красный свет лампы предупреждает о появлении опасности, например
напряжения в электроустановках, зеленый свет предупреждает об опасности. Запрещающие плакаты предназначены для запрещения оперирования коммутационными аппаратами (например: "Не включать - работают люди!")
Для исключения ошибочных соединений и лучшей ориентации в электрических цепях электроустановки, провода и кабели имеют маркировочную окраску в виде цифровых и буквенных обозначений и отличительную окраску. Блокирующие устройства защищают от электротравматизма путем автоматического разрыва электрической цепи перед тем, как рабочий может оказаться под напряжением. Так, при снятии защитного ограждения установки, находящейся под напряжением, контакты разъединяются, отключая установку. Средства защиты и предохранительные приспособления. Средства защиты и предохранительные приспособления предназначены для защиты персонала от электротравм при работе на электроустановках. Защитные средства подразделяют на вспомогательные (очки, противогазы), ограждающие (временные переносные щиты и заземлители, изолирующие прокладки) и изолирующие, которые в свою очередь, подразделяют на основные и дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и ими можно прикасаться к токоведущим частям оборудования.
Компенсация токов на землю. В данном случае между нейтралью и землей включают компенсационную катушку. Этот вид защиты применяют одновременно с защитным заземлением. Выравнивание потенциалов. Выравнивание потенциалов - метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым можно одновременно прикасаться или на которых может одновременно стоять человек. Практически для этого устраивают контурное заземление, те располагают заземлители по контуру вокруг заземляющего оборудования.
Электрическое разделение сетей - разделение их на отдельные
электрические не связанные между собой участки с помощью
разделяющего трансформатора. Такой трансформатор предназначен
для отделения приемника энергии от первичной электрической цепи и
сети заземления. Опасность заключается в том, что сети большой
протяженности имеют большую емкость относительно земли и
небольшие сопротивления изоляции.Зануление, превращения замыкания на корпус электроустановки в
однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает
токовая защита и отключает поврежденный участок.Защитное отключение - это быстродействующая защита,
обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при
возникновении в ней опасности поражения током.
Защитное заземление.
В соответствии с ГОСТ 12.1.030 "Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление." Защитное заземление должно обеспечить защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое соединение земли или ее эквивалента (заземлителей) и металлических частей электроустановки, не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под таковым в случае возникновения пробоя в электрооборудовании. Благодаря наличию защитного заземления между корпусом защищаемой установки и землей создается замкнутая электрическая цепь достаточно малого сопротивления. При замыкании какой-либо фазы на корпус заземленного электродвигателя
образуется цепь замыкания через точку замыкания и заземляющее устройство. Человек, случайно коснувшийся в это время корпуса, включится в цепь замыкания параллельно цепи заземляющего устройства. Человек при этом подвергается воздействию разности потенциалов, которая возникает в цепи тока замыкания параллельно цепи заземляющего устройства. Человек при этом подвергается разности потенциалов, которая возникает в цепи тока замыкания на землю между точками прикосновения и является частью напряжения по отношению к земле. Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, каркасы распределительных щитов, Щитов управления, металлические конструкции распределительных устройств, металлические оболочки кабелей, стальные трубы электропроводок. Заземляющее устройство - это проводник, соединяющий заземленные элементы электроустановок с соединительной полосой, находящейся в земле и объединяющей заземлители, которые могут быть естественными и искусственными. В качестве заземлителя примем стержень, диаметром 0,06 м , находящийся на глубине 0,5 м под землей.
РАСЧЕТ:
Исходные данные:
Размещение заземлителей : по контуру
Количество заземлителей - 20
Длина заземлителя L=2м
Диаметр заземлителя d=0,06M
Расстояние между заземлителями а=1,0м
Ширина полосы Ь=0,05м
Глубина заложения полосы h=0,5м
Удельное сопротивление грунта р-40 Ом*м
Сопротивление растекания тока одиночного заземлителя:
Общее сопротивление растекания тока, без учета проводимости соединительной полосы:
Rз=R/(n*η3)=12,2/(20*0,553)=1,1
где η3- коэффициент экранирования заземлителей = 0,52...0,58 Длина соединительной полосы:
Ln=1,05*n*a=1,05*20*1=21
Сопротивление растекания тока соединительной полосы:
Сопротивление заземляющего устройства:
ηn – коэффициент использования соединительной полосы = 0,27
Максимальное значение сопротивления при наибольшем просыхании или промерзании грунта:
Вывод: Заземляющее устройство может быть использовано на проектируемой автоматизированной линии и может также использоваться для заземления электроустановок и оборудования напряжением до 1000В, т.к. согласно требованиям ГОСТ 12.1.030 сопротивление заземляющего устройства в стационарных сетях напряжением до 1000В с изолированной нейтралью должно быть не более 10 Ом.
6.3. ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ
6.3.1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ ЦЕХА.
В соответствии с классификацией промышленных предприятий по пожарной безопасности относится к категории - Д. Производство связано с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии. По степени огнестойкости — 2-я категория, в цехе предусмотрено два эвакуационных выхода, огнетушители ОПХ-10, пожарные щиты и водяное пожаротушение, сигнализация.
Внутри цеха расположены кольцевые водо-пожарные ямы высокого давления с пожарными кранами, расположенными на расстоянии 25 м друг от друга.
Пожарные краны установлены на высоте 1.35 м от пола и содержат пожарные рукава длиной 20 м. В цехе установлена автоматическая система пожаротушения.
Предусматриваются пожарные резервы между зданиями - для предупреждения распространения пожара. Дороги на территории завода расположены так, чтобы была возможность свободного перемещения пожарных автомобилей между зданиями. Газ и дым при пожаре удаляются через оконные проемы, специальные дымовые люки.
Для 2-ой степени огнестойкости, согласно СНиП 11-2-80, характерна стойкость:
несущих конструкций - 2 часа
лестничных проемов - 1 час
перегородок стен - 0.25 часа
перегородок стен и панелей -0.25 часа
Причины пожара
Пожар возможен при несоблюдении технического режима работы оборудования:
Неисправность оборудования и электропроводки
Несоблюдение инструкций и положений по применению
взрывоопасных веществ, масел и т.д.Халатное отношение с огнем
Савозгорание промышленной ветоши.
Мероприятия по улучшению пожарной безопасности
Осуществлять постоянный контроль за системой автоматического
включения водных завесАвтоматические установки пожаротушения должны соответствовать
ГОСТ 12.4.009 "Пожарная техника для защиты объектов. Основные
виды. Размещение и обслуживание."Огнетушители должны быть размещены в легкодоступных местах
Для быстроты нахождения пожарной техники, под местами
размещения наносить красную горизонтальную полосу шириной 200 -
400ммВыполнение правил и норм пожарной безопасности
Обучать и тренировать работающих и служащих мерам пожарной
безопасности, эвакуации и пользованием средствами пожаротушения.
6.4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
При машиностроительном производстве производятся очень большие выбросы в атмосферу.
Система критериев оценки экологической безопасности машиностроительного производства должна охватывать все уровни его взаимодействия с окружающей средой - от локального до глобального. Система критериев оценки экологической бепромышленного производства локального уровня ориентирована на оценку экологической опасности отдельных промышленных объектов. Под промышленном объектом понимается отдельно расположенная промплощадка предприятия, промышленное предприятие или группа промышленных предприятий, которые могут рассматриваться, как единый площадной источник техногенного воздействия.
Территория предприятия - территория соответствующих промплощадок, где расположены основные технологические и вспомогательные объекты предприятия. В аспекте оценки экологической безопасности на локальном уровне территория предприятия рассматривается как субъект, а не объект воздействия, т.е. как местоположение точечных, линейных и площадных источников загрязнения или же, как единый площадной источник загрязнения.
Зона загрязнения предприятия - территория, где наблюдаются превышения ПДК в различных средах или ПДУ, причиной которых является деятельность предприятия. Если зона загрязнения превышает зону воздействия - это уже нарушение экологических нормативов. Зона загрязнения определяется расчетными пробами ( методики расчетов максимальных приземных концентраций ВВ в атмосфере, соответствующие по воде и по уровням вредных физических воздействий ) или же на основании практических замеров, включающих данные мониторинга загрязнения атмосферы, поверхностных вод. Специальных экспедиционных исследований и т.д.
Безопасность предприятия - может быть описана следующими группами показателей:
натуральные и условные показатели, характеризующие вредное
влияние предприятия ( объемы фактических и условных выбросов и
сбросов вредных веществ, вывоза отходов, уровней вредных
физических воздействий, рассчитанные и фактические поля средних и
максимальных концентраций вредныз веществ в различных средах, и
т.д.);ресурсопотребление и ресурсный баланс предприятия ( потребление
кислорода, водопотребление, производство и потребление
электроэнергии и т.д.);характеристики территории, на которую оказывает воздействие
предприятие ( плотность населения, структура биоценозов, ценность
территории );техническое состояние предприятия;
комплексные показатели, характеризующие экологическую
безопасность предприятия;эколого-экономические показатели, отражающие стоимостный аспект
экологической безопасности.
Оценка безопасности предприятия производится на основе технической документации предприятия.
6.5. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ.
Воздух производственных помещений загрязняется выбросами технологического оборудования или при проведении технологических процессов без локализации отходящих веществ. Удаляемый из помещения вентиляционный воздух может стать причиной загрязнения атмосферного воздуха промышленных площадок и населенных мест. Кроме того, воздух
загрязняется технологическими выбросами цехов, таких как кузнечно-прессовые цеха, цеха термической и механической обработки металлов, литейные цеха и другие, на базе которых развивается современное машиностроение. В процессе производства машин и оборудования широко используют сварочные работы, механическую обработку металлов, переработку неметаллических материалов, лакокрасочные операции и т.д. Поэтому атмосфера нуждается в защите.
Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Это достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере превышают ПДК, то применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очистки, установленных в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы.
На практике реализуются следующие варианты защиты атмосферного воздуха:
вывод токсичных веществ из помещения общеобменной вентиляцией;
локализация токсичных веществ в зоне их образования местной
вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и
его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух
после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к
приточному воздуху,локализация токсичных веществ в зоне их образования местной
вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах,
выброс и рассеивание в атмосфере,очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах,
выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом
отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом.
Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно-допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок.
В соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.02 для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия устанавливается ПДВ вредных веществ в атмосферу при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками ( с учетом перспективы их развития ) не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК.
Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на :
пылеуловители ( сухие, электрические фильтры, мокрые фильтры );
туманоуловители ( низкоскоростные и высокоскоростные );
аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные,
хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы );аппараты многоступенчатой очистки ( уловители пыли и газов,
уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые
пылеуловители ).
Электрическая очистка (электрофильтры) - один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных коронирующих электродах. Для этого применяются электрофильтры.
Схема электрофильтра.
1-коронирующий электрод
2-осадительный электрод
Аэрозольные частицы, поступающие в зону между коронирующим 1 и осадительным 2 электродами, адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получает тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака. Учитывая, что в воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, электрофильтры обычно делают с короной отрицательной полярности. Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунд. Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием аэродинамических сил и силы взаимодействия электрического поля и заряда частицы.
Фильтр представляет собой корпус 1, разделенный пористой перегородкой (фильтроэлементом) 2 на две полосы. В фильтр поступают загрязненные газы, которые очищаются при прохождении фильтроэлемента. Частицы примесей оседают на входной части пористой перегородки и задерживаются в порах, образуя на поверхности перегородки слой 3. Для вновь поступающих частиц этот слой становится частью фильтровой перегородки, что увеличивает эффективность очистки
фильтра и перепад давления на фильтроэлементе. Осождение частиц на поверхности пор фильтроэлемента происходит в результате совокупного действия эффекта касания, а также диффузионного, инерционного и гравитационного.
К мокрым пылеуловителям относят барботажно-пенные пылеуловители с провальной и переливной решетками.
Схема барботажно-пенные пылеуловители с провальной(а) и (б)
переливной решетками.
1-корпус
2-пена
3-решетка
В таких аппаратах газ на очистку поступает под решетку 3, проходит через отверстия в решетке и, барботируя через слой жидкости и пены 2, очищается от пыли путем осаждения частиц на внутренней поверхности газовых пузырей. Режим работы аппаратов зависит от скорости подачи воздуха под решетку. При скорости до 1 м/с наблюдается барботажный режим работы аппарата. Дальнейший рост скорости газа в корпусе 1 аппарата до 2...2,5 м/с сопровождает возникновением пенного слоя над жидкостью, что приводит к повышению эффективности очистки газа и брызгоуноса из аппарата. Современные барботажно-пенные аппараты обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли -0,95...0,96 при удельном расходе воды 0,4...0,5 л/м. Практика эксплуатации этих аппаратов показывает, что они весьма чувствительны к неравномерности подачи газа под провальные решетки. Неравномерная подача газа приводит к местному сдуву пленки жидкости с решетки. Кроме того, решетки аппаратов склонны к засорению.
Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры - туманоуловители. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости по волокнам в нижнюю часть туманоуловителя. Осаждение капель жидкости происходит под действием броуновской диффузии или инерционного механизма отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах в зависимости от скорости фильтрации W. Туманоуловители делят на низкоскоростные (W< 0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель, и высокоскоростные (W=2...2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.
В качестве фильтрующей набивки в таких туманоуловителях используют войлоки из полипропиленовых волокон, которые успешно работают в среде разбавленных и концентрированных кислот и щелочей.
В тех случаях, когда диаметры капель тумана составляют 0,6...0,7 мкм и менее, для достижения приемлемой эффективности очистки приходится увеличивать скорость фильтрации до 4,5...5 м/с, что приводит к заметному брызгоуносу с выходной стороны фильтроэлемента (брызгоунос обычно возникает при скоростях 1,7...2,5 м/с) значительно уменьшить брызгоунос можно применением брызгоуловителей в конструкции туманоуловителя. Для улавливания жидких частиц размером более 5 мкм применяют брызгоуловители из пакетов сеток, где захват частиц жидкости происходит за счет эффектов касания и инерционных сил. Скорость фильтрации в брызгоуловителях не должна превышать 6 м/с.
Схема высокоскоростного туманоуловителя.
1 -брызгоуловитель
2-войлок
3-фильтрующий элемент
Высокоскоростной туманоуловитель с цилиндрическим фильтрующим элементом 3, который представляет собой перфорированный барабан с глухой крышкой. В барабане установлен грубоволокнистый войлок 2 толщиной 3...5 мм. Вокруг барабана по его внешней стороне расположен брызгоуловитель 1, представляющий собой набор перфорированных плоских и гофрированных слоев винипластовых лент. Брызгоуловитель и фильтроэлемент нижней частью установлены в слой жидкости.
Схема фильтрующего элемента низкоскоростного туманоуловителя
1-корпус
2-фланец
3-цилиндры
4-волокнистый фильтроэлемент
5-нижний фланец
6-трубка гидрозатвора
7-стакан
В пространство
между цилиндрами
3, изготовленными
из сеток,
помещают
волокнистый
фильтроэлемент
4, который крепится
с помощью
фланца
2 к корпусу
туманоуловителя
1. Жидкость, осевшая
на
фильтроэлементе;
стекает на
нижний фланец
5 и через трубку
гидрозатвора
6 и стакан 7 сливается
из фильтра.
Волокнистые
низкоскоростные
туманоуловители обеспечивают
высокую
эффективность очистки газа (до 0,999) от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы большого размера. Волокнистые слои формируются из стекловолокна диаметром 7...40 мкм. Толщина слоя составляет 5... 15 см, гидравлическое сопротивление сухих фильтроэлементов - 200... 1000 Па.
Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие размеры и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,9... 0,98 при Ар=1500...2000 Па, от тумана с частицами менее 3 мкм.
12
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Аршинов В. А., Алексеев Г. А. Резание металлов и режущий
инструмент. Изд. 3-е, перераб. и доп. Учебник для машиностроительных техникумов. М.: Машиностроение, 1976.Барановский Ю. В., Брахман Л. А., Бродский Ц. 3. и др. Ре
жимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1972.Барсов А. И. Технология инструментального производства.
Учебник для машиностроительных техникумов. Изд. 4-е, исправленное и дополненное. М.: Машиностроение, 1975.ГОСТ 2848-75. Конусы инструментов. Допуски. Методы и
средства контроля.ГОСТ 5735-8IE. Развертки машинные, оснащенные пластинами твердого сплава. Технические условия.
Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учеб
ник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высш. шк.,
1985.Иноземцев Г. Г. Проектирование металлорежущих инструментов: Учеб. пособие для втузов по специальности
«Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». М.: Машиностроение, 1984.Нефедов Н. А., Осипов К. А. Сборник задач и примеров по
резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для
техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и
режущий инструмент». 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машино
строение, 1990.Основы технологии машиностроения. Под ред. B.C. Корсакова. Изд. 3-е, доп. и перераб. Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1977.
Отраслевая методика по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений.
Сахаров Г. П., Арбузов О. Б., Боровой Ю. Л. и др. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты». М.: Машиностроение, 1989.
Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах.
Изд. 3-е переработ. Т. 1. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1972.Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах.
Изд. 3-е переработ. Т. 2. Под ред. А. Н. Малова. М.: Машино
строение, 1972.Таратынов О. В., Земсков Г. Г., Баранчукова И. М. и др.
Металлорежущие системы машиностроительных производств:
Учеб. пособие для студентов технических вузов. М.: Высш.
шк., 1988.Таратынов О. В., Земсков Г. Г., Тарамыкин Ю. П. и др.
Проектирование и расчет металлорежущего инструмента на
ЭВМ:. Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. шк., 1991.Турчин А. М., Новицкий П. В., Левшина Е. С. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. Изд. 5-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1975.
Худобин Л. В., Гречишников В. А. и др. Руководство к дипломному проектированию по технологи машиностроения, металлорежущим станкам и инструментам: Учеб. пособие для вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». М., Машиностроение, 1986.
Юдин Е. Я., Белов С. В., Баланцев С. К. и др. Охрана труда
в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов.
М.: Машиностроение, 1983.Методические указания к практическому занятию «Расчет
механической вентиляции производственных помещений»./ Б.
С. Иванов, М.: Ротапринт МАСИ (ВТУЗ-ЗИЛ), 1993.Методические указания по дипломному проектированию
«Нормативно-техническая документация по охране труда и окружающей среды». Часть 1./ Э. П. Пышкина, Л. И. Леонтьева, М.: Ротапринт МГИУ, 1997.Методические указания по лабораторной работе «Изучение
устройства и порядка использования средств пожаротушеия»./
Б. С. Иванов, М.: Ротапринт Завода-втуза при ЗИЛе, 1978.А Дубина. «Машиностроительные расчеты в среде Excel 97/2000.» - СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000.
84
ВВЕДЕНИЕ
Возрождение Российской промышленности первейшая задача укрепления экономики страны. Без сильной, конкурентоспособной промышленности невозможно обеспечить нормальную жизнь страны и народа. Рыночные отношения, самостоятельность заводов, отход от планового хозяйства диктуют производителям выпускать продукцию пользующуюся мировым спросом и с минимальными затратами. На инженерно-технический персонал заводов возложены задачи по выпуску данной продукции с минимальными затратами в кратчайшие сроки, с гарантированным качеством.
Этого можно достичь применяя современные технологии обработки деталей, оборудование, материалы, системы автоматизации производства и контроля качества продукции. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации.
Актуальна задача повышения технологического обеспечения качества производимых машин, и в первую очередь их точности. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационного качества машин и для технологии их производства. Повышение точности изготовления заготовок снижает трудоемкость механической обработки, а повышение точности механической обработки сокращает трудоемкость сборки в результате устранения пригоночных работ и обеспечения взаимозаменяемости деталей изделия.
По сравнению с другими методами получения деталей машин обработка резанием обеспечивает наибольшую их точность и наибольшую гибкость производственного процесса, создает возможности быстрейшего перехода от обработки заготовок одного размера к обработке заготовок другого размера.
Качество и стойкость инструмента во многом определяют производительность и эффективность процесса обработки, а в некоторых случаях и вообще возможность получения деталей требуемых формы, качества и точности. Повышение качества и надежности режущего инструмента способствуют повышению производительности обработки металлов резанием.
Развертка - это режущий инструмент, позволяющий получить высокую точность обрабатываемых деталей. Она является недорогим инструментом, а производительность труда при работе разверткой высока. Поэтому она широко используется при окончательной обработке различных отверстий деталей машин. При современном развитии машиностроительной промышленности номенклатура производимых деталей огромна и разнообразие отверстий требующих обработки развертками очень велико. Поэтому перед конструкторами часто стоит задача разработать новую развертку. Помочь в этом им может пакет прикладных программ на ЭВМ, рассчитывающий геометрию режущего инструмента и выводящий на плоттере рабочий чертеж развертки.
Последовательность проектирования и методы расчета режущего инструмента основаны как на общих закономерностях процесса проектирования, так и на специфических особенностях, характерных для режущего инструмента. Каждый вид инструмента имеет конструктивные особенности, которые необходимо учитывать при проектировании.
Специалисты, которым предстоит работать в металлообрабатывающих отраслях промышленности, должны уметь грамотно проектировать различные конструкции режущих инструментов для современных металлообрабатывающих систем, эффективно используя вычислительную технику (ЭВМ) и достижения в области инструментального производства.
Для сокращения сроков и повышения эффективности проектирования режущего инструмента используются автоматизированные расчеты на ЭВМ, основой которых является программно-математическое обеспечение.
Создание пакетов прикладных программ для расчета геометрических параметров сложного и особо сложного режущего инструмента на ЭВМ позволяет резко сократить затраты конструкторского труда и повысить качество проектирования режущего инструмента.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗВЕРТКИ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ.
Развертка - осевой режущий инструмент, применяемый для повышения точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности. Инструмент предназначен для предварительной и окончательной обработки отверстий с полями допуска по 6 - 11-му квалитетам и с параметром шероховатости поверхности Ra=2,5...0,32 мкм.
Рабочая часть разверток состоит из режущей и калибрующих частей. Калибрующая часть развертки состоит из цилиндрического участка и участка с обратной конусностью. Обратная конусность делается для устранения затирания и заедания развертки, а также для уменьшения разбивки отверстия. Зубья, расположенные на режущей части, затачивают на остро, без оставления ленточки; на калибрующей части по задней поверхности вдоль режущей кромки оставляют цилиндрическую ленточку шириной 0,05-0,3 мм для лучшего направления при работе и сохранения диаметра развертки. Для снижения шероховатости поверхности и уменьшения огранки применяют развертки с неравномерным окружным шагом зубьев.
Для уменьшения разбивки обрабатываемого отверстия развертку рекомендуется закреплять в плавающем патроне.
При резании развертка снимает очень маленькие припуски: порядка 0,4-0,6 мм. Поэтому сила резания невелика и зубья развертки испытывают весьма малые нагрузки. Тепловыделения в зоне резания также незначительны. Однако, применять СОЖ необходимо для уменьшения износа режущей и калибрующей частей развертки.
Развертки работают с малыми толщинами среза и на относительно низких скоростях резания, поэтому они изнашиваются в основном по задней поверхности и уголку; захватывается при этом и ленточка. Развертка является чистовым (отделочным) инструментом, а потому за критерий ее износа принимается технологический износ. Максимально допустимая величина износа по задней поверхности для разверток из инструментальных сталей h3 = 0,5-0,8 мм; для разверток с пластинками из твердых сплавов h3 = 0,4-0,7 мм.
При работе изношенной разверткой отверстие может быть меньше или больше номинального размера развертки. Последнее объясняется тем, что зубья развертки изнашиваются неравномерно. Мелкая стружка и металлическая пыль, образующиеся при развертывании, заклиниваясь между стенкой отверстия и изношенным в большей степени зубом, отжимают развертку на некоторую величину. Противоположный зуб начинает срезать слой большей глубины, увеличивая диаметр отверстия. Заклиненная мелкая стружка царапает при этом обработанную поверхность, увеличивая ее шероховатость.
1.2. ВЫБОР ТИПА И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРОИЗВОДСТВА РАЗВЕРТОК.
В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно делятся на три основных типа: единичное, серийное и массовое. У каждого из этих типов производственный и технологический процессы имеют свои характерные особенности и каждому из них свойственна определенная форма организации работы.
Производство относят к тому или другому типу условно, по количеству обрабатываемых в год деталей одного наименования и типоразмера.
Единичным называют такое производство, при котором изделия изготовляют по одной штуке или по несколько штук. Номенклатура изготовляемых инструментов в единичном производстве велика (порядка сотен и несколько тысяч типоразмеров) и разнообразна. Изделия изготовляют по отдельным заказам потребителей, которые не повторяются вовсе или повторяются через неопределенные промежутки времени.
Серийным производством называется такое производство, в котором изделия изготовляются партиями регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени. Серийное производство в инструментальной промышленности организуется для изготовления изделий одного вида, например спиральных сверл с цилиндрическим и коническим хвостовиками из быстрорежущей стали и оснащенных пластинками твердого сплава; метчиков машинно-ручных, гаечных прямых и с изогнутым хвостовиком; круглых плашек; фрез цельных дисковых трехсторонних, пазовых, цилиндрических торцовых и т. д. Для этого выделяются участки в цехе с замкнутым циклом обработки изделий одного вида, либо, в зависимости от программы, производство таких изделий сосредотачивается в цехе. При этом номенклатура размеров изготовляемых изделий данного вида достаточно большая - до 300 типоразмеров.
Массовым называется такое производство на заводе, в цехе, участке с замкнутым циклом обработки, в котором изготовляется изделие одного типоразмера. В этом производстве заготовки от одного рабочего места к другому движутся непрерывно по принципу потока. Поэтому этот тип производства называют поточно-массовым.
Развертка - это осевой инструмент. На участке кроме разверток изготавливают сверла, зенкеры, зенковки, цековки и другой осевой инструмент различных типоразмеров. По данным завода имени Лихачева для выпуска 40000 автомобилей необходимо 80000 единиц осевого инструмента. Из них на сверла приходится 40% от всего осевого инструмента, на зенкеры - 25%, на развертки - 15%, на прочий осевой инструмент (цековки, зенковки и др.) - 20%. Таким образом программа выпуска разверток составляет 12000 штук в год. При работе производства в одну смену тип производства назначаем - среднесерийный.
Организовать производство рекомендуется в форме непрерывного потока. Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства; возможность применения высокопроизводительного оборудования и резкое снижение трудоемкости и себестоимости изделий; простоту планирования движения заготовок и управления производством; возможность комплексной автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы уменьшаются оборотные фонды, а оборачиваемость вложенных в производство средств значительно повышается.
Определим такт выпуска.
Такт выпуска это промежуток времени, через который должны сходить с поточной линии готовые изделия.
T=60 * Fд/N,
где Fд - действительный фонд времени (час) работы одного
станка при односменной работе; N - количество изделий подлежащих изготовлению в год.
Fд=Fн*К,
где Fн - номинальный годовой фонд времени станка при работе в одну смену;
К = 0,98 - коэффициент использования номинального
фонда времени, учитывающий время пребывания
станка в ремонте. Fн = 2070 час при работе в одну смену.
Fд = 2070 * 0,98 = 2030 час.
Отсюда такт поточной линии будет:
t = 60 * 2030 / 80000 = 1 ,52 мин.
Развертки изготавливаются партиями по 100 штук в одной партии. Тогда, длительность цикла обработки партии заготовок из 100 штук при такте поточной линии t = 1,52 мин. будет равна
Тц=(t*i)+(t*n)=t*(i+n),
где i - число операций в процессе обработки;
n - количество изделий в партии.
Тц = 1,52 * (19 + 100) = 180,88 мин.
1.3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ РАЗВЕРТКИ.
Развертка представляет собой тело вращения. Она является технологичным изделием, так как ее форма позволяет производить обработку на токарных и шлифовальных станках. При изготовлении инструмента не используется ни каких сложных приспособлений для закрепления на станке. В основном используются центра и хомутик, втулки переходные и сменные, призмы, 3-х кулачковые патроны. Только при фрезеровании зубьев используется делительная головка и при фрезеровании лапки на конусе Морзе применяют весьма сложное приспособление.
Изделие имеет достаточно хорошие базовые поверхности. В качестве черновой базы используется цилиндрическая боковая поверхность заготовки, а затем на протяжении всего процесса обработки в качестве базы используется ось центров. Это позволяет исключить во время изготовления инструмента погрешности базирования.
Развертка изготавливается из стали 9ХС с напайными пластинами из твердого сплава ВК6-М. Это облегчает процесс обработки инструмента и позволяет сэкономить дорогостоящие материалы.
Также имеется возможность применить прогрессивные технологические процессы и средства автоматизации производства.
Однако к развертке предъявляются очень высокие требования по точности и качеству обрабатываемых поверхностей. Это приводит к необходимости использовать различные типы высокоточного оборудования и контрольно-измерительного инструмента.
1.4. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ
Развертка является телом вращения, поэтому наиболее выгодно поставлять заготовки в виде круглого прутка. Получать заготовки штамповкой невыгодно, так как для этого необходимы дорогие штампы. В условиях среднесерийного производства оптимальным будет изготовление заготовок прокатом. Прутки изготовляются коваными, горячекатаными, холоднотянутыми (калиброванными) и холоднотянутыми шлифованными (серебрянка).
Кованую быстрорежущую сталь, поставляемую диаметром 40 - 200 мм, применяют для изготовления режущих инструментов больших размеров, например для сверл, концевых фрез диаметром 50 - 80 мм.
Горячекатаную быстрорежущую сталь широко применяют для изготовления режущего инструмента диаметром до 50 мм. Горячекатаную углеродистую конструкционную сталь (например, 40, 45) и углеродистую легированную сталь (например, 20Х, 40Х) применяют для изготовления хвостовиков режущих инструментов, а также для корпусов сборных фрез, разверток, зенкеров.
Холоднотянутая (калиброванная) сталь и холоднотянутая шлифованная сталь (серебрянка) характеризуется хорошей отделкой поверхности. Они применяются главным образом при изготовлении режущего и измерительного инструмента на автоматах и полуавтоматах.
Исходя из приведенных выше данных рекомендуется изготовлять заготовки методом горячего проката, как наиболее экономичным. При этом достигается небольшая стоимость заготовки и минимальный отход во время механической обработки.
1.5. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ ПРИ ОБРАБОТКЕ РАЗВЕРТОК.
Выбор технологических баз - один из ответственных моментов в разработке технологического процесса, так как он предопределяет точность обработки и конструкцию приспособлений. Неправильный выбор баз часто приводит к усложнению конструкций приспособлений, появлению брака и увеличению вспомогательного времени на установку и снятие детали.
Базами называются исходные поверхности линии или точки, определяющие положение заготовки в процессе ее обработки на станке или готовой детали в собранной машине.
Как правило обработку начинают с той поверхности, которая будет служить установочной базой для дальнейших операций.
На первой операции в качестве установочной базы обычно принимают необработанную поверхность - черновую базу.
При выборе установочных и исходных баз руководствуются принципом совмещения баз. Этот принцип состоит в том, чтобы в качестве технологических баз (исходной, установочной и измерительной) использовать конструкторскую базу.
Часто совмещают все четыре базы: конструкторскую и три технологические, то есть строят операции обработки полностью отвечающие требованиям и принципам совмещения баз.
Базирующие поверхности необходимо выбрать таким образом, чтобы в процессе обработки усилия резания и зажима заготовки не вызывали недопустимых деформаций детали.
Принятые базы должны обеспечить простую и надежную конструкцию приспособлений с удобной установкой, креплением и снятием детали. Для достижения необходимой точности обработки рекомендуется соблюдать единство баз, то есть выполнение всех операций обработки детали от одних и тех же баз.
Исходя из вышеизложенного при конструировании развертки за технологическую базу принимают ось центров. При этом соблюдается условие единства баз технологической и измерительной. В качестве черновой базы примем цилиндрическую боковую поверхность заготовки.
1.6.
ОБОСНОВАНИЕ
И ВЫБОР
29-04-2015, 04:12