ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9305| Title: | «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Розподільча втулка»» |
| Authors: | Шматков, Валерій Юрійович Левченко, Андрій Вікторович |
| Keywords: | Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі |
| Issue Date: | 2025 |
| Abstract: | На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Розподільча втулка»» Виконавець: здобувач групи ПМ-11 Левченко Андрій Вікторович Керівник: Шматков Валерій Юрійович Кваліфікаційна робота бакалавра містить 76 сторінку формату А4, 19 рисунків, 5 таблиць, 17 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі здійснено аналіз службового призначення деталі, проведено вибір матеріалу для виготовлення деталі, досліджено основні закономірності електрохімічної обробки, проведено розрахунок технологічних параметрів при ЕХО, розрахунок параметрів джерела струму та струмовідводу Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі при електрохімічній обробці, а також контрольний пристрій. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто cситему очищення та подачі робочої рідини. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9305 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Комп`ютерне конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Левченко Андрій.pdf Restricted Access | 2.04 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
До захисту допущено:
Завідувач кафедри ТОМВ
____________Георгій КАНАШЕВИЧ
«_____»_____________2025р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі
«Розподільча втулка»»
Виконав: здобувач 4 курсу, групи ПМ-11
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Комп’ютерне конструювання
обладнання та розробка технологій
машинобудування»
Левченко Андрій Вікторович
Керівник: Шматков В.Ю.
Рецензент: Якушев І. В., провідний інженер
ДП «Семпал»
Засвідчую, що у кваліфікаційній роботі
немає запозичень з праць інших
авторів без відповідних посилань.
Здобувач: __________________
підпис
Черкаси 2025 р.
Анотація
На кваліфікаційну роботу бакалавра на тему: «Конструкторсько-
технологічне забезпечення виготовлення деталі «Розподільча втулка»»
Виконавець: здобувач групи ПМ-11 Левченко Андрій Вікторович
Керівник: Шматков Валерій Юрійович
Кваліфікаційна робота бакалавра містить 76 сторінку формату А4, 19
рисунків, 5 таблиць, 17 літературних джерел.
В кваліфікаційній роботі здійснено аналіз службового призначення
деталі, проведено вибір матеріалу для виготовлення деталі, досліджено основні
закономірності електрохімічної обробки, проведено розрахунок технологічних
параметрів при ЕХО, розрахунок параметрів джерела струму та струмовідводу
Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі при
електрохімічній обробці, а також контрольний пристрій.
В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто
cситему очищення та подачі робочої рідини.
Abstract
For the bachelor's qualification work on the topic: "Design and technological
support for the manufacture of the part "Distribution sleeve""
Executor: applicant of the PM-11 group Levchenko Andriy Viktorovych
Supervisor: Valery Yurievich Shmatkov
The bachelor's qualification work contains 76 pages of A4 format, 19 figures, 5
tables, 23 literary sources.
In the qualification work, an analysis of the service purpose of the part was
carried out, the material for the manufacture of the part was selected, the basic laws
of electrochemical processing were studied, the calculation of technological
parameters for ECHO was performed, the calculation of the parameters of the current
source and current collector
Designed: a special machine tool for processing the part during electrochemical
processing, as well as a control device.
In the section on labor protection and safety in emergency situations, the
cleaning and supply system of the working fluid was considered.
3
ЗМІСТ
Вступ………………………………………………………………………………..5
1. Оглядова частина
1.1. Опис конструкції деталі……………….…………………..………………….6
1.2. Вибір матеріалу деталі ……………………………………………………….7
1.3. Традиційні методи обробки матеріалу………………………………………12
1.4 Новітні методи ЕЕО та ЕХО………………………………………………….18
2. Технологічний розділ
2.1 Основні закономірності електрохімічної обробки…………………………22
2.2 Розрахунок технологічних параметрів………………………………………23
2.3 Конструкція робочого електрод – інструменту……………………………..26
2.4 Розрахунок параметрів джерел струму та струмопідводів…………………28
2.5 Шорсткість поверхні та точність обробки…………………………………..30
2.6 Розрахунок системи подачі електроліту…………………………………….33
2.7 Обладнання для електрохімічної обробки…………………………………..35
3. Конструкторський розділ
3.1 Проектування верстатного пристрою……………………………………….37
3.2 Вибір схеми базування та установчих елементів…………………………..44
3.3 Вибір затискного пристрою………………………………………………….46
3.4. Економічні розрахунки………………………………………………………50
3.5. Розрахунок площ виробничих ділянок……………………………………..57
3.6. Проектування спеціального контрольно-вимірювального пристрою……59
4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Електрообладнання та система подачі та очищення робочої рідини верстата
моделі 4Г721М………………………………..…………………………………..62
4.2 Система подачі та очищення робочої рідини……………………………….64
4.3 Вказівка до заходів безпеки………………………………………………….66
Висновки………………………………………………………………………….74
Список використаних джерел………………………………………………….75
4
ВСТУП
Темпи розвитку сучасного виробництва зумовлюють необхідність
створення такої обробної техніки, яка здатна оперативно адаптуватися до
виготовлення нових виробів. Це є прямим результатом науково-технічного
поступу та безперервного вдосконалення технологічних процесів.
Важливе значення для підвищення продуктивності виробництва мають
такі чинники:
правильний добір матеріалів для виготовлення ріжучого та
допоміжного оснащення;
високий рівень якості контрольно-вимірювальних приладів;
раціональне використання сучасного обладнання і машин, які
гарантують гнучкість, точність та надійність процесів обробки.
Передові технології є ключовою умовою удосконалення наявних
виробничих процесів. До групи електрофізичних та електрохімічних способів
обробки (ЕФЕХМО) належать: електроерозійна, ультразвукова, електронно-
променева, лазерна, плазмова обробки, а також комплексні методи.
Основною вимогою під час обробки є надійне закріплення заготовки або
використання спеціальних пристроїв. Пристосування – це допоміжний елемент,
який використовується разом із верстатом чи технологічною системою з метою
правильного встановлення деталі для її обробки. Окрім фіксації заготовки,
пристосування для ЕФЕХМО може виконувати додаткові функції, зокрема
забезпечувати необхідну траєкторію руху інструменту або заготовки під час
обробки, подавати технологічний струм, формувати потік робочої рідини.
У межах кваліфікаційної бакалаврської роботи планується розробка
конструктивного та технологічного забезпечення для виготовлення деталі
«розподільча втулка». Для виконання цього завдання використовуються
теоретичні знання, набуті під час опанування фахових дисциплін, а також
практичні вміння у сфері проектування, розрахунків і технологічної підготовки
виробництва.
5
1. Інженерні розрахунки заданої деталі
1.1. Опис конструкції деталі
Згідно з завданням, оброблюваною деталлю є «Розподільна втулка».
Деталь являє собою циліндр з різними діаметрами 60 мм, 80 мм, 100 мм та 30
мм. На поверхні, яка має діаметр 60 мм розміщенні два пази паралельні вісі
симетрії розміри паза 74х45х10 мм. Деталь має центральний отвір діаметром 10
мм, та довжиною 192 мм. З торцевої поверхні, яка має діаметр 80 мм розміщено
6 отворів діаметром 10 мм та під кутом 45°.
Розподільна втулка призначена для розділення одного потоку рідин та
газів в декілька. Дана деталь призначена для розподілення потоку розчину
солей та лугів, які використовуються в електрохімічних верстатах. Тому для
виготовлення даної деталі потрібно використовувати корозійностійкий
матеріал, що в свою чергу несе складність його обробки.
Рис.1.1. – Деталь типу: «Розподільна втулка»
6
1.2. Вибір матеріалу деталі
Під час експлуатації деталь знаходиться у кислотно-паровому середовищі
при імпульсному навантаженні до5·107 Па і температурою нагрівання не більше
150°С.
Виходячи з даних умов експлуатації (середовище обробки та імпульсному
навантаженні) та технічних умов (високу теплопровідність і досить значну
твердість) попередньо приймаю в якості матеріалу вуглецеву сталь. Така сталь
застосовується при роботі в навантаженому стані при високих температурах та
агресивному середовищі на протязі деякого часу і має при цьому достатню
стійкість до знакозмінних навантажень.
Застосовується для виготовлення зварної апаратури, що працює в
середовищах підвищеної агресивності (азотній кислоті, азотнокислих
середовищах, оцтовій кислоті, розчинах лугів і солей); теплообмінних, муфелів,
труб, деталей пічної арматури, електродів іскрових запальних свічок. Сталь
корозійностійка, нестабілізована хромонікелева аустенітного класу. Сталь
04Х18Н10 (табл. 1.1) володіє більш високою стійкістю до міжкристалічної
корозії, ніж сталь марки 08Х18Н10Т.[1]
Тому, аналізуючи дані умови, в найбільшій мірі відповідає сталь
04Х18Н10. Така сталь працює при високих знакозмінних навантаженнях на
згинання.
Таблиця 1.1 Характеристика сталі 04Х18Н10 [1]
Марка сталі Твер- Границя Тимчасо- Відносне Віднос- Ударна
дість, текучос- вий опір видовжен не зву- в’яз-
НВ ті σТ, розриву, -ня, δВ, % ження кість,
мПа σВ, МПа ψ, % кДж/м2
не менше
Сталь 04Х18Н10
ДСТУ 3953-2000 180 16 450 40 36 64
7
Властивості і застосування сталі 12Х18Н10Т
Сучасний прогрес людства тісно пов'язаний із впровадженням нових
технологій, створенням інноваційних матеріалів для використання в різних
секторах промисловості та продовженням терміну експлуатації виготовлених
деталей, машин і обладнання.
Одним із ключових етапів у розвитку металургії стало створення та
освоєння нержавіючих сталей. Розглянемо найбільш поширену сталь
12Х18Н10Т, виявимо її переваги, недоліки, вплив легуючих елементів на її
характеристики та можливість використання в різних галузях промисловості
[1].
Сталь 12Х18Н10Т є нержавіючою сталлю аустенітного типу з вмістом
титану до 1%. Хімічний склад регламентується стандартом ГОСТ 5632-72 для
нержавіючих сталей аустенітного класу. Основні переваги цієї сталі: висока
пластичність і ударна в'язкість.
Оптимальною термічною обробкою для цих сталей є гартування при
температурі 1050°C-1080°C у воді. Після гартування механічні властивості
характеризуються максимальною в'язкістю та пластичністю, хоча міцність і
твердість не є високими.
Аустенітні сталі використовуються як жароміцні при температурах до
600°C. Основними легуючими елементами є хром (Cr) і нікель (Ni). Однофазні
сталі мають стабільну структуру однорідного аустеніту з незначним вмістом
карбідів титану (для запобігання міжкристалічній корозії). Така структура
формується після гартування при температурах 1050°C-1080°C. Аустенітні та
аустенітно-феритні сталі мають відносно низький рівень міцності (700-850
МПа) [1].
Розглянемо особливості впливу легуючих компонентів на структуру сталі
12Х18Н10Т. Хром, вміст якого в цій сталі становить 17-19%, є ключовим
елементом, що забезпечує здатність металу до пасивації та високу корозійну
стійкість. Легування нікелем переводить сталь в аустенітний клас, що має
суттєве значення, оскільки дозволяє поєднувати високу технологічність сталі з
8
унікальними експлуатаційними характеристиками. При наявності 0,12%
вуглецю сталь має повністю аустенітну структуру при температурах понад
900°C, що пов'язано з сильним аустенітоутворюючим впливом вуглецю.
Співвідношення концентрацій хрому і нікелю впливає на стабільність аустеніту
під час охолодження до твердого розчину (1050-1100°C). Окрім основних
елементів, слід також враховувати присутність у сталі кремнію, титану та
алюмінію, які сприяють формуванню фериту [1].
Одним із методів зміцнення сортового прокату є високотемпературна
термічна обробка (ВТМО). Можливості зміцнення за допомогою ВТМО
досліджували на виробничому об'єднанні «Кіровський завод». Заготовки
(100х100 мм, довжиною 2,5 - 5 м) нагрівали в печі до 1150 - 1200°C і
витримували при цих температурах 2-3 години. Прокатку виконували за
звичайною технологією; готові прутки діаметром 34 мм надходили в гартівні
ванни, заповнені проточною водою, де охолоджувалися не менше 90 секунд.
Найбільшу міцність мав прокат, підданий ВТМО при найменших температурах
деформації та проміжку часу від завершення прокатки до гарту. Так, при ВТМО
сталі 08Х18Н10Т межа плинності зросла на 45-60% у порівнянні з її рівнем
після звичайної термічної обробки (ЗТВ) і в 1,7-2 рази в порівнянні з ГОСТ
5949-75; пластичні властивості при цьому знизилися незначно і залишилися на
рівні вимог стандарту. Нержавіюча сталь 12Х18Н10Т зміцнена більше, ніж
сталь 08Х18Н10Т, однак зниження міцності при підвищенні температури
відбувалося більшою мірою внаслідок зниження стійкості сталі до втрати
міцності при збільшенні вмісту вуглецю. Короткочасні високотемпературні
випробування показали, що вищий рівень міцності термомеханічно зміцненого
прокату, виявлений при кімнатній температурі, зберігається і при підвищених
температурах. При цьому сталь після ВТМО втрачає міцність з підвищенням
температури меншою мірою, ніж сталь після ЗТВ [1].
Хромонікелеві нержавіючі сталі широко застосовуються у зварних
конструкціях кріогенної техніки при температурах до - 269°С. Їх також
використовують для виготовлення резервуарного, теплообмінного та
9
реакційного обладнання, включно з паронагрівачами та трубопроводами, що
працюють під високим тиском і можуть експлуатуватися при температурах до
600°С. Ці сталі знаходять застосування у виробництві елементів печей, муфелів
і колекторів вихлопних систем. Максимально допустима температура
використання жаростійких виробів з таких сталей протягом 10 000 годин сягає
800°С, а утворення інтенсивної окалини починається при 850°С. За умов
безперервної роботи сталь зберігає стійкість до окислення як на повітрі, так і в
атмосфері продуктів згоряння палива при температурах нижче 900°С і при
теплових коливаннях до 800°С [1].
Нержавіюча сталь марки 12Х18Н10Т застосовується для виготовлення
зварних конструкцій у різних промислових сферах, а також для обладнання, що
контактує з азотною кислотою, іншими окислювальними середовищами,
деякими органічними кислотами середньої концентрації, органічними
розчинниками та для роботи в атмосферних умовах. Сталь 08Х18Н10Т
рекомендується для зварних конструкцій, які експлуатуються в більш
агресивних середовищах порівняно з 12Х18Н10Т, і відзначається підвищеною
стійкістю до міжкристалітної корозії [1]. Завдяки поєднанню високої міцності
та експлуатаційних характеристик, нержавіюча сталь 12Х18Н10Т знайшла
широке застосування в різних промислових галузях. Вироби з цієї сталі мають
тривалий термін служби та зберігають свої властивості протягом усього періоду
експлуатації [1].
Сталь 40Х належить до легованих конструкційних сталей, які детально
регламентовані державними стандартами. Її склад включає спеціально додані
елементи, що забезпечують необхідні технічні властивості. Основним
легуючим компонентом є хром, що позначено літерою "Х" у маркуванні. Ця
сталь переважно використовується для виготовлення деталей, які потребують
підвищеної міцності та термообробки. Існують аналоги сталі 40Х, серед яких
38Х, 40ХН, 40ХФ, 45Х, 40ХС [1].
Області застосування сталі 40Х включають виробництво кілець для
пружин і карбюраторних голок, що постійно піддаються навантаженням на
10
розрив і стискання. Також її використовують для виготовлення осей, валів,
плунжерів, втулок, оправок, кілець, болтів, рейок, штоків, піввісей та інших
деталей, до яких висуваються вимоги високої міцності. Крім того, сталь 40Х
застосовується у виробництві штампованих заготовок, поковок і
трубопровідної арматури. Важливо зазначити, що всі ці деталі потребують
термічної обробки – гарту в маслі з подальшим відпуском у маслі або на повітрі
[1].
Технологічні особливості сталі 40Х передбачають, що процес зварювання
цієї сталі є досить складним, оскільки вона вважається важкозварюваною.
Зварювальні роботи потребують попереднього підігріву елементів до
температури 200–300°С. Крім цього, сталь схильна до крихкості після відпуску
[1].
11
1.3. Традиційні методи обробки матеріалу
Гаряче об’ємне штампування.
Широка номенклатура форм, габаритів поковок і різноманіття сплавів, з
яких вони виготовляються, зумовлює застосування різних методів гарячого
штампування. Оскільки характер переміщення металу в процесі деформації
залежить від конструкції штампа, саме ця ознака вважається визначальною для
поділу способів штампування. Відповідно до виду штампа, розрізняють
штампування у відкритих і закритих штампах[2].
Відкрите штампування.
Штампування у відкритому штампі відзначається змінним проміжком
між рухомою та фіксованою частинами інструмента. Через цей зазор виходить
частина металу – облой, який герметизує порожнину штампа, змушуючи
основну масу металу повністю заповнити форму. На завершальному етапі
формування у облой виштовхуються надлишки матеріалу, що перебували в
штампі, що дає змогу не пред’являти високих вимог до точної ваги заготовок.
Згодом облой обрізається в окремих обрізних штампах. Метод відкритого
штампування дозволяє отримувати поковки практично будь-якої
конфігурації[2].
Закрите штампування.
На відміну від відкритого, штампування в закритих штампах
характеризується повністю ізольованою формою протягом усього процесу
деформації. Величина зазору між рухомою і стаціонарною частинами штампа
при цьому фіксована й незначна, що виключає утворення облою.
Під час закритого штампування необхідно точно дотримуватися
відповідності об’єму заготовки об’єму поковки. У разі нестачі металу краї
форми можуть залишитися незаповненими, а при надлишку – висота виробу
перевищуватиме нормативні межі.
Суттєвими перевагами закритого штампування є зменшення витрат
металу завдяки відсутності облою. Крім того, поковки, отримані таким
12
способом, мають покращену внутрішню будову: волокниста структура
орієнтується вздовж контурів виробу, а не переривається на межі витікання
металу.
До процесів, що належать до закритого штампування, також відносять
видавлювання і прошивання, адже штампи для них виконуються як замкнуті, і
витрати металу у вигляді задирок не передбачаються[2].
Рис.1.2 – Схеми штамповки в відкритих і закритих штампах
Ливарне виробництво є важливою галуззю машинобудування, що
спеціалізується на отриманні литих заготовок (виливків) для виготовлення
деталей машин. Зокрема, це можуть бути станини прокатних станів, корпуси
гідротурбін, станини металоріжучих верстатів. До таких виробів також
належать масивні виливки, вагою в десятки чи сотні тонн, а також невеликі
деталі, що важать лише кілька грамів, які використовуються в радіоелектроніці,
годинниковій промисловості й інших галузях. Основна ідея ливарного процесу
полягає в підготовці розплавленого металу необхідної якості та його заливці у
спеціальну ливарну форму. Після охолодження метал твердне, зберігаючи
форму та розміри порожнини, в яку був залитий. Існують різноманітні способи
лиття, серед яких виділяють лиття в піщані чи оболонкові форми, спосіб за
виплавлюваними моделями, лиття у кокіль, під тиском або відцентрове лиття.
Вибір конкретного методу залежить від об'єму виробництва, вимог до точності
та чистоти поверхні виливків, економічних факторів та цільового призначення
продукції. Залежно від умов використання розрізняють виливки загального,
13
відповідального й особливо відповідального призначення. До першої групи
відносять вироби для деталей, які не враховують міцності; їхня форма й
розміри визначаються лише технологічними потребами. До відповідального
призначення належать вироби для деталей, що мають забезпечувати міцність
при статичних навантаженнях. Особливо відповідальні виливки застосовують
для деталей, розрахованих на міцність при циклічних чи динамічних
навантаженнях. Габарити, матеріал і метод виготовлення впливають на точність
виливків, яка регулюється ГОСТ 26645-85 і має 22 класи. Наприклад, для лиття
в піщані форми й відцентрового методу характерна точність 6-14 класів; в
оболонкових формах і кокілях – 4-11; за виплавлюваними моделями – 3-8; під
тиском – 3-7 класів. Ливарні форми мають забезпечувати цілий набір
властивостей. Це міцність для збереження форми й розмірів під час заливки і
кристалізації металу; піддатливість для уникнення опору усадці; вогнетривкість
і хімічна стійкість при контакті з розплавленим металом; газопроникність для
вільного виходу газів і водяної пари під час заливки [3]
.
Рисунок 1.3 – Ливарна форма
Фрезерування – це один із найефективніших і найбільш поширених
методів обробки поверхонь деталей за допомогою багатолезового ріжучого
інструмента – фрези. Цей технологічний процес формування поверхонь
характеризується основним обертальним рухом інструмента та переважно
поступальним рухом подачі. Рух подачі може також бути обертальним, якщо
заготовка обертається навколо осі столу або барабана (наприклад, у
карусельно-фрезерних чи барабанно-фрезерних верстатах). На фрезерних
верстатах обробляються поверхні різних типів: горизонтальні, вертикальні,
14
похилі площини, фасонні контури, уступи і пази з різноманітними
профілями[2]. Однією з ключових особливостей процесу фрезерування є
періодичність різання кожним зубом фрези. Зуб контактує із заготовкою лише
на ділянці свого обороту, виконуючи різання, а потім проходить фазу холостого
ходу до момента наступного врізання. У циліндричному фрезеруванні площин
основну роботу виконують зуби, розташовані на бічній поверхні фрези, тоді як
у торцевому фрезеруванні залучаються зуби, що розташовані як на бічній, так і
на торцевій частинах інструмента. Обидва типи фрезерування – циліндричне та
торцеве – можуть виконуватися двома способами залежно від напрямку
обертання фрези та руху подачі заготовки[2]:
1. Зустрічне фрезерування: коли напрямок подачі протилежний напрямку
обертання (головного руху різання). У цьому випадку навантаження на зуб
поступово збільшується з нуля до максимуму, але виникає тенденція до
вібрацій, оскільки сила прагне відірвати заготовку від столу. Перевагою цього
підходу є ефективне видалення верхнього твердого шару ("з-під кірки"), хоча
недоліком є підвищений знос інструмента через початкове ковзання зуба по
наклепаній поверхні.
2. Попутне фрезерування: коли напрямок руху подачі збігається з
напрямком головного руху різання. У цьому способі зуб відразу зрізає шар
максимальної товщини й отримує велике навантаження. Такий підхід знижує
знос фрези, зменшує шорсткість поверхні й сприяє зменшенню вібрацій
завдяки тому, що сила притискає заготовку до столу. Таким чином, вибір між
зустрічним і попутним фрезеруванням залежить від конкретних умов роботи,
вимог до якості поверхні й довговічності інструмента.
Свердління – це популярний метод створення отворів у суцільних
матеріалах. За допомогою свердління отримують як наскрізні, так і глухі
(некрізні) отвори, а також обробляють вже існуючі отвори для збільшення їх
розмірів, підвищення точності та зменшення шорсткості поверхні[2].
Процес свердління здійснюється шляхом обертання інструменту навколо
осі – це основний рух різання, а також поступального руху вздовж осі – руху
15
подачі. Обидва ці рухи забезпечуються свердлильним верстатом. У процесі
різання при свердлінні виникають більш складні умови, ніж під час точіння.
Відведення стружки та подача охолоджуючої рідини до ріжучих кромок
інструменту ускладнені. При відведенні стружки відбувається тертя між нею та
поверхнею канавок свердла, а також між свердлом та поверхнею отвору. Це
призводить до збільшення деформації стружки та виділення тепла. Зміна
швидкості основного руху різання вздовж ріжучої кромки від максимального
значення на периферії свердла до нульового значення в центрі також впливає на
деформацію стружки[2].
Шліфування металів — це процес обробки поверхні, що полягає у
видаленні матеріалу з металевих виробів за допомогою абразивних
інструментів. Цей метод застосовується для досягнення високої точності
розмірів, поліпшення шорсткості поверхні та підвищення її якісних
характеристик[2].
Основні етапи процесу шліфування[2]:
1. Підготовка поверхні: перед шліфуванням поверхня металу
очищається від забруднень, іржі та інших дефектів.
2. Вибір абразивного матеріалу: вибирається відповідний абразивний
матеріал (наприклад, корунд, алмаз або карбід кремнію) залежно від типу
оброблюваного металу та вимог до якості обробки.
3. Налаштування верстата: шліфувальний верстат налаштовується на
необхідні параметри: швидкість обертання, подачу та тиск на оброблювану
поверхню.
4. Процес шліфування: відбувається безпосереднє шліфування, під час
якого абразивний матеріал видаляє шар металу, формуючи необхідну
геометрію та якість поверхні.
5. Завершення обробки: після шліфування проводиться перевірка
обробленої поверхні на відповідність вимогам, а також очищення від
абразивних частинок.
16
Види шліфування металів
Існує кілька основних видів шліфування, які відрізняються за способом
обробки та застосуванням[2]:
1. Плоске шліфування:
використовується для обробки плоских поверхонь.
застосовуються шліфувальні круги з абразивним покриттям.
2. Циліндричне шліфування:
призначене для обробки циліндричних деталей.
може бути зовнішнім (для зовнішніх поверхонь) або внутрішнім
(для отворів).
3. Конічне шліфування:
відбувається обробка конічних поверхонь.
використовуються спеціальні шліфувальні круги.
4. Шліфування профілів:
застосовується для обробки деталей з складними формами.
використовуються шліфувальні інструменти з різними формами.
5. Фінішне шліфування:
використовується для досягнення високої точності та якості
поверхні.
застосовується на завершальному етапі обробки.
6. Шліфування на спеціальних верстатах:
включає в себе шліфування на верстатах з числовим програмним
керуванням (ЧПК) для автоматизації процесу[2].
Шліфування металів є важливим процесом у металообробці, що
забезпечує високу точність і якість оброблених виробів. Вибір виду шліфування
залежить від типу деталі, вимог до обробки та використовуваних матеріалів[2].
17
1.4 Новітні методи ЕЕО та ЕХО
Під загальною назвою електрофізичні та електрохімічні методи обробки
матеріалів об'єднуються такі методи, як електрохімічні, електро-хіміко-
механічні (анодно-механічні), електроерозійні, електрогідравлічні, електронно-
променеві, плазменні, ультразвукові, світлопроменеві та інші. Вони
відрізняються від механічної обробки, що здійснюється різанням або тиском,
тим, що використовують електричну енергію або специфічні фізичні явища,
створювані цією енергією, як обробний інструмент[4.5 ].
Методи електротехнології мають ряд особливостей, які вигідно
відрізняють їх від традиційних методів обробки матеріалів[4.5]:
1. Незалежність від фізико-механічних властивостей. Швидкість,
якість і продуктивність обробки не залежать від механічних властивостей
оброблюваних матеріалів. Можливість обробки матеріалів з будь-якими
механічними характеристиками без значних механічних зусиль. Оскільки
зняття матеріалу при нових видах обробки (за винятком ультразвукової) не
відбувається шляхом механічного впливу, це пояснює незалежність параметрів
процесу від механічних властивостей матеріалу. Наприклад, при
електроерозійній обробці, під дією джерела тепла температурою близько 10000
°C, будь-який метал або електропровідний сплав плавиться і випаровується.
При електрохімічному процесі розчинення поверхні оброблюваної деталі також
не впливають її механічні характеристики. Хоча обробка електрофізичними та
електрохімічними методами різних матеріалів не є однаковою, на
продуктивність цих методів впливають фізичні та хімічні властивості
матеріалів, наприклад, теплопровідність при електроерозійній обробці або
валентність при електрохімічній.
2. Відсутність спеціальних інструментів. Не потрібно
використовувати інструменти або абразиви, які є твердішими за оброблюваний
матеріал. При електрофізичних і електрохімічних методах тиск інструмента на
деталь практично відсутній або дуже незначний. У більшості процесів обробки
18
наявність зазору між електродом-інструментом і оброблюваною деталлю є
обов'язковою умовою. Лише в деяких операціях, таких як ультразвукова
обробка, інструмент робить помітний тиск на деталь. У променевих методах
обробки інструмент, у традиційному розумінні, взагалі відсутній.
Новим методам властивий високий ступінь зосередження енергії в часі та
просторі. Енергія під час цих процесів концентрується на невеликій площі
поверхні оброблюваної деталі, і щільність енергії може досягати дуже високих
значень, обумовлених мільйонами ватів на квадратний сантиметр. Імпульсний
характер енергії, що діє протягом короткого проміжку часу, призводить до
виділення великої потужності в робочій зоні. Тому на площі поверхні, що
вимірюється в квадратних мікронах, за час, що вимірюється в мікросекундах,
температура може досягати десятків тисяч градусів, створюючи прискорення, в
кілька тисяч разів перевищуючи прискорення сили тяжіння, та миттєві тиски в
сотні і тисячі атмосфер.
Ці особливості дозволяють виконувати такі операції, як виготовлення
трубопроводів для гідросистем без задирок у місцях з'єднань, розрізання тонких
труб із спеціальних сплавів, шліфування торцевої поверхні конструкцій із
тонкої фольги та інші, які не можуть бути успішно виконані звичайними
механічними методами через значне зусилля різання з боку ріжучого
інструмента або шліфувального круга, або через складність виконання
відповідної кінематичної побудови верстата.
3. Значне зменшення витрат матеріалів. Ця перевага нових методів має
особливе значення при обробці таких матеріалів, як германій, кремній, рубін,
кварц, діамант та інші монокристали. Наприклад, під час їхнього розпилювання
утворюється дуже вузька щілина і більш економний розкрій матеріалу, що
забезпечує значну економію дорогих ресурсів. Використання нових технологій
також зменшує потребу в абразивах, діамантах, твердих сплавах,
інструментальних сталях тощо.
4. Висока точність виготовлення деталей. У сучасному машинобудуванні
часто вимагається обробка деталей з надзвичайно високою точністю. Це
19
стосується плунжерних пар, форсунок, розпилювачів паливних систем,
магнітопроводів прецизійних електродвигунів, цанг малого діаметра. Необхідна
точність обробки цих компонентів коливається в межах 2-5 мкм. Досягнення
такої точності механічною обробкою пов'язане з великими труднощами, а
застосування електрофізичних і електрохімічних методів дозволяє ефективно
вирішувати цю задачу. Виготовлення точних мініатюрних деталей механічним
шляхом є складним або навіть неможливим, що є однією з основних причин
використання електротехнологічних методів.
5. Придатність для виконання ряду операцій, не здійснених механічними
методами. Однією з характерних переваг нових технологій є можливість
обробки всієї оброблюваної поверхні одночасно шляхом отримання відбитка,
що копіює форму інструмента. Особливо доцільно використовувати ці методи,
наприклад, для виконання таких операцій, які важко здійснити механічним
шляхом, як обробка отворів або порожнин у важкодоступних місцях чи на
великій глибині.
6. Можливість локальної обробки виробів великих розмірів без
спеціальних великих верстатів. Це також дозволяє скоротити кількість
переходів при обробці виробів складних форм.
7. Можливість повної механізації та автоматизації. Електрофізичні та
електрохімічні методи, завдяки своїм особливостям, є дуже адаптивними, що
дозволяє автоматизувати та механізувати технологічні процеси простішими
засобами, ніж при механічній обробці.
8. Висока продуктивність і економічна ефективність. Зменшення браку та
зниження трудомісткості обробки. Інтенсифікація процесів механічної обробки.
У деяких випадках механічної обробки вже досягнуті технологічні параметри,
близькі до максимально можливих. Використання в таких ситуаціях
електрофізичних або електрохімічних методів може суттєво поліпшити
параметри обробки. Наприклад, точіння різанням з накладенням ультразвуку,
анодно-механічна обробка важких металів з чистотою до 0,16…0,08,
електроалмазне шліфування твердих сплавів тощо.
20
Рисунок 1.4 – Схема електроерозійної обробки
Рисунок 1.5 – Схема формоутворення копіюванням геометричної форми
21
2. Технологічний розділ
2.1 Основні закономірності електрохімічної обробки.
Склад електроліту
Електроліт повинен забезпечити проходження електричного струму між
електродами, сприяти протіканню бажаних реакцій на поверхні електродів, а
також виносити з між електродного проміжку (МЕП) продукти розчинення.
Для отримання високих технологічних показників ЕХО необхідно, щоб
електроліт відповідав таким вимогам[5]:
- якомога менша кількість побічних реакцій, що знижують вихід по
струму;
- локалізація анодного розчинення металу лише в зоні обробки;
- забезпечення електричного струму розрахункової величини на всіх
ділянках оброблюваної поверхні.
Я вибираю для ЕХО електроліт NaCl тому, що він відповідає всім вище
зазначеним вимогам. Вміст компоненту 100-200 г/л, коефіцієнт виходу по
струму η=0,86, густина ρе=1,071 г/см3, се=3770 Дж/кг·К, ν=1,1·10-4 м2/с.
22
2.2 Розрахунок технологічних параметрів
Визначаємо лінійну швидкість електрохімічного розчинення[5]:
U −Δφ
Vл = kν ⋅ χ ⋅ η ⋅ e (2.1)
еф δ
Для даного матеріалу вибираємо хлорид натрію вміст якого складає 100
г/л, приймаємо С=10%.
При такій концентрації χ = χ .
еф
χ = 12,1 См/м [5]
еф
- ефективна питома електропровідність електроліту.
еф
��еф = ��е − ���� = 10 − 1,5 = 8,5 (2.2)
���� = ���� + ���� = −1,5 + 3 = 1,5 (2.3)
к
� = (2.4)
����
16,3⋅10−3
к = = 0,002см3
�� /А ⋅ хв = 2мм/А ⋅ хв = 0.03мм/А ⋅ с
7,76
0,3...0,5мм, вибираємо 0,4 103 м; 0,86
m - густина металу.
Електрохімічні еквіваленти та густина деяких металів та сплавів [5]
8,5
Vл 2 0,0121 0,86 0,442мм / хв
0,4
Визначаємо ефективну питому електропровідність:
��л⋅���� 0,442⋅0,45 0,0136См
��еф = = = (2.5)
к��⋅��⋅(��е−����) 2⋅0,86⋅8,5 мм
���� = ��0 + ���� = 0,4 + 0,05 = 0,45мм (2.6)
t - розрахунковий МЕП з врахуванням підвищення темпера тури
електроліту під час ЕХО,
0 - розрахунковий МЕП для te 18C.
Визначаємо температуру електроліту вздовж МЕП[5]:
23
/ 1
" еф 0,0136 / 0,01211
tел tе 18 23,6С
0,022 (2.7)
0.022
tеl 25С
- питома електропровідності електроліту
tе - температура електроліту на вході в МЕП (звичайно, беруть tе 18C )
tеl - температура електроліту вздовж МЕП;
0.022 для солей 0.2для лугів.
" '
Порівнюючи tел і tеl вибираємо мінімальну, тобто tеl 25С
t - допустима в даному технологічному процесі різниця температур
tеl tе
t 23,6 18 5,6С
Визначаємо густину струму:
Uеф 8,5
і 0,0136 0,228A / мм2 (2.8)
а еф
t 0,45
іа - анодна густина струму
Знаходимо швидкість протікання електроліту:
к ⋅(�� −����)⋅��⋅��′
��е ≥ ���� е ��
2 (2.9)
�� ⋅��г.кр
5,2 ⋅ 10−8 ⋅ 109 ⋅ 8,5 ⋅ 0,0136 ⋅ 40
��е = = 1,616 ⋅ 103мм/с
0, 42 ⋅ 0,5
��′
�� = 5 ⋅ 2 + 30 = 40мм
к −8 3
���� = 5,2 ⋅ 10 м /А ⋅ с
кr - об’ємний електрохімічний еквівалент газу.
Qг.кр 0,5
l '
n - максимальна довжина МЕП, разом з ізольованими поверхнями ЕІ.
Крім того, електроліт повинен протікати з швидкістю достатньою для
виносу виділеної теплоти, тобто його швидкість повинна перевищувати
значення:
24
і2⋅��′′ 2
а �� 0,228 ⋅6 103мм
��е′ ≥ = = 1,995 ⋅ (2.10)
��⋅����⋅����⋅���� 0,0121⋅1,071⋅10−3⋅3,77⋅5,6 с
��′′
�� = 5 + 1 = 6мм
���� = 1,071г/см3 = 1,071 ⋅ 10−3г/мм3
���� = 3770Дж/кг ⋅ К
���� = 5,6°С
e та Сe - відповідно густина та питома провідність електроліту (додаток
З),
t - допустима в даному технологічному процесі різниця температур
t ''
еl tе ln - максимальна довжина МЕП вздовж струмопідвідних поверхонь ЕІ.
Порівнюючи Vе і Vе' вибираємо більше Vе 1,995 103мм / с
25
2.3 Конструкція робочого електрод - інструменту
ЕХО за допомогою ЕІ електроізоляційним покриттям та струмопідводним
поясом висотою h=1 мм забезпечує сталу форму перерізу МЕП (рис.2.1).
Рисунок 2.1 – Схема зазорів між електродом-інструментом і заготовкою
при прошиванні
Визначення бокового і торцевого значення МЕП та загального часу
обробки максимально допустиме значення МЕП:
Максимально допустиме значення МЕП[5]:
Kv еф (Ue ) 2 0,0136 0,86 8,5
m 0,45мм (2.11)
Vл 0,442
Значення бокового МЕП:
2
Б 2 T 1T 2 0,405 1 0,4052 0,33мм (2.12)
Із діаметра порожнини знаходимо діаметр електрода
D0 Di 2Б
(2.13)
Di D0 2Б 10 2 0,33 9,34мм
26
Тривалість ЕХО[5]:
X m 30 0,45 103
е 30хв (2.14)
Vл 0,442
Загальний час обробки одної деталі 306180 хв або 3 години.
Х- переміщення ЕІ відносно поверхні деталі на початку обробки.
Рисунок 2.2 – Схема робочих розмірів міжелектродних проміжків при
електрохімічному прошиванні отворів деталі типу «Розподільна втулка».
27
2.4 Розрахунок параметрів джерел струму та струмопідводів
Джерела Живлення ЕХО перетворюють зміну напругу електричної
мережі у постійну або уніполярну імпульсну. Вихідна напруга звичайно не
перевищує 36 В.
Визначаємо максимальну силу струму[5]:
Vл SI (2.15)
kл
де Vл - розрахункова швидкість знімання металу,
S – площа робочої частини ЕІ.
Знаходимо площу[5]:
площа циліндричних електродів:
St 3,14 9,342 273,92 мм2
площа бічних поверхні
Sb 2 3,14 0,75 3,17 14,9 мм2
Sсум 273,9214,9 288,82мм2
Vл S 0.54 288,82
I 109,2 A (2.16)
k 0,92 2
Визначаємо площу перерізу шини:
I 109,2
S 72,8мм2 (2.17)
ш
jгр 1,5
j 2
гр 1,5А / мм ,
де jгр - гранична густина струму
Визначаємо площу контакту струмопідводу у місці з’єднання:
I 109,2
Sк 54,6мм2 (2.18)
jк 2
j 2
гр 2А / мм
де jгр - гранична густина струму у місці з’єднання, що становить 2 А/мм2
для не охолоджуваних струмовідводів і 8А/мм2 для охолоджуваних.
28
При конструюванні заготовки ЕІ необхідно передбачити місця
приєднання струмовідводів, розраховані відносно до наведених формул.
29
2.5 Шорсткість поверхні та точність обробки
Шорсткість поверхні Rz визначається мікрорельєфом, що утворюється на
поверхні деталі внаслідок електрохімічного процесу (ЕХО). Вона залежить від
структури матеріалу, його складу, температури та швидкості прокачування
електроліту, а також електричних параметрів режиму. Основним чинником
формування мікрорельєфу є міжкристалічне розтравлювання матеріалу.
Шорсткість поверхні зменшується при зниженні температури електроліту,
підвищенні густини струму та швидкості прокачування електроліту[5].
У попередніх розрахунках, при визначенні швидкості подачі електродів-
інструментів (ЕІ), вважалося, що величина механічної ефективної площі (МЕП)
δ є сталою по всій оброблюваній площі. Проте, насправді поверхня заготовки
може мати певні відхилення від розрахункових розмірів у межах допуску. Як
результат, величина МЕП на початковому етапі ЕХО може відхилятися від
прийнятого в розрахунках значення як у більший, так і в менший бік.
Аналізуючи формулу для визначення лінійної швидкості розчинення матеріалу
Vл, можна зробити висновок, що за умови стабілізації напруги Ueф та
ефективної питомої електропровідності електроліту хeф, величина Vл обернено
залежить від величини МЕП δ. Таким чином, якщо на початку обробки δmin<δ,
то отримаємо Vл>Vі, що означає, що шари матеріалу розчиняються швидше,
ніж рухається інструмент. З часом величина МЕП поступово зросте, а
швидкість розчинення зменшиться, і через певний проміжок часу отримаємо
Vл=Vі, тобто величина МЕП δ набуде сталого значення по всій оброблюваній
площі. Аналогічно, при δmax>δі, Vл< Vі на початку обробки, і з часом
величина МЕП δ стабілізується[5].
Враховуючи це явище саморегулювання величини МЕП, можна зробити
висновок, що в кінці ЕХО вплив початкових відхилень розмірів заготовки
позначається на точності обробки[5].
Основний вплив на точність ЕХО має підвищення температури
електроліту під час його проходження вздовж МЕП. Це явище виникає через
30
поступовий нагрів електроліту електричним струмом. В результаті
підвищується ефективна питома електропровідність електроліту, що, в свою
чергу, збільшує лінійну швидкість розчинення матеріалу. Через це форма деталі
не зовсім точно відтворює форму ЕІ. Тому для дотримання заданої точності
необхідно контролювати максимально допустиму різницю температур.
При ЕХО нерухомими ЕІ і стабілізованій напрузі значення МЕП в кінці
обробки знаходять по формулі[5]:
K
2 2 k (U ) (2.19)
K K V еф а е e
де – значення МЕП на початку обробки.
H
Похибку Z при ЕХО зі стабілізованою напругою знаходять як різницю
K2 K1 ; при цьому значення K 2 можна вирахувати, якщо в попередню
формулу замість ввести значення . Величину можна знайти
H H2 K1
аналогічно, якщо ввести замість значення .
H H1
H1 0 zmax (2.20)
H2 0 zmin (2.21)
2 2 k (U ) (2.22)
K1 H1 V еф а е e
2 2 k (U ) (2.23)
K2 H2 V еф а е e
z K2 K1 (2.24)
При ЕХО точність розмірів відповідає 12 – 14-му квалітетам точності.
31
Рисунок 2.3. – Визначення параметрів ЕХО нерухомими ЕІ
390
Вибираю 14-й квалітет точності: H13
0 0,4мм
H1 0,4 0,39 0,01мм
H 2 0,4 0 0,4
0,012 2 0,03 0,013 0,86 (10 1,5) 6108 5,901мм
K1
0,42 2 0,03 0,013 0,86 (10 1,5) 6108 5,915мм
K 2
z 5,9155,9010,014мм
Отримані розрахункові значення точності обробки задовольняють вимоги
що пред’являються до даної деталі.
32
2.6 Розрахунок системи подачі електроліту
Для забезпечення прокачування електроліту через МЕП з необхідною
швидкістю він повинен мати відповідні напір і подачу. Визначаємо подачу
насосу[5]:
pн 1,5 Vе Sn 1,5 1,995 103 50,48 151061мм3 (2.25)
де Sn b max - площа перерізу МЕП
Sn 273,92 0,4 109,56мм2
де max - максимальний проміжок
Визначаємо напір насосу:
p pr p
H вих Н (2.26)
е g
де g=10 м/с2 – прискорення вільного падіння
p - перепад тиску, необхідний для переміщення електроліту.
12 ln Ve 12 0.0011888182,5 5,51103
p 40530Па (2.27)
2 0,42
де - динамічна в’язкість:
3
e 1,07110 1,11106 0,00118881Па с (2.28)
1,11 106 м2 / с
��2
���� = √ вих ��
�� + 0,12 ⋅ �� вих
2 ��⋅ ⋅ �� ⋅ ��вих + (2.29)
2
������ = √100 ⋅ 108/2 + 0,12 ⋅ 0,228 ⋅ 1945,6 ⋅ 100 ⋅ 103 + 100 ⋅ 103/2 =
120729,5Па
pвих 100кПа
40530 120729,5 100000
Н 0,H 0 24,87м ,
1,071 103 9,81
де S – площа обробки
Протитиск на виході з проміжку необхідний для усунення розриву
струменя. Для схем прошивання та протягування pвих 150кПа
33
Н - втрати тиску в трубопроводах, у ряді випадків їх можна не
враховувати
Рисунок 2.4 – Схема подачі електроліту в МЕП: 1 – заготовка; 2 –
робочий ЕІ для ЕХО; 3 – канал для подачі промиваючої рідини; 4 – винос
проживаючої рідини
34
2.7 Обладнання для електрохімічної обробки
Електрохімічний прошивний верстат ЕХФ-А1
Універсальний компактний електрохімічний верстат ЕХФ-А1
призначений для виготовлення оформлюючих порожнин штампів, прес-форм,
ливарних форм, складнопрофільних спеціального, ударного і накатного
інструменту, деталей машин з площею обробки до 120 см2 методом зворотного
копіювання форми і розмірів електрода-інструменту при розчиненні заготовки,
з практично повним відображенням форми електрода-інструменту по торцевих
поверхнях і досяжною точністю обробки 0,005 мм по бокових поверхнях
(рисунок 2.5). У таблиці 2.1 наведені технічні характеристики верстату ЕХФ-
А1.
Рисунок 2.5 – Електрохімічний прошивний верстат ЕХФ-А1
35
Таблиця 2.1 – Технічні характеристики ЕХФ-А1
Найменування параметру Розмірність Значення
Максимальна площа обробки см2 120
Досяжна точність обробки мм 0,005
Досяжний параметр шорсткості, Ra мкм 0,16
Досяжна продуктивність обробки мм3/мин 2000
Знос електроду % відсутній
Розміри робочої зони обробки (ДхШхВ) мм 600х530х300
Розміри робочої поверхні столу (ДхШ) мм 400х320
Величина вертикального переміщення столу мм 160
Вихідна напруга в імпульсі В 6-22
Максимальний вихідний імпульсний струм, A 8000
не менше
Номінальний тиск на виході насоса, не МПа 1,0(10)
менше (кгс/см2)
Номінальна продуктивність насоса, не л/мин 120
менше
Об'єм бака для електроліту м3 0,95
Засоби очищення електроліту від шламу + маються
Габаритні розміри (ДхШхВ) мм 2150х1600х2000
Площа, яку займає верстат м2 3,4
Споживна потужність, при максимальному кВт 50
завантаженні джерела струмом
Верстати моделі ЕХФ-А1 та Sodick AG40L LP2 повністю задовольняють
технічні вимоги до виготовлення даної деталі «Розподільча втулка», методом
електрохімічної обробки.
36
3. Конструкторський розділ
3.1 Проектування верстатного пристрою
Розробка технічного завдання на проектування спеціального верстатного
пристрою [16-21].
Таблиця 3.1 – Технічне завдання на проектування спеціального
пристрою
Розділ Зміст розділу
1 2
Назва і область Пристрій для обробки деталі «розподільча втулка», на
застосування електрохімічній операції, на верстаті ЕХФ-А1.
Мета і призначення Проектований пристрій повинен забезпечувати:
розробки
- точне встановлення та надійне закріплення деталі, а також
стабільне положення заготовки відносно столу верстата і
різального інструменту, щоб досягти високої точності
розмірів і їх взаємного розташування щодо інших
поверхонь заготовки;
- зручність у процесі встановлення та зняття заготовки.
Службове Гарантування точного розміщення, надійного закріплення
призначення та базування заготовки ступиці, а також стабільного
пристрою збереження її положення протягом усієї обробки відносно
столу верстата та ріжучого інструмента, з метою
досягнення необхідної точності оброблених поверхонь і
правильного їх взаємного розташування.
Зростання ефективності технологічного обладнання тісно пов'язане з
розвитком та вдосконаленням принципу агрегатування при створенні верстатів
і систем. Наступний етап розвитку технологічного устаткування, що
виготовляється за агрегатно-модульним принципом, розглядається, перш за все,
з точки зору створення вдосконаленої елементної бази, до якої в першу чергу
37
слід віднести установчі затискні пристрої (УЗП). Технологічне оснащення
агрегатованих технологічних систем механічної обробки (АТСМ) традиційно
розроблялося як спеціалізоване. На противагу цьому, проблема підвищення
ефективності технологічного оснащення в механічній обробці сьогодні
вирішується різними шляхами, зокрема шляхом широкого використання систем
розбірного та переналагоджуваного оснащення.
Очевидно, що перспективний напрямок розвитку АТСМ може полягати у
зменшенні трудомісткості проектування та виготовлення УЗП за рахунок
уніфікації компонувальних схем і елементної бази. У такому випадку повною
мірою може бути реалізовано одну з основних переваг принципу агрегатування
– оборотність, що дозволить вирішити актуальну проблему агрегатованого
технологічного обладнання, пов'язану з підвищенням технологічної гнучкості.
Все сказане дає підстави стверджувати, що вирішення науково-технічних
завдань, пов'язаних з удосконаленням структур і параметрів УЗП АТСМ, є
актуальним і здатним суттєво підвищити техніко-економічну ефективність
дорогого технологічного обладнання та його конкурентоспроможність.
Для розробки нової, економічно доцільної та практично вдосконаленої
конструкції затискного пристрою важливим етапом є ознайомлення з
існуючими конструкціями та варіантами їх використання.
До поняття технологічне оснащення входять різноманітні пристосування
– механічні пристрої, що використовуються для закріплення заготовок під час
механічної обробки, складання та контролю різних виробів:
1. Верстатні пристрої – використовуються для установки та
закріплення оброблюваних заготовок на верстатах.
2. Пристрої для закріплення інструментів.
3. Складальні пристосування – призначені для з'єднання деталей у
складальні одиниці та вузли. Їх застосовують для попереднього складання
пружних елементів (пружин), виконання з'єднань з натягом тощо.
4. Контрольні пристрої – використовуються для проміжного та
остаточного контролю розмірів деталей.
38
За рівнем спеціалізації пристосування поділяються на:
універсальні – призначені для обробки різноманітних заготовок
(лещата, 3-х кулачкові патрони, ділильні столи та головки тощо).
спеціалізовані – для обробки заготовок одного типу (різні
механізми зі змінними пристроями, ділильні пристосування з набором змінних
цанг).
Спеціальні – призначені для виконання операцій на конкретній
деталі (накладні кондуктори тощо).
Рисунок 3.1. – Кулачковий патрон
Рисунок 3.2 – Накладний кондуктор
39
Універсальні пристосування застосовують в умовах одиничного і
дрібносерійного виробництва, а спеціалізовані і спеціальні - в умовах
багатосерійного і масового виробництва.
Рисунок 3.3. – Універсальне збірне пристосування
Універсально-оборотні пристосування в серійному виробництві
У серійному виробництві також використовують так звані універсально-
оборотні пристрої. Вони складаються з великої кількості нормалізованих
елементів і дозволяють швидку та багаторазову їх перекомпонування, що
робить можливим виконання різних операцій. Це сприяє скороченню термінів
виготовлення та впровадження технологічного оснащення.
Існує дві основні системи універсально-оборотних пристроїв:
універсально-збірна (УСП) та універсально-налагоджувальна (УНП).
Система УСП включає набір нормалізованих компонентів, з яких можна
швидко, за принципом універсальної збірки та взаємозамінності, створювати
різні пристосування одноцільового призначення. Після використання зібраного
пристрою за заявкою його розбирають, а деталі повертають на склад; з них
можуть бути зібрані нові конфігурації. Таким чином, система УСП є
універсальною лише для виготовлення пристосувань, які виходять не
універсальними, а спеціальними (одноцільовими). Система УСП містить набір з
25,000 - 30,000 деталей та певну кількість нормалізованих нерозбірних вузлів. З
цього набору можна одночасно зібрати до 300 пристосувань.
40
Система універсально-налагоджувальних пристроїв базується на
використанні змінних настановних, затискних і напрямних елементів, що
закріплюються на базі універсального нормалізованого пристрою.
До нормалізованих пристосувань, на базі яких збирають УНП, належать
машинні лещата зі змінними губками, скальчаті кондуктори, пневматичні
патрони зі змінними кулачками, цангові пристрої та інші.
Використання УНП зменшує витрати та терміни технологічної підготовки
виробництва, підвищуючи його гнучкість. При запуску нової партії
оброблюваних деталей пристосування не знімають з верстата, а лише
перевстановлюють змінні елементи. Змінні деталі та вузли УНП зберігаються
на робочому місці біля верстата. Їх установка на пристосування здійснюється за
центруючими штифтами, штифтами або по напрямних пазах без вивірки і
займає приблизно 5 хвилин. Це скорочує час на організацію робочого місця та
підвищує коефіцієнт використання верстатного обладнання.
Рисунок 3.4. – Пневматичний патрон зі змінним кулачком
Застосування УНП скорочує витрати і терміни технологічної підготовки
виробництва, підвищує його гнучкість. При запуску нової партії оброблюваних
деталей пристосування не знімають з верстата, а лише перевстановлюють
змінні елементи. Змінні деталі й вузли УНП зберігають на робочому місці біля
верстата. Їх установка на пристосування здійснюється за центруючими
штирями, штифтам або по напрямних пазах без вивірки і займає за часом
41
близько 5 хв. Внаслідок цього скорочується час на організацію робочого місця і
підвищується коефіцієнт використання верстатного устаткування за часом.
Рисунок 3.5. – Змінні кулачки
Наявність освоєного парку УНП на діючому заводі полегшує перехід на
новий об'єкт виробництва. Терміни підготовки виробництва можуть бути при
цьому скорочені, так як відпадає необхідність конструювання і виготовлення
численної спеціального оснащення.
Використання пристроїв забезпечує:
1) підвищення продуктивності праці завдяки скороченню часу на
встановлення і закріплення заготовок (tв); завдяки застосуванню багатомісної і
багатоінструментної обробки (за рахунок зниження t0);
2) підвищення точності обробки за рахунок більш точного встановлення
заготовки та налаштування верстата;
3) полегшення умов праці верстатників; розширення технологічних
можливостей устаткування.
Рисунок 3.6. – Скальчатий кондуктор
42
Скальчатий кондуктор є універсально-налагоджуваним пристосуванням.
Він комплектується змінними, нормалізованими деталями: кондукторних
плитами 6, швидкозмінними кондукторних втулками, затискними елементами 7
і установочними елементами 1 і 2.
43
3.2 Вибір схеми базування та установчих елементів
При розробці установчих елементів пристосувань для ЕФЕХМО зазвичай
використовуються загальні принципи, характерні для верстатних пристроїв.
Особливістю проектування установчих елементів для ЕФЕХМО є зниження
вимог до жорсткості та довжини контактної поверхні, що зумовлено меншими
силами затиску заготовки. При використанні активних робочих середовищ
установчі елементи пристосувань повинні володіти високою корозійною
стійкістю. Це досягається шляхом застосування корозійностійких сталей або
неметалічних матеріалів.
На вибір матеріалу установчих елементів впливають місце розташування
та тип приєднання струмопідводу. Коли струмопідвід встановлюється на
корпусі пристосування, на установчі елементи покладаються функції
провідника електричного струму з вимогою максимальної електропровідності.
Недотримання цієї умови призводить до втрат електричної потужності,
виникає небезпека оплавлення контактуючих поверхонь, а також нагрівання
робочої рідини, що знижує точність обробки. Щоб уникнути цих проблем, при
проектуванні установчих елементів необхідно:
збільшити контактну поверхню до розмірів, що гарантують
щільність струму в контакті не більше 1,5 А/мм².
забезпечити шорсткість контактної поверхні не більше Ra = 2 мкм.
передбачити можливість надійного видалення з контактної поверхні
шламу, окалини та інших забруднень.
в окремих випадках використовувати прокладки з електропровідних
матеріалів (наприклад, міді) або спеціальні змащення.
Схема затискного пристрою та самого оснащення визначається
відповідно до виду обробки та параметрів робочої зони. Затискний пристрій
забезпечує надійний контакт оброблюваної заготовки з установчими
елементами, запобігаючи її зсуву та вібрації під час обробки.
44
Рисунок 3.7 – Схема затискного пристрою
45
3.3 Вибір затискного пристрою
На рисунку 3.8 представлена схема установки заготовки.
Рисунок 3.8 – Схема затиску заготовки: 1- плита, 2 - хомут, 3 - болт.
Для неї Р = const, Qо = 0.
У випадку коли виникають додаткові діючі сили, тоді Qо = К∙Р,
де К - коефіцієнт запасу (К>1).
К К0 К1 К2 К3 К4 К5 К6 (3.1)
К 1,5 1,2 1,11,2 1,311,5 4,6
де К0 – гарантований коефіцієнт (1,5);
К1 – коефіцієнт враховує стан бази (1,2 – для чорнової);
К2 – коефіцієнт враховує затуплення інструмента (1,1);
К3 – коефіцієнт враховує удару загрузку (1,2);
К4 – коефіцієнт враховує стабільність привода (ручний – 1,3);
К5 – коефіцієнт враховує зручність зажима (1);
К6 – коефіцієнт враховує величину зони контакта (1,5).
46
Для активації затискних механізмів пристосувань для ЕФЕХМО
використовують як ручні, так і механізовані приводи.
Перевагами ручних приводів є простота конструкції та компактні розміри
пристосування, відсутність обмежень щодо просторового розміщення, а також
можливість виконання додаткових дій під час закріплення. Однак недоліками
ручного привода є збільшення витрат допоміжного часу та стомлення
оператора, оскільки сила, що прикладається до рукоятки, може досягати 150 Н.
Ручні затиски потребують попереднього затягування, що призводить до
збільшення сили закріплення в 1,5...1,8 рази. Крім того, вони характеризуються
значними коливаннями сили закріплення, що може збільшити похибку
закріплення заготовки. Широке використання ручного привода в операціях
ЕФЕХМО пояснюється тим, що ці методи здебільшого застосовуються в
одиничному та дрібносерійного виробництві. Специфіка операцій ЕФЕХМО
також відіграє роль, зокрема, занурення пристосування в робочу рідину під час
ЕЕО та використання корозійно-активних електролітів при ЕХО, що ускладнює
оснащення пристосування механізованим приводом.
Пристосування впливають на точність ЕФЕХМО через пружне
деформування металу заготовки під час прикладання сил затиску (похибка
закріплення) та невизначеність положення вимірювальної бази (похибка
базування).
На точність операцій ЕФЕХМО суттєво впливає похибка встановлення
заготовки в пристосуванні. Ця похибка характеризує невизначеність положення
вимірювальної бази заготовки під час її установки в пристосуванні. Загалом,
складовими похибки встановлення ε є похибка базування εб, похибка
закріплення εз, а також положення заготовки внаслідок неточності
виготовлення та зносу пристосування ∆εпр. Остання складова залежить від
похибки виготовлення пристосування εпр, похибки зносу установочних
елементів εн та похибки встановлення пристосування на верстаті εу.
Приведення в дію затискних механізмів для ЕФЕХМО
47
Для активації затискних механізмів пристосувань для ЕФЕХМО
використовують як ручні, так і механізовані приводи.
Перевагами ручних приводів є простота конструкції та компактні розміри
пристосування, відсутність обмежень щодо просторового розміщення, а також
можливість виконання додаткових дій під час закріплення. Однак недоліками
ручного привода є збільшення витрат допоміжного часу та стомлення
оператора, оскільки сила, що прикладається до рукоятки, може досягати 150 Н.
Ручні затиски потребують попереднього затягування, що призводить до
збільшення сили закріплення в 1,5...1,8 рази. Крім того, вони характеризуються
значними коливаннями сили закріплення, що може збільшити похибку
закріплення заготовки. Широке використання ручного привода в операціях
ЕФЕХМО пояснюється тим, що ці методи здебільшого застосовуються в
одиничному та дрібносерійного виробництві. Специфіка операцій ЕФЕХМО
також відіграє роль, зокрема, занурення пристосування в робочу рідину під час
ЕЕО та використання корозійно-активних електролітів при ЕХО, що ускладнює
оснащення пристосування механізованим приводом.
Пристосування впливають на точність ЕФЕХМО через пружне
деформування металу заготовки під час прикладання сил затиску (похибка
закріплення) та невизначеність положення вимірювальної бази (похибка
базування).
На точність операцій ЕФЕХМО суттєво впливає похибка встановлення
заготовки в пристосуванні. Ця похибка характеризує невизначеність положення
вимірювальної бази заготовки під час її установки в пристосуванні. Загалом,
складовими похибки встановлення ε є похибка базування εб, похибка
закріплення εз, а також положення заготовки внаслідок неточності
виготовлення та зносу пристосування ∆εпр. Остання складова залежить від
похибки виготовлення пристосування εпр, похибки зносу установочних
елементів εн та похибки встановлення пристосування на верстаті εу,εб = 0;
εз = 0,04 мм (зажим);
48
εу = 0, тому що виконується надійний контакт установчої площини
пристосування з площиною стола станка;
εн =0,01 мм, але потрібно проводити планову перевірку кожного року й
зіпсовані установчі елементи заміняти;
εпр = 0,02 мм.
Отже загальна похибка для одиничного або серійного виробництва
матиме вигляд: = √ 2
у б + 2
з + ус + н + с (3.2)
у = √0,042 + 0,01 + 0,02 = 0,07мм
Знайшовши похибку виготовлення пристосування, ми повинні провести
юстировку самого станка або потрібно ввести поправочний коефіцієнт в
систему числового управління станка.
Опис конструкції та принцип роботи пристосування:
Дане пристосування служить для затиску заготовок циліндричної форми,
невеликих розмірів та встановленні багато електродного інструменту для ЕХО.
Конструкція затискного пристрою (рисунок 3.9) містить плиту, на якій
розміщено затискна стінка, що фіксується болтами. Заготовка фіксується
болтами закрученими в плиту.
Рисунок 3.9 – Пристосування для затиску деталі
49
3.4. Економічні розрахунки
У цьому розділі визначається, який економічний виграш буде отримано
внаслідок впровадження цього пристрою у виробництво. Розрахунки
економічного ефекту виконуються в наступній послідовності:
1. Планована кількість днів роботи пристрою за рік.
2. Ефективний змінний фонд часу роботи пристрою.
3. Річна експлуатація виготовлених пристроїв.
4. Коефіцієнт підвищення технологічної продуктивності пристрою
(інтенсивний показник).
5. Народногосподарська потреба в пристрої.
6. Кошторис витрат на проектування та виготовлення спеціального
оснащення.
7. Витрати на оснащення, які припадають на один виріб.
8. Витрати на проектування комплекту певного виду оснащення.
9. Витрати на матеріали для комплекту даного виду оснащення.
10. Витрати на заробітну плату працівникам інструментального цеху за
виготовлення комплекту оснащення.
11. Розмір накладних витрат.
12. Загальні витрати на проектування та виготовлення спеціального
оснащення.
13. Розрахунок проектної ціни та нормативу чистої продукції
модернізованого пристрою.
14. Нормативний прибуток.
15. Повна собівартість.
16. Нижня межа проектної ціни.
17. Верхня межа проектної ціни.
18. Корисний ефект.
19. Прибуток заводу-виробника.
20. Оцінка ефективності нового оснащення в сфері експлуатації.
21. Питомі витрати на одноразове використання оснащення.
50
22. Річний економічний ефект від використання однієї одиниці
модернізованого оснащення.
Для порівняння необхідно розрахувати вищезазначені показники для
базового та нового пристрою (відповідно з індексами "та" у розрахункових
формулах). Розрахунок експлуатаційної продуктивності пристроїв
Планова кількість днів експлуатації пристрою за рік, роб. днів:
Ч н
дс Ч рд Кдн 2450,97 238р.д. / рік
(3.3)
Ч б
дс Ч рд Кдн 2450,96 235р.д. / рік
(3.4)
де Чрд = 245 днів – кількість робочих днів на рік;
Кдн – коефіцієнт цілоденних збитків робочого часу.
Ефективний змінний фонд часу експлуатації пристрою, годин:
Т н
зе Т К н
з зм 8 0,95 7,6год (3.5)
Т б б
зе = Тз ⋅ Кзм = 8 ⋅ 0,94 = 7,5год (3.6)
де Тз = 8 год – тривалість зміни;
Кзм – коефіцієнт внутрішньо змінних збитків робочого часу.
Ефективний змінний фонд часу експлуатації пристрою, год:
Ф н н н н
р = Чдс ⋅ Тзе ⋅ Чзм = 238 ⋅ 7,5 ⋅ 2 = 3618год (3.7)
Ф б
р = Ч б б
дс ⋅ Тзе ⋅ Ч б
зм = 235 ⋅ 7,5 ⋅ 2 = 3525год (3.8)
де Чзм = 2 – змінність роботи підприємства – споживача пристроїв.
Річна експлуатація вироблених пристроїв, кількість використань:
П н н н
ре = Пчт ⋅ Фр = 14 ⋅ 3618 = 50652 (3.9)
П б б б
ре = Пчт ⋅ Фр = 14 ⋅ 3525 = 38775 (3.10)
де Пчт – технологічна продуктивність пристрою.
Коефіцієнт підвищення технологічної продуктивності пристрою
(інтенсивний фактор):
Ктп = П″ ′
чт/Пчт = 14/11 = 1,27 (3.11)
індекси ʹʹ та ʹ відповідають показникам розробленого та базового
пристрою.
51
Коефіцієнт підвищення фонду часу використання пристрою
(екстенсивний фактор):
К ″ ″
фв = (Кдн − Кзм)/(К′ ′
дн − Кзм) = (0,97 − 0,95)/(0,96 − 0,94) = 1 (3.12)
Інтегральний коефіцієнт підвищення вартості пристрою після
модернізації:
Кін = Ктп ⋅ Кфв = 1,27 ⋅ 1 = 1,27 (3.13)
Народногосподарська необхідність у пристрої
Народногосподарська необхідність в базовому та новому пристрої, од:
Н н
п = Ов/Пре = 61000000/50652 = 1204од (3.14)
Нп = Ов/П б
ре = 61000000/38775 = 1573од (3.15)
де Ов – народногосподарський річний обсяг вимірів.
Середньорічний випуск нового пристрою, од:
В н
р = Н н
п /Тп = 1204/4 = 301од (3.16)
де Тп – плановий період насиченості пристрою.
Середньорічний випуск базового пристрою, од:
В′
р = В″
р/Кін = 301/1,27 = 237од (3.17)
Кошторис витрат на проектування та виготовлення спеціального
оснащення
Кошторис витрат на проектування та виготовлення спеціального
оснащення зводиться в таблицю 3.2.
Таблиця 3.2 – Кошторис витрат
№ Оснащення Кіль- Витрати грош. од.
кість Проекту- Мате- Зарп- Накладні Разом
од. вання Впр ріали лата витрати
Вм Взп Нп
1 Зажим 219 151,68 140 109,3 43,72 97324
Разом витрати на спеціальне оснащення (Всо) 444,7
52
Витрати на проектування комплексу деякого виду оснащення, грош. од.:
Н Н Н
Впр = Тпр.од ⋅ Чод ⋅ Оч ⋅ (1 + дп) ⋅ (1 + д ) ⋅ (1 + нс ) ⋅ (3.18)
100 100 100
Впр = 72 ⋅ 1,2 ⋅ 1,1 ⋅ 1,14 ⋅ 1,4 = 151,68грош. од.
де Тпр.од = 12 нормогодин – трудомісткість проектування;
Чод – кількість одиниць блоків оснащення;
Оч = 2,5 – 3,0 грош. од. – середнього динна оплата конструкторів;
Ндп = 20%, Нд = 10%, Ннс = 14% - нормативи оплати праці;
Нн = 30 – 60 % - норматив накладних витрат.
Витрати на матеріали на комплект даного виду оснащення, грош. од.:
Вм = ∑ Чод ⋅ Вм.од = 1 ⋅ (54 + 86) = 140грош. од. (3.19)
де Вм.од – витрати на матеріал для складання одиниці оснащення.
Витрати на зарплату робітникам інструментального цеху за виготовлення
комплекту оснащення, грош. од.:
Н 1+ Н
Взп = Тв.од ⋅ Чод ⋅ Чтс (1 + дп) ⋅ ( Нд) ⋅ (1 + нс ) (3.20)
100 100 100
В 8 2 4,54 (1 20 /100) (110 /100) (114 /100)
зп
= 72,64 ⋅ 1,2 ⋅ 1,1 ⋅ 1,14 = 109,30грош. од.
де Тв.од = 8 нормогодин – працездатність виготовлення;
Чт.с – середньогодинна тарифна ставка робочих.
Величина накладних витрат, грош, од.:
Нр = Взп ⋅ Ннв/100 = 109,30 ⋅ 40/100 = 43,72грош. од. (3.21)
Сумарні витрати на проектування та виготовлення спеціального
оснащення, грош, од.:
Всо Впр Вм Взп Н р (3.22)
= 151,68 + 140 + 109,30 + 43,72 = 444,7грош. од.
Витрати на оснащення, які припадають на один виріб, грош, од.:
Рцн = (1,3 ⋅ Всо)/(Тс ⋅ Впр) = (1,3 ⋅ 444,7)/(7 ⋅ 218) = 0,37грош. од. (3.23)
де 1,3 – коефіцієнт, що враховує витрати на ремонт та утримання
оснащення;
Всо – всього витрати на спеціальна оснащення;
53
Тс – строк служби оснащення;
Впр – середньорічний випуск пристрою.
Розрахунок проектної ціни та нормативу чистої продукції
модернізованого пристрою
Нормативний прибуток, грош. од.:
Пн = Всо ⋅ Рнс/100 = 444,7 ⋅ 5/100 = 22,235грош. од. (3.24)
де Рнс – норматив рентабельності
Нижня межа проектувальної ціни, грош. од.:
Ц = Всо + Пн = 444,7 + 22,235 = 466,935грош. од. (3.25)
ниж
Верхня межа проектувальної ціни, грош. од.:
Ц = Ц + Ек ⋅ Ке = 570 + 2765,52 ⋅ 0,7 = 2505,86грош. од. (3.26)
лім б
де Цб – ціна базового оснащення;
Ке = 0,7 – коефіцієнт врахування корисного ефекту в ціні нової продукції;
Ек – корисний ефект від застосування нової продукції, грош. од.:
Ек = Ц ⋅ (Кп ⋅ Кд − 1 + І + К) (3.27)
б
Ек = 570 ⋅ (1,4 ⋅ 0,877 − 1 + 3,424 + 1,2) = 2765,52грош. од.
де Кп – коефіцієнт, що враховує приріст виробництва нового виробу в
порівнянні з базовим;
Кд – коефіцієнт, що враховує змани строку служби (Тс) нового виробу в
порівнянні з базовим:
К ″
п = Нре/Н′
р = 1,4 (3.28)
Кд = (1/Т′ ″
с + Ен)/(1/Тс + Ен) (3.29)
Кд = (1/8 + 0,15)/(1/7 + 0,15) = 0,941
де Ен = 0,15 – нормативний коефіцієнт окупності вкладень;
І – зміни поточних витримок експлуатації у споживача при використанні
нового оснащення замість базового за термін його служби, грош. од.:
І = (І′ − І″)/(1/Тс + Ен) = (5 − 4)/(1/7 + 0,15) = 3,424грош. од. (3.30)
де І – річні експлуатаційні витримки споживача;
К = 1,2 – зміна відрахувань.
54
Прибуток заводу – виробника, грош. од.:
Пн = Ц − Всо = 680 − 444,7 = 235,3грош. од. (3.31)
пр
де Цпр – ціна реалізації пристрою, = 680 грош. од.
Оцінка ефективності нового оснащення в сфері експлуатації
Питомі витрати на одноразове використання оснащення, грош. од.:
Впит = Ц ⋅ (Ктз ⋅ Ен + І)/Пре (3.32)
пр
Впит = 680 ⋅ (1,1 ⋅ 0,15 + 3,424)/56547,84 = 0,043грош. од.
де Ктз = 1,1 – коефіцієнт транспортно – заготівельних витрат на
придбання оснащення.
Річний економічний ефект споживання від вживання однієї одиниці
модернізованого оснащення, грош. од.:
Е ′ ″
р.сп = (Впит − Впит) ⋅ Пре = (0,06 − 0,043) ⋅ 56547,84 = 961,31грош. од. (3.33)
де Вʹпит = Вʹʹпит / 0,7.
Всі розраховані параметри зведено до таблиці 3.3.
Таблиця 3.3 – Техніко – економічні показники спроектованого затискного
пристосування для обробки деталі типу «Палець».
Визначення Значення
Похибка встановлення, мм 0,07
Швидкість подачі електроліту, см/с 67
Коефіцієнт підвищення технологічної продуктивності 1,125
пристосування
Середньорічний випуск пристосувань, од. 219
Витрати на оснащення, які приходяться на один виріб, грн. 0,37
Витрати на проектування комплекту оснащення, грош. од 151,68
Витрати на зарплату, грош. од 109,30
Нормативний прибуток, грош. од 235,3
Корисний ефект, грош. од. 2765,52
Питомі витрати на одноразове використання оснащення, грош. од 0,043
Річний економічний ефект грош. од 961,31
55
Економічний розрахунок показав раціональність введення в виробництво
та використання з конструйованого пристосування для обробки деталі типу
«Вкладник». Економічний ефект склав Ер.сп = 961 грош. од, за реалізацію однієї
деталі.
Оскільки, в якості матеріалу для пристосування взято корозійностійку
нержавіючу сталь 12Х13, яка буде виконувати поставлені умови корозійної
стійкості до несприятливих умов, кількість пристосувань становитиме три
одиниці на рік, заміни чи ремонту потребуватиме хіба що рухомі або допоміжні
елементи конструкції, що значно заощадить витрати на допоміжні
пристосування для обробки протягом року.
56
3.5. Розрахунок площ виробничих ділянок
Попередні підрахунки площі ділянок визначаються за допомогою питомої
площі, яку повинні займати верстати (табл. 3.4):
S0 = Sпит ⋅ Сп (3.31)
Для кожного типорозміру верстатів визначається необхідна площа
ділянки токарних, фрезерних верстатів, електроерозійних, вакуумних
плазмових комплексів тощо.
Електрохімічна обробка �� 2
о ЕХО = ��пит ∗ C�� = 40 ∗ 1 = 40 м (3.32)
Сумарна площа SΣ = 80 + 40 = 120 м2 (3.33)
Розрахунок площ допоміжних ділянок та кількості працівників
До допоміжних ділянок цеху відносяться кімнати начальника цеху,
старшого майстра, майстрів, інженера-технолога, майстра ВТК, нормувальника
та побутові приміщення (санітарні вузли, душові, роздягальні).
Кількість виробничих працівників визначається згідно змінності роботи
цеху, кількості обладнання і можливості обслуговування одним робітником
кількох верстатів або необхідності обслуговування верстата кількома
робітниками. Кількість допоміжних робітників визначається в межах 20-25%
від кількості виробничих працівників.
Кількість інженерно-технічних працівників (ІТП) визначається як
відсоток кількості основних верстатів: для одиничного та дрібносерійного
виробництва 18-24%, середньосерійного – 16-22%, багатосерійного – 15-21%,
масового – 15-20%.
При кількості робітників до 100 осіб встановлено такий штатний розклад:
начальник цеху, старший майстер, майстри (по кількості ділянок обробки з
врахуванням змінності роботи), інженер-технолог, 2 майстри ВТК, механік,
нормувальник.
Кількість молодшого обслуговуючого персоналу (прибиральники)
визначають з норми одна особа на 500-600 м2площі приміщень.
57
Площа кімнат майстра цеху, старшого майстра, інженера-технолога та
нормувальника повинна бути в межах 12-20 м2, площі кімнат майстрів
визначаються з норми 6 м2 на особу.
Кількість санітарних вузлів визначається згідно норми один на 20 осіб,
але не менше 2. Кількість душових кімнат з розрахунку 1 кабіна на 5
виробничих працівників. Площа роздягалень – 2 м2 на особу.
Кількість виробничих працівників: ��вироб = 2 осіб
Кількість допоміжних працівників:
��доп = 0,25 ∗ ��вироб = 0,25 ∗ 2 = 1 осіб (3.34)
Начальник цеху – 1 чол.
Старший майстер – 1 чол.
Інженер-технолог – 1 чол.
Майстри ВТК – 1 чол.
Механік – 1 чол.
Нормувальник – 1 чол.
Кількість молодшого обслуговуючого персоналу (прибиральники) – 1
чол.
Загальна кількість робочих – 9 чол.
Таблиця 3.4 – Площі допоміжних ділянок
Призначення Площа, м2
Начальник цеху 15
Старший майстер 15
Інженер-технолог 15
Нормувальник 15
Кімната майстрів 10
Санвузли 5
Душова 5
Роздягальня 20
58
3.6. Проектування спеціального контрольно-вимірювального
пристрою
Контрольний пристрій служить для вимірювання відхилення від
співвісності двох циліндричних поверхонь розподільчої втулки відносно
загальної вісі.
Контрольне пристосування складається з наступних основних елементів:
базові опори: дві центрувальні бабки, які забезпечують
встановлення деталі (розподільчої втулки) по її технологічних базах.
вимірювальні головки: два індикатори типу ІЧ-10 (на кресленні
позначені як "Індикатор УИГ-1"), які закріплені на стійках.
стійки з утримувачами: для закріплення індикаторів у потрібному
положенні.
плита-основа: служить для жорсткого закріплення всіх елементів
пристрою, забезпечуючи стабільність вимірювань.
контрольована деталь: розподільча втулка, встановлена між
центрами.
Принцип роботи пристосування:
1. Встановлення деталі: розподільчу втулку фіксують між центрами
базових опор. Це забезпечує обертання деталі навколо її осі з мінімальними
похибками, наближеними до ідеальної бази.
2. Налаштування індикаторів: два індикатори розміщуються на
поверхнях, які підлягають контролю. Вони вимірюють биття деталі при її
обертанні на 180°.
3. Процес контролю: обертаючи деталь вручну, спостерігають за
показами індикаторів, фіксуючи максимальні та мінімальні відхилення стрілки.
4. Оцінка співвісності: на основі отриманих даних обчислюють
радіальне биття. Якщо значення не перевищує допустимих меж, деталь
вважається придатною.
59
Розрахунок точності пристосування:
На кресленні зазначено:
ціна поділки індикатора – 0,01 мм.
граничне допустиме биття – не більше 0,01 мм.
Виконаємо оцінку похибки вимірювання:
Формула визначення похибки:
Необхідно визначити точність пристрою для забезпечення співвісності
двох поверхонь розподільчої втулки відносно їх загальної вісі, не більше
20мкм.
Для того, щоб виконувалась ця умова, необхідно:
∑ = �� ∙ √ 2 2 2 2 2 2
���� + ���� + всд + ��д + �� + з�� (3.35)
де к =1,1 - коефідіент, що враховує закони розподілу похибок;
���� - 0,01 мм - похибка розташування пристрою;
����= 0,015 мм - похибка розташування установчих елементів відносно
поверхонь пристрою;
б = 0 - похибка базування; з — 0 - похибка закріплення;
рб = 0,002мм- похибка розмірного зношування;
всд = 0 - похибка встановлення деталі;
н = 0,003мм - похибка налагоджування;
2
��д= 0 - похибка пружних деформацій;
�� = 0 - похибка від впливу температури;
з�� = 0 - похибка зношування установчих елементів.
Отже згідно формули:
∑ = 1,1 ∙ √0,012 + 0,0152 + 0,0022 + +0,032 = 0,018 мм
Умова виконується ∑ = 0,018< Т=0,020мм. Відповідно пристрій
забезпечує точність вимірювання.
60
Рисунок 3.10 – Схема контрольного пристрою
61
4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Електрообладнання та система подачі та очищення робочої
рідини верстата моделі 4Г721М
На верстаті і пристосуваннях встановлено п'ять електродвигунів. На
верстаті застосовуються наступні величини напруг:
змінного струму:
- силовий ланцюг 3 - 50 Гц, 400 В, 50 Гц, 110 В,
- ланцюг управління 50 Гц, 110 В,
- ланцюг місцевого освітлення 50 Гц, 36 В.
постійного струму:
- силовий ланцюг 110 В.
На корпусі головки, праворуч, встановлений датчик, з вмонтованим в
нього вимикачем ВП1 для відключення технологічного струму при досягненні
заданої глибини обробки.
У корпусі головки встановлений кінцевий вимикач ВПЗ для обмеження
вертикального переміщення каретки головки.
В кутку ванни встановлений датчик контролю рівня робочої рідини ВП2
для блокування включення генератора при незаповненою ванні і вимкнути його
при падінні рівня рідини.
У механізмі дротяною різання, на корпусі електродвигуна М4,
змонтований вимикач ВП4 для відключення технологічного струму і
електродвигунів М4 і М5 при обриві дроту. На верхній кареткі верстата
встановлений тумблер включення підсвічування мікроскопів ВМ. Освітлення
робочого місця проводиться світильником з гнучкою стійкою типу СМР-1-2В з
лампою М024-25, встановленим на каретці з правого боку. В якості джерела
технологічного струму використовується генератор типу ШГИ40-440Б, який
встановлюється зліва від верстата.
62
Управління верстатом здійснюється з пульта управління генератора
ШГИ40-440Б . З'єднання верстата з генератором проводиться з'єднувальними
джгутами через роз'єми.
Під час екплуатації електродвигунів необхідно систематично проводити їх
технічні огляди і профілактичні ремонти. Періодичність техоглядів
встановлюється в залежності від виробничих умов, але не рідше одного разу на
два місяці. При профілактичних ремонтів повинна проводитися розбирання
електродвигуна, внутрішня і зовнішня чистка і заміна змащення підшипників.
Зміну мастила підшипників при нормальних умовах роботи слід проводити
через 4000 годин роботи, але при роботі електродвигуна в запорошеному
середовищі її слід проводити частіше, у міру необхідності.
Перед набиванням свіжого мастила, підшипники повинні бути ретельно
промиті бензином. Камеру заповнити мастилом на 2/3 її об'єму.
При установці верстат і генератор повинні бути надійно заземлені та
підключені до загальної системи заземлення. Для цієї мети на верстаті і
генераторі, в нижній частині, є клема і болт заземлення.
63
4.2 Система подачі та очищення робочої рідини
У верстаті в якості робочої рідини застосовується суміш 1:1 гасу з маслом
«Індустріальне І-12А».
Система подачі та очищення робочої рідини забезпечує:
- подачу робочої рідини в ванну;
- прокачування робочої рідини через електрод-інструмент;
- відсмоктування робочої рідини через електрод-інструмент;
- фільтрування робочої рідини;
- охолодження робочої рідини.
Рисунок 4.1 - Схема подачі та очищення робочої рідини
Подача робочої рідини з бака 1 у ванну 14 через сітчастий фільтр-насадку,
здійснюється шестерним насосом 3. З насоса робоча рідина проходить блок
фільтрів 5, розподільну коробку, вентильний кран наповнення 7 і по
трубопроводу 20 подається у ванну 14. Для запобігання перевантажень па
64
виході насоса встановлений зворотний клапан 4. Злив робочої рідини ванни
проводиться по трубопроводу 26.
При прокачуванні робоча рідина проходить блок фільтрів 5, розподільний
пристрій, кран вентильний прокачування 6 і гнучкого трубопроводу 21 через
отвори в електроді-інструменті подається в зону обробки. При цьому кран
вентильний відсмоктування 8 повинен бути закритим, а тиск прокачування
регулюється шляхом відкривання вентильного крана прокачування 6 і
часткового закривання вентильного крана наповнення 7. За вуста повленным
режимом прокачування стежать по манометру 9.
Відплив робочої рідини з продуктами ерозії із зони обробки в бак
здійснюється ежекторним пристроєм 12 через гнучкий трубопровід 24 і отвір в
електроді-інструменті. Розрідження в ежекторному пристрою створюється при
прокачуванні робочої рідини насосом через ежекторний пристрій по схемі:
кран вентильний відсмоктування 8 і трубопроводи 22, 23.
Тонке очищення робочої рідини проводиться в блоці фільтрів 5. Для
визначення стану фільтрів стоять манометр 10 на вході в блок фільтрів і
манометр 9 на виході з фільтрів після вентильного крана прокачування 6. За
величиною перепаду тиску на манометрах більше 2 кгс/см2 необхідно провести
заміну фільтроелементів, зважаючи на їх значної засміченості. Відсутність
перепаду тиску свідчить про механічному пошкодженні фільтроелемента. В
цьому випадку необхідна заміна пошкодженого фільтроелемента. Середній
ресурс роботи фільтроелементів становить при продуктивності:
20 мм3/хв - 620 годин; 60 мм3/хв - 200 годин; 140 мм3/мнн - 85 годин.
Перевірку стану фільтроелементів слід проводити при повністю
відкритому вентильному крані прокачування.
Охолодження робочої рідини в баку здійснюється водою, що проходить
через змійовик 13. Один кінець змійовика підключається до джерела технічної
води, а інший з'єднаний з каналізацією, куди спускається відпрацьована вода.
Витрата води складає близько 8 л/хв.
65
4.3 Вказівка до заходів безпеки.
1.До обслуговування та роботі на верстаті допускаються тільки особи
електротехнічного персоналу, що вивчили конструкцію верстата і генератора,
що пройшли навчання на електроерозійному процесу і інструктаж по техніці
безпеки і пожежної безпеки на основі діючих «Правил технічної експлуатації і
безпеки обслуговування електроустановок промислових підприємств».
2.Верстат і генератор обов'язково заземлити, відповідно діючим нормам і
правилам техніки безпеки.
3.Верстат повинен бути встановлений в приміщенні, де є вентиляція для
відводу газоподібних продуктів процесу.
4.Категорично забороняється доторкатися до струмоведучих частин, що
знаходяться під напругою при роботі верстата.
5.Біля верстата і біля генератора повинні бути покладені діелектричні
гумові килимки.
6.Під час роботи в приміщенні, де встановлений верстат, повинно
знаходитися не менше двох осіб.
7.Поблизу верстата необхідно мати вогнегасник (вуглекислотний).
8.Категорично забороняється під час роботи відкривати кришки і дверцята
верстата і генератора, де розташоване електрообладнання, а також працювати з
відкритими дверцятами і знятими кожухами.
9.Перед установкою інструменту і виробу необхідно переконатися, що
верстат знеструмлений.
10.При заміні електрообладнання верстата, плавких вставок запобіжників,
освітлювальних сигнальних ламп і т. д. необхідно вимкнути верстат і генератор
від мережі.
11. після закінчення роботи і при тривалій відсутності оператора необхідно
вимкнути верстат від мережі.
12.Огляд і ремонт генератора і електричної частини верстата повинні
виконуватися тільки електротехнічним персоналом, знайомим з правилами
66
експлуатації і ремонту електротехнічних пристроїв, які пройшли перевірку
знань відповідно до вищезгаданих «Правил» і вивчили дане керівництво і
керівництво до генератора ШГН-40-440Б.
Вимоги охорони праці під час технологічних процесів
Роботодавець зобов'язаний організувати та забезпечити безпечне
виконання робіт з електрохімічної обробки металів відповідно до стандартів
ГОСТ 12.3.002-75 «ССБТ. Виробничі процеси. Загальні вимоги безпеки».
Для зберігання, складування** та транспортування заготовок, матеріалів і
готових виробів необхідно використовувати спеціальну та уніфіковану тару
відповідно до стандартів ГОСТ 14861-91 «Тара виробнича. Типи», ГОСТ 19822-
88 «Тара виробнича. Технічні умови» та ГОСТ 12.3.010-82 «ССБТ. Тара
виробнича. Вимоги безпеки при експлуатації».
Хімічні речовини повинні зберігатися на складі в закритій тарі з
етикетками та бирками відповідно до вимог ГОСТ 3885-73 «Реактиви та
особливо чисті речовини. Правила приймання, відбір проб, фасування,
упаковка, маркування, транспортування та зберігання», з урахуванням класу
небезпеки речовин та їх фізико-хімічних властивостей згідно з ГОСТ 12.1.007-
76 «ССБТ. Шкідливі речовини. Класифікація та загальні вимоги безпеки».
Роботодавець зобов'язаний забезпечити встановлення знаків безпеки для
позначення небезпечних зон відповідно до вимог Технічного регламенту знаків
безпеки та охорони здоров'я працівників, затвердженого постановою Кабінету
Міністрів України від 25 листопада 2009 року № 1262.
Вантажно-розвантажувальні роботи повинні виконуватися відповідно до
вимог ГОСТ 12.3.009-76 «ССБТ. Вантажно-розвантажувальні роботи. Загальні
вимоги безпеки».
Транспортування хімічних речовин та їх відходів необхідно здійснювати
відповідно до стандарту ГОСТ 12.3.020-80 «ССБТ. Процеси переміщення
вантажів на підприємствах. Загальні вимоги безпеки».
67
Транспортування хімічних рідин має виконуватися переважно
централізовано трубопроводами з матеріалів, які стійкі до хімічних речовин, що
транспортуються.
Роботи з використанням вантажопідіймальних кранів,
вантажопідіймальних машин та вантажозахоплювальних пристроїв повинні
виконуватися відповідно до вимог Правил будови та безпечної експлуатації
вантажопідіймальних кранів, затверджених наказом Державного комітету
України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду від 18
червня 2007 року № 132, зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 09
липня 2007 року за № 784/14051 (НПАОП 0.00-1.01-07).
Роботи з вантажопідіймальними кранами** повинні виконуватися
відповідно до вимог:
- Типової інструкції з безпечного ведення робіт для стропальників
(зачіплювачів), затвердженої наказом Державного комітету України з нагляду
за охороною праці від 25 вересня 1995 року № 135, зареєстрованої в
Міністерстві юстиції України 10 жовтня 1995 року за № 372/908 (НПАОП 0.00-
5.04-95);
- Типової інструкції для осіб, відповідальних за безпечне проведення робіт
з переміщення вантажів кранами, затвердженої наказом Державного комітету
України з нагляду за охороною праці від 20 жовтня 1994 року № 107,
зареєстрованої в Міністерстві юстиції України 13 березня 1995 року за №
60/596 (НПАОП 0.00-5.06-94);
- Типової інструкції для осіб, відповідальних за утримання
вантажопідіймальних кранів у справному стані, затвердженої наказом
Державного комітету України з нагляду за охороною праці від 20 жовтня 1994
року № 107, зареєстрованої в Міністерстві юстиції України 13 березня 1995
року за № 59/595 (НПАОП 0.00-5.07-94);
- Типової інструкції для інженерно-технічних працівників, які здійснюють
нагляд за утриманням та безпечною експлуатацією вантажопідіймальних
кранів, затвердженої наказом Державного комітету України з нагляду за
68
охороною праці від 20 жовтня 1994 року № 107, зареєстрованої в Міністерстві
юстиції України 13 березня 1995 року за № 58/594 (НПАОП 0.00-5.20-94).
Експлуатацію виробничого обладнання необхідно здійснювати відповідно
до вимог Технічного регламенту безпеки машин, затвердженого постановою
Кабінету Міністрів України від 30 січня 2013 року № 62, та ГОСТ 12.2.003-91
«ССБТ. Виробниче обладнання. Загальні вимоги безпеки».
Температура нагрітих поверхонь обладнання та огороджень не повинна
перевищувати 43°С відповідно до вимог ДСТУ EN 563-2001 «Безпечність
машин. Температури поверхонь, доступних для дотику. Ергономічні дані для
встановлення граничних значень температури гарячих поверхонь» (EN
563:1994, IDT).
Відкриті частини машин, механізмів і обладнання, а також частини, що
рухаються, повинні бути огороджені відповідно до вимог ГОСТ 12.2.062-81
«ССБТ. Виробниче обладнання. Захисні огородження».
Верстати, що працюють з відкритими електродами та поливом зони
обробки, повинні мати огородження для захисту працівників від бризок
електроліту та укриття з витяжною вентиляцією.
Тип, форма та розмір огородження повинні визначатися конструкцією
деталі, що оброблюється. У разі неможливості встановлення постійних
огороджень необхідно передбачити відкидні, поворотні або підйомні запобіжні
огородження з органічного скла з блокуванням пуску верстата.
Працівники під час виконання робіт повинні дотримуватися вимог
Інструкції з охорони праці під час виконання монтажних робіт інструментами
та пристроями, затвердженої наказом Міністерства праці та соціальної політики
України від 05 червня 2001 року № 254, зареєстрованої у Міністерстві юстиції
України 20 липня 2001 року за № 616/5807 (НПАОП 0.00-5.24-01).
Інструменти, які використовуються під час електрохімічної обробки
металів, повинні бути обміднені або виготовлені з металу, що не викликає
іскроутворення.
69
Використання абразивного інструменту необхідно здійснювати відповідно
до вимог Правил охорони праці під час роботи з абразивним інструментом,
затверджених наказом Міністерства надзвичайних ситуацій України від 22
жовтня 2012 року № 1277, зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 08
листопада 2012 року за № 1879/22191 (НПАОП 28.0-1.30-12).
Роботи з лугом, кислотами, електролітами необхідно виконувати при
включеній загальнообмінній та місцевій вентиляції. Баки з електролітом та
пристрої для перекачування електролітів повинні розміщуватися в окремому
ізольованому приміщенні, обладнаному припливно-витяжною вентиляцією.
Заміну електроліту, заповнення та спустошення баків і ванн необхідно
виконувати за допомогою пристроїв для перекачування або сифонних
пристосувань. Під час виконання цих операцій забороняється використовувати
відра та черпаки.
Розкриття тари з хімічними речовинами необхідно виконувати на робочих
місцях, обладнаних місцевою витяжною вентиляцією. Роботи з електрохімічної
обробки металів повинні виконуватися при включеній загальнообмінній та
місцевій вентиляції.
Заготовки для електрохімічної обробки** повинні надходити знежиреними
та очищеними від задирок. Роботи на електрохімічних верстатах необхідно
виконувати відповідно до вимог ГОСТ 12.2.009-80 «ССБТ. Станки
металообробні. Загальні вимоги безпеки» та ГОСТ 12.3.025-80 «ССБТ. Обробка
металів різанням. Вимоги безпеки».
Під час обробки деталей температура та концентрація електроліту, тиск та
швидкість прокачування електроліту, щільність струму, величина робочої
напруги, швидкість подачі електрода-інструмента, зазор між електродами
повинні визначатися відповідно до класу чистоти оброблюваних деталей, їх
конфігурації та складності конструкції.
Під час роботи на електрохімічних верстатах рівень електроліту в баку
повинен регулюватися автоматично. Забороняється припиняти подачу
70
електроліту для забезпечення відповідного класу чистоти обробки деталей,
який визначено технологічною документацією.
У верстатах з герметичною робочою камерою повинен бути встановлений
пристрій, який унеможливлює відкриття робочої камери до закінчення циклу
обробки та видалення газів із камери.
Для запобігання вибуху гримучого газу** верстати та установки повинні
мати блокування та включатися в такій послідовності:
- вентилятор для відсмоктування водню з робочої камери;
- насос для подачі електроліту;
- вентилятор джерела живлення (електрообладнання);
- електродвигуни робочих головок.
Перед пуском установки необхідно перевірити справність блокування
витяжної вентиляції. Перед установленням шліфувального круга на шпиндель
верстата необхідно виконати балансування круга.
Забороняється працювати з несправним електромагнітом на магнітному
столі заточувального та шліфувального верстатів. Очищення електроліту
необхідно виконувати на сепараторах або центрифугах з механічним
вивантаженням шламу. Кришка центрифуги повинна бути заблокована з її
пуском.
Вимоги безпеки приміщень при електрохімічній обробці обробці
Основними вимогами безпеки, що пред'являються до конструкції машин і
механізмів, є: безпека для здоров'я і життя людини, надійність, зручність
експлуатації. Загальні вимоги безпеки до виробничого обладнання встановлені
ГОСТ 12.2.003-91.
Всі вимоги БНіП на ділянці виконані. Висота приміщення над рівнем
підлоги 5,5 м, вільна площа на одну людину не зайнята обладнанням 10 м.
Дільниця розміщена на першому поверсі будинку. Стіни, стеля та внутрішні
конструкції окремих приміщень, а також загорожа, мають звукопоглинаюче
облицювання, які пофарбовані в світлі тони із застосуванням титанових білил.
71
Внутрішнє обладнання дільниці виключає можливість появи пилу,
поглинання парів забезпечено систематичним прибиранням поверхонь вологим
методом.
Кольорове оформлення приміщення та обладнання виконано з
урахуванням коефіцієнта відбивання (не більш 0,4). У відповідності з "Вказівки
по проектуванню колірної обробки інтер'єрів виробничих будівель
промислових підприємств"- СН 181-70 Держбуду України.
Приміщення повинні своєчасно очищатися від горючого сміття, відходів
виробництва і постійно утримуватися в чистоті. Термін очищення
встановлюється відповідно до технологічних регламентів і вимог ПТЕ.
Забороняється виконувати перепланування приміщень без попереднього
розроблення проекту, без погодження з місцевими органами державного
пожежного нагляду.
Забороняється зменшувати кількість евакуаційних виходів і знижувати
вогнестійкість будівельних конструкцій, порушуючи вимоги будівельних норм
і правил (далі - ДБН).
На шляхах евакуації має утримуватись в справному стані робоче й
аварійне освітлення, а також повинні бути встановлені покажчики виходів
відповідно до державних стандартів.
На входах у приміщення виробничого, складського призначення і
виробничих лабораторій повинні бути вивішені таблички з позначенням
категорії вибухопожежної і пожежної небезпеки відповідно до НАПБ Б.03.002-
2007 «Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установ
за вибухопожежною та пожежною небезпекою» та класу зони за ДНАОП 0.00-
1.32-01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання».
У виробничих і допоміжних приміщеннях забороняється:
- захаращувати шляхи евакуації і сходові клітки обладнанням,
матеріалами та іншими предметами;
- прибирати приміщення з застосуванням ЛЗР і ГР;
72
- залишати без постійного нагляду електронагрівальні прилади, а після
закінчення роботи залишати ввімкненими в електромережу апарати й
установки, якщо цього не потребує технологія виробництва, а також
користування електроплитами;
- оббивати стіни приміщень горючими оздоблювальними матеріалами або
тканинами, не просоченими вогнезахисними речовинами;
- відігрівати заморожені водяні труби паяльними лампами та іншими
засобами з застосуванням відкритого вогню;
- використовувати горища, технічні поверхи, венткамери, електрощитові
як виробничі приміщення, а також для зберігання матеріалів і обладнання;
- виконувати в приміщеннях і на обладнанні роботи, які не передбачені
технологією виробництва.
Освітлення дільниції
Так як робота ведеться в основному з комп'ютером, високий контраст
об'єкту, діаметр найменшого об'єкту розпізнання 0,3-0,5мм. Тоді у
відповідності з ДБН В.2.5-28-2006 "Природне і штучне освітлення" відносять до
третього розряду зорової роботи, високої точності, підрозряду "в". Норма
освітленості для такого приміщення 300Лк на робочому місті, найбільш
оптимальна освітленість для роботи з документами - 400Лк, для роботи з
монітором - 200Лк. Оскільки природне світло може потрапляти на дільницю
лише за допомогою вікон, площа яких становить 5...15% від загальної площі
дільниці, то його доля в освітлені приміщення не перевищує 20...35%
загального світлового потоку. Збільшувати площу вікон не технологічно, так як
це - основне джерело пилу і і вологи, які потрапляють на дільницю.
Саме за цими причинами основну долю освітлення дільниці становлять
штучні джерела освітлення - люмінесцентні лампи денного світла.
Для дільниці по електроерозійній обробці матеріалів застосовуються
світильники ЛД-2х80 (потужність лампи ЛБ-80 Вт; габаритні розміри
світильника - 1540x270x210 мм), які розташовуються на висоті 4 м у два ряди
по 6 світильників і у кожному ряді.
73
Висновки
В кваліфікаційній роботі бакалавра проведено: аналіз технологічності
конструкції деталі «розподільча втулка», здійснено вибір та обґрунтування
матеріалу, з якого буде виготовлено деталь. Здійснено вибір технологічного
обладнання для електрохімічної обробки, досліджено основні закономірності
електрохімічної обробки, проведено розрахунок технологічних параметрів при
ЕХО, розроблено конструкцію робочого електрод – інструменту, проведено
розрахунок параметрів джерела струму та струмовідводу
Спроектовано: спеціальний верстатний пристрій для обробки деталі
«розподільча втулка» при електрохімічній обробці, а також спроектовано
контрольний пристрій.
В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто
cситему очищення та подачі робочої рідини.
74
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. ДСТУ 3953-2000 Прутки, штаби та мотки з інструментальної
легованої сталі. Загальні технічні умови
2. Технологія машинобудування./ Мельничук П.П., Боровик А.І.,
Лінчевський П.А., Петраков Ю.В. Житомир: ЖДТУ, 2005. 882 с.
3. Руденко П. О. Харламов В. О., Шустик О. Г. Вибір, проектування і
виробництво заготовок деталей машин. К. : Вища школа , 1993. 288 с.
4. Інструменти та методи спеціальної розмірної обробки: навч. посіб.
/ Джур Є.О., Шевчук Д.І., Бондаренко О.В., Манжеліївський С.В.. Д.:
“Інновація”, 2011. 75 с.
5. 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.
6. Григурко, І. О. Брендуля М.Ф., Доценко С.М. Технологія
машинобудування: дипломне проектування: [Текст] : Навчальний посібник для
ВНЗ Львів : Новий світ. 2011. 767 с.
7. Буц Б.Д., Приходько В.Є., Ткачов Ю.В. Розрахунок режимів різання
металів: Навч. Посіб. Д.: РВВ ДНУ, 2005. 76 с.
8. Геворкян Е. С. Інтегровані технології обробки матеріалів :
підручник./ Е. С. Геворкян, Л. А. Тимофеєва, В. П. Нерубацький, О. М.
Мельник / Харків : УкрДУЗТ, 2016. 238 с.
9. 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.
10. Технологія машино- та приладобудування./ Якимов О.В., Марчук
В.І., Якимов О.О., Ларшин В.П. Підручник: Луцьк, ЛДТУ 2005. 710 с.
75
11. Гевко Б. М. Дичковський М. Г., Матвійчук А. В. Технологічна
оснастка. Контрольні пристрої [Текст] : Навчальний посібник. К. : ТОВ
«Кондор» 2009. 220 с.
12. Григурко І.О., Анастасенко С.М., Будуров В.Л. Проектування
технологічного оснащення (практикум) Навчальний посібник. Львів: «Новий
світ -2000» 2021. 220с.
13. Яковенко І.Е. Пермяков О. А. Технологічна оснастка. Розрахунки.
Проєктування: навчальний посібник для студентів спеціальностей 131
«Прикладна механіка», 133 «Галузеве машинобудування». Харків: НТУ «ХПІ»,
2024. 232с.
14. Петров О. В., Сухоруков С. І. Технологічна оснастка : навчальний
посібник. Вінниця : ВНТУ, 2018. 123 с.
15. Боровик А.І. Проектування технологічного оснащення:
Навчальний посібник. К, 1996. 488с.
16. 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.
17. ДСТУ. 3008-95 Документація. Звіти у сфері науки і техніки.
Структура і правила оформлення.
76