна бути огороджена. Відрізні круглопилкові
верстати повинні з передньої сторони оснащуватися відкидним убік або
знімним захисним екраном.
Не дозволяється використовувати пильні диски з діаметром отвору, що
перевищує діаметр вала (шпинделя), а також застосовувати вставні кільця
(втулки) для зменшення діаметра отвору.
Відрізані заготовки необхідно передавати в тару за допомогою конвеєрів,
жолобів.
Подавання матеріалу під час його розрізання стрічковими або дисковими
пилками необхідно виконувати за допомогою спеціальних пристосувань, що
забезпечують стійке положення матеріалу.
Під час роботи верстата не дозволяється стояти в площині обертання
дискової пилки або абразивного відрізного круга, виштовхувати стружку із
58

сегментів диска під час його обертання, а також підтримувати кінець заготовки,
що відрізається.
Для охолодження зони різання під час оброблення виробів з магнію
необхідно застосовувати мастильно-охолоджувальні рідини на основі
мінеральних і рослинних масел, що не містять кислот і води.
Стружку і пил магнієвих сплавів необхідно зберігати в закритій металевій
тарі.

4.2. Вимоги до охорони праці під час згинання, волочіння,
пресування металів

Під час згинання металу на згинальних і профілезгинальних верстатах
необхідно застосовувати приймальні пристрої (столи) із запобіжними
огородженнями.
Подавання і направлення листів у вальці листоправильних
багатовалкових верстатів необхідно виконувати за допомогою механізованого
пристрою для подавання і приймання листів на столи (рольганги)
та відключення верстата при неправильному подаванні листа.
Під час згинання профілів на роликових верстатах необхідно
застосовувати захисні пристрої для запобігання потраплянню пальців рук
працівника між роликом та заготовкою.
Не дозволяється працювати на згинальному верстаті у разі:
 випередження одного кінця або нерівномірного (ривками)
переміщення траверси;
 невідповідності ходу траверси (верхнього вала) показанням
індикатора;
 значного провисання верхнього вальця і прогину верхньої поверхні
балки верстата (постелі) під час прокатування.
Під час прокатування металевих листів на згинальному верстаті із
застосуванням полотнини або паперу не дозволяється розправляти складки, що
59

утворилися на полотнині або папері. Не дозволяється протирати опорні ролики
і валки під час їх обертання.
Під час роботи на профілезгинальному верстаті не дозволяється
перебування працівників на відстані менше 1 м від профілю.
Жолоби двовалкових правильно-полірувальних і багатовалкових
трубоправильних і сортоправильних верстатів повинні бути оснащені
накладками (з поліуретану, гуми) для зниження рівня шуму.
У місці вивантаження жолоби повинні мати пристрій для уникнення
викидання заготовки за його межі.

4.3. Вимоги до охорони праці під час холодного штампування металів

Під час штампування дрібних деталей невеликими партіями подавання
заготовок у штамп необхідно виконувати із застосуванням засобів малої
механізації (лотків, шиберів).
Подавання заготовок у штамп і видалення відштампованих деталей і
відходів зі штампа вручну дозволяється за наявності на пресі ефективних
захисних пристроїв (дворуке включення, фотоелементний захист, огородження
небезпечної зони преса) або при застосуванні штампів безпечної конструкції,
висувних або відкидних матриць, зблокованих із ввімкненням преса.
На невеликих штампах, застосовуваних на пресах з малим ходом повзуна,
необхідно передбачати зазори безпеки між рухомими і нерухомими їх
частинами:
 не більше 8 мм - між верхнім рухомим знімачем і матрицею, між
нерухомим нижнім знімачем і пуансоном при перебуванні повзуна
у верхньому положенні;
 не менше 20 мм - між нижнім знімачем і притиском та
пуансонотримачем, між втулками (у штампах з напрямними
колонками) і знімачем під час перебування повзуна в нижньому
положенні.
60

На пресах з великим ходом повзуна зазначений зазор безпеки 20 мм
повинен бути збільшений з таким розрахунком, щоб кисть руки працівника не
була притиснута в нижньому положенні повзуна.
Якщо за умовами роботи (установка штампа на пресі з нерегульованим
великим ходом повзуна) неможливо дотримати зазори безпеки між рухомими і
нерухомими частинами, небезпечні зони повинні бути обгороджені.
У штампах з напрямними колонками повинно блокуватися сходження
напрямних втулок з колонок під час підйому повзуна.
Противіджимні пристрої не повинні виходити з напрямного отвору під
час роботи преса або вони повинні розташовуватися на штампі відповідно до
вимог технологічної документації, затвердженої роботодавцем.
Застосування випадкових шайб і прокладок під час кріплення штампів не
дозволяється.
Під час штампування з рулону, крім основних рулонниць, необхідно
застосовувати пристрої для змотування відходів у вигляді стрічки або ножі для
розрізання стрічки при виході її зі штампа.
Під час закріплення верхньої частини штампа за допомогою хвостовика
розміри його повинні відповідати отворові в повзуні преса. За потреби повинні
використовуватися інші наявні в повзуні преса елементи кріплення (різьбові,
наскрізні отвори).
Застосовувати на хвостовиках штампів перехідні втулки дозволяється у
випадках, коли хвостовик призначений тільки для центрування.
Під час закріплення верхньої частини штампа до повзуна преса тільки
хвостовиком, а також при застосуванні кулькових напрямних елементів
сходження напрямних втулок зі стовпчиків під час роботи штампа не
дозволяється.
Установлення декількох пружин у штампах в наборі по висоті без
центрувальних елементів, які запобігають зсуванню пружин, не дозволяється.
Штампи із твердосплавними робочими деталями установлювати на
підкладні бруси не дозволяється.
61

Видалення застряглих у штампі деталей і відходів необхідно виконувати
відповідними пристроями (гачками, щітками) при вимкненому пресі.
Змащування штампів необхідно виконувати за допомогою спеціальних
пристосувань (ручних розбризкувачів або стаціонарних пристроїв для
змазування) для запобігання потраплянню рук працівника у небезпечну зону.
Під час роботи на пресах необхідно систематично перевіряти кріплення
штампів до преса, кріплення деталей штампів, стан захисних пристроїв,
прочищати канали для змащення і виходу повітря.

4.4 Вимоги до охорони праці під час шліфування металів

Зона оброблення та абразивні круги шліфувальних верстатів необхідно
відгороджувати захисним екраном згідно з вимогами ГОСТ 12.3.028-82 «ССБТ.
Процессы обработки абразивным и эльборовым инструментом. Требования
безопасности» (далі - ГОСТ 12.3.028-82). В оглядових вікнах дозволяється
використовувати органічне скло.
Дозволяється не встановлювати захисні пристрої: на верстатах, у яких
сам виріб виконує функції захисного пристрою (внутрішньошліфувальні
верстати); на оптичних профілешліфувальних верстатах і універсально-
заточувальних верстатах під час роботи без мастильно-охолоджувальних рідин
та за наявності пиловідсмоктувального пристрою.
Зона оброблення заготовок на круглошліфувальних верстатах, які
працюють зі швидкістю круга 60 м/с і вище, повинна повністю огороджуватися
з боку, де перебуває працівник.
Абразивні круги на заточувальних, обдирних і шліфувальних верстатах
(за винятком внутрішньошліфувальних) повинні відгороджуватися захисними
пристроями згідно з вимогами ГОСТ 12.3.028-82.
Дозволяється не застосовувати захисний кожух шліфувального круга на
автоматах і напівавтоматах для оброблення жолобів кілець упорних
62

підшипників за наявності загального захисного пристрою зони оброблення з
автоматичним блокуванням.
При змінюваній частоті обертання шліфувального круга необхідно
використовувати пристрій, який блокує роботу верстата зі швидкістю понад
допустиму швидкість для встановленого круга.
Під час абразивного оброблення заготовок використовувані мастильно-
охолоджувальні рідини не повинні знижувати механічну міцність круга.
На торцях шліфувальних і відрізних кругів (крім ельборових) діаметром
250 мм і більше, а також на шліфувальних кругах, призначених для роботи на
ручних шліфувальних машинах, повинні бути нанесені маркування згідно з
вимогами ГОСТ 12.3.028-82.
При зменшенні діаметра круга внаслідок його спрацьовування число
обертів шпинделя може бути збільшено, але не більше допустимого для даного
типу круга.
Перед установленням на верстат шліфувальний круг необхідно оглянути
для виявлення видимих дефектів. Для виявлення внутрішніх дефектів
просушений та очищений від пакувального матеріалу круг вільно надягають на
металевий або дерев'яний стрижень і простукують по торцевій поверхні
дерев'яним молотком масою 200-300 г.
Не дозволяється встановлювати на верстати круги, що не мають
позначення про випробування на механічну міцність, із простроченим терміном
зберігання та які видають при простукуванні деренчливий звук, а також круги з
виявленими на них тріщинами, вибоями або з відшаровуванням шару, що
містить ельбор.
Під час установлення шліфувальних кругів на шпиндель верстата між
торцевими поверхнями круга і фланців необхідно прокладати кільця з картону,
гуми, шкіри або алюмінію товщиною 0,5-1,5 мм і зовнішнім діаметром на 4 - 6
мм більше діаметра фланця.
Не дозволяється використовувати для роботи бічні (торцеві) поверхні
круга, якщо вони не призначені для цього виду робіт.
63

Під час установлення на одному шпинделі верстата двох кругів їх
діаметри не повинні відрізнятися більше ніж на 10%.
Шліфувальні круги діаметром понад 125 мм перед установленням на
верстат повинні пройти балансування. Виправлення кругів необхідно
виконувати виправлювальним інструментом.
Ручне полірування і шліфування дрібних деталей на полірувальних і
шліфувальних верстатах необхідно виконувати із застосуванням спеціальних
пристосувань і оправок. Утримувати деталі в руках не дозволяється.
Обдирання, шліфування і полірування великих деталей необхідно виконувати з
використанням відповідних засобів індивідуального захисту.
Чищення приймачів пилу заточувальних і обдирних верстатів та
видалення з них випадкових дрібних деталей дозволяється виконувати тільки
після повної зупинки круга.
Не дозволяється використовувати абразивний і ельборовий інструменти,
призначені для роботи з мастильно-охолоджувальними рідинами, без
застосування цих рідин.
Необертовий шліфувальний круг не повинен знаходитися в мастильно-
охолоджувальній рідині.
Мастильно-охолоджувальна рідина не повинна затримуватися в нижній
частині захисних кожухів абразивних кругів після вимикання приводу
шліфувального круга і насоса для подавання мастильно-охолоджувальної
рідини.
Під час роботи на стрічково-шліфувальних верстатах абразивну
полотнину необхідно відгороджувати кожухом по всій довжині полотнини, за
винятком зони контакту із заготовкою.
Під час оброблення заготовок вручну і без підведення мастильно-
охолоджувальних рідин на точильно-шліфувальних (стаціонарного виконання,
на тумбі і настільні) та обдирно-шліфувальних верстатах необхідно
застосовувати тверді допоміжні пристосування (столики, підпори) та екрани з
оглядовими вікнами з безосколкового скла для захисту очей.
64

Під час установлення допоміжних пристосувань необхідно, щоб верхня
точка дотику виробу і шліфувального круга знаходилася вище горизонтальної
площини, що проходить через центр круга, не більше ніж на 10 мм. Зазор між
допоміжним пристосуванням і кругом повинен становити не більше половини
товщини оброблюваного виробу. Краї допоміжних пристосувань з боку
шліфувального круга не повинні мати дефектів.
Захисний екран відносно круга необхідно розташовувати симетрично. У
разі неможливості використання стаціонарного захисного екрана необхідно
застосовувати відповідні засоби індивідуального захисту.
У круглошліфувальних верстатах кожух повинен закриватися з торця
кришкою, що прикріплюється на петлях. Знімні кришки дозволяється
використовувати лише в обґрунтованих випадках (недостатньо місця для
відкривання кришки у зв'язку з її конструктивними особливостями).
Деталі довжиною понад вісім діаметрів на круглошліфувальних верстатах
повинні оброблятись із застосуванням додаткових опор (люнетів).
Під час оброблення заготовок на внутрішньошліфувальних верстатах
патрони для закріплення заготовок необхідно відгороджувати регульованими
по їх довжині захисними кожухами з буртами біля переднього і заднього
торців.
Для шліфування і полірування деталей з магнієвих сплавів необхідно
використовувати абразивні матеріали, які не містять іскроутворювальних
елементів.
Не дозволяється заточувати інструмент і обробляти деталі з чорних
металів на шліфувально-заточувальних, шліфувальних і полірувальних
верстатах, призначених для оброблення виробів з магнієвих сплавів.
Не дозволяється обробляти вироби і деталі з титану і титаномагнієвих
сплавів на обдирно-шліфувальних верстатах.
Шліфування виробів з берилію і його сплавів необхідно виконувати із
застосуванням відповідних мастильно-охолоджувальних рідин.

65

Висновки

В даній кваліфікаційній роботі бакалавра проведено:
аналіз технологічності конструкції деталі «колесо зубчасте»;
підбір та обгрунтування типу матеріалу для виготовлення даної деталі;
в результаті проведених розрахунків визначено тип виробництва для
виготовлення деталі
вибір методів та кількості ступенів обробки поверхонь,
розробку технологічного процесу виготовлення деталі «колесо зубчасте»
(маршрутно-операційні карти),
розрахунки режимів різання та норм часу.
В третьому розділі спроектовано спеціальний верстатний пристрій для
обробки деталі «Колесо зубчасте» на зубофрезерній операції 070, на верстаті
5К310.
Також спроектовано спеціальний контрольний для вимірювання
відхилення від перпендикулярності торцевої поверхні Ø38/Ø115 мм, відносно бази
А, не більше 0,012 мм.
В розділі охорона праці розглянуто вимоги до охорони праці під час
оброблення металів різанням.

66

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Руденко П. О. Харламов В. О., Шустик О. Г. Вибір, проектування і
виробництво заготовок деталей машин. К. : Вища школа , 1993. 288 с.
2. ДСТУ 7806:2015 Прокат із легованої конструкційної сталі. Технічні
умови
3. ДСТУ 2960-94 Організація промислового виробництва основні
поняття
4. Аверченков В. І., Горленко О. О., Ільіцький В. Б.Збірник задач і
вправ з технологіі машинобудування: навч. посіб. Житомир : ЖІТІ, 2001. 314 с.
5. Технологія машинобудування./ Мельничук П.П., Боровик А.І.,
Лінчевський П.А., Петраков Ю.В. Житомир: ЖДТУ, 2005. 882 с.
6. Боженко Л. І. Технологія машинобудування. Проектування та
виробництво заготованок [Текст] : підручник для студ. машинобуд. спец. вищ.
навч. закладів. Львів : Світ, 1996. 368 с.
7. Кирилович В. А., Мельничук П. П., Яновський В. А. Нормування
часу та режимів різання для токарних верстатів з ЧПУ. Житомир : ЖІТІ, 2001.
600 с.
8. Бочков В.М. Сілін Р.І., Гаврильченко О.В. Металорізальні верстати:
Навч. Посібник. Львів.: ВидавництвоНаціонального університету «Львівська
політехніка», 2009. 268с.
9. Буц Б.Д., Приходько В.Є., Ткачов Ю.В. Розрахунок режимів різання
металів: Навч. Посіб. Д.: РВВ ДНУ, 2005. 76 с.
10. 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.
11. Плисак В. Ф., Роп'як Л. Я., Кустов В. В.. Металорізальні верстати і
промислові роботи : навч. посіб./ Івано-Франківськ : ІФНТУНГ, 2003. 170 с.
12. 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.
67

507с.
13. Залоюбовський М.Г., Малишев В.В. Машини та обладнання
підприємств: навч. Посібни. К.: Університет «Україна», 2020. 121с.
14. Богуслаєв В. О., Ципак В. І., Яценко В. К. Основи технології
машинобудування: навчальний посібник для студ. вищ. навч. Закладів.
Запоріжжя: Мотор Січ, 2003. 336 с.
15. Технологічне оснащення для високоефективної обробки на
токарних верстатах/ Кузнєцов Ю.М., Луців І. В., Шевченко О.В., Волошин В.Н.
за ред. Ю.М. Кузнєцова. Тернопіль; Терно-граф, 2011. 692с.
16. Технологія машинобудівних підприємств: підручник / Дикань В.
Л... Калабухін Ю. Є, Каличева Н. Є.та ін., за заг. ред. В. Л. Диканя. Харків:
УкрДУЗТ, 2020. 386 с.
17. Паливода Ю.Є., Дячун А.Є., Лещук Р.Я. Інструментальні матеріали,
режими різання, технічне нормування механічної оборобки : навчально-
методичний посібник. Тернопіль : Тернопільський національний технічний
університет імені Івана Пулюя, 2019. 240 с.
18. Інструменти для механічної обробки матеріалів / Стискін Г.М.,
Ревнівцев М.П., Берізко М.М., Мелещик В.А.. Л.: ОріянаНова, 2002. 240 с.
19. Дідик Р.П., Зіль В.В., Пацера С.Т. Розрахункові операції режимів
механічної обробки матеріалів: точіння, свердління, зенкерування, розгортання:
навч. посіб.. Д.: Національний гірничий університет», 2013. 196 с.
20. Кирилюк Ю.Е., Якимчук Г.К. Допуски и посадки: Справочник.-3-е
изд., перераб. и доп. К. Основа, 2005.296 с.
21. Григурко, І. О. Брендуля М.Ф., Доценко С.М. Технологія
машинобудування: дипломне проектування: [Текст] : Навчальний посібник для
ВНЗ Львів : Новий світ. 2011. 767 с.
22. Бочков В. М., Сілін Р. І. Обладнання автоматизованого виробництва
: навч. посіб. Львів: «Львів. Політехніка», 2000. 380 с.
23. Бабенко А.Г., Бондаревська К.В. Нормування праці :
навчальнонаочний посібник для студентів денної та заочної форм навчання.
Дніпропетровськ: Дніпропетровська державна фінансова академія, 2013. 158 с.
68

24. Контрольно-вимірювальні пристрої технологічних машин :
навчальний посібник / За ред. проф. З. А. Стецька. – Львів : Видавництво
Національного університету «Львівська політехніка», 2008. 321 с.
25. Технологія машино- та приладобудування./ Якимов О.В., Марчук
В.І., Якимов О.О., Ларшин В.П. Підручник: Луцьк, ЛДТУ 2005. 710 с.
26. Технологія машинобудування / Горбатюк Є. О., Мазур М. П., Зенкін
А. С. та ін. Львів : «Новий Світ 2000», 2009. 358 с.
27. Григурко І.О., Анастасенко С.М., Будуров В.Л. Проектування
технологічного оснащення (практикум) Навчальний посібник. Львів: «Новий
світ -2000» 2021. 220с.
28. Кузнєцов, Ю.М., Придальний Б.І. Приводи затискних механізмів
металообробних верстатів: монографія. Луцьк: Вежа-Друк, 2016. 352 с.
29. Петров О. В., Сухоруков С. І. Технологічна оснастка : навчальний
посібник. Вінниця : ВНТУ, 2018. 123 с.
30. Боровик А.І. Проектування технологічного оснащення: Навчальний
посібник. К, 1996. 488с.
31. Боровик А.І. Технологічна оснастка механоскладального
виробництва. К.:Кондор 2008. 726 с.
32. Гевко Б. М. Дичковський М. Г., Матвійчук А. В. Технологічна
оснастка. Контрольні пристрої [Текст] : Навчальний посібник. К. : ТОВ
«Кондор» 2009. 220 с.
33. ISO 16089:2015 « Станки. Вимоги щодо безпеки. Стаціонарні
шліфувальні верстати»
34. 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.
35. ДСТУ. 3008-95 Документація. Звіти у сфері науки і техніки.
Структура і правила оформлення.

69

Репозиторій ЧДТУ