МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» ФИЛИАЛ «МОЛОДЕЧНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» ПРОЕКТ ДИПЛОМНЫЙ ТЕМА: СПРОЕКТИРОВАТЬ НАЛАДКУ СТАНКА С ЧПУ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ «ВАЛ МРУ-03.00.203» ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА МГПК.Дн.2-3201131.04.ПЗ РАЗРАБОТАЛ(А) А. Б. Вяжевич РУКОВОДИТЕЛЬ О.В. Бурак КОНСУЛЬТАНТ ПО ЭКОНОМИЧЕСКОМУ РАЗДЕЛУ В.И. Мороз НОРМОКОНТРОЛЬ С.Т. Иванов РЕЦЕНЗЕНТ Н.В. Оскирко Молодечно, 2020 Содержание Введение 3 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4 1.1 Назначение детали и её характеристика 4 1.2 Выбор метода получения заготовки 5 1.3 Разработка маршрутного технологического процесса 8 1.4 Назначение и технические характеристики станков с ЧПУ 10 1.5 Расчёт и назначение припусков на механическую обработку 12 1.6Расчёт опорных точек траектории перемещения инструментов 18 1.7 Расчёт режима резания и норм времени на операцию с ЧПУ (на ЭВМ) 20 1.8 Разработка и оформление технологической документации (МК КН) 22 2 НАЛАДОЧНО КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 27 2.1 Разработка схемы установки заготовки в приспособлении, расчёт усилия зажима и погрешности установки. Описание работы приспособления 27 2.2 Расчёт размерной настройки станков 33 2.3 Последовательность наладки станков с ЧПУ для обработки детали 34 2.4 Регулировка узла станка с ЧПУ 37 3 ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 39 Организация и обслуживание рабочего места наладчика 39 Определение структуры и периодичности работ по ремонту и ТО станков с ЧПУ 40 Характерные неисправности станков с ЧПУ и их устранение 43 4 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 45 4.1 Соблюдение требований производственной санитарии 45 Производственная санитария 45 4.2 Требования безопасности к производственному оборудованию и рабочим местам 49 4.3 Пожарная безопасность 53 4.4 Охрана окружающей среды и энергосбережение 55 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 58 ЛИТЕРАТУРА 59 ПРИЛОЖЕНИЕ 62 Изм. Лист Разраб. Провер. № докум. Вяжевич А.Б. Бурак О.В. Рецензент Петрусевич МС Н. Контр. Валканоцкая М.А. Утверд. Власкина М.Н. Подпись Дата МГПК.Дн.2-360131.04.ПЗ Разработать наладку станка с ЧПУ для обработки детали «Вал МРУ-03.00.203» Лит. Лист Листов 3 62 гр. 146-мс Введение В решении задач по ускорению научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы, существенное место занимает ускорение научно-технического прогресса на базе технического перевооружения производства, создания и выпуска высокопроизводительных машин и оборудования большой единичной мощности, внедрения новой техники и материалов, прогрессивной технологии и систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства. В связи с этим большое внимание уделяется разработке, освоению и внедрению новых высокоэффективных технологических процессов, новых материалов, в том числе и неметаллических, снижению металлоемкости изделий, экономии топливно-энергетических ресурсов, механизации и автоматизации производственных процессов, повышению надежности и долговечности изделий, соответствующих (или превосходящих) по своему техническому уровню и качеству лучшим отечественным и зарубежным аналогам. Опережающее развитие машиностроения и металлообработки в условиях растущего дефицита трудовых и энергетических ресурсов и металла предусмотрено с одновременным увеличением выпуска продукции машиностроения не менее чем в 1,4 раза при прогрессивных тенденциях, как по увеличению номенклатуры изделий, так и обновлению ее структуры. Моральное старение продукции машиностроения зачастую наступает значительно быстрее их физического старения, при этом сроки устойчивого массового или серийного производства изделий сократилось к настоящему времени с 10...15 до 3...5 лет, а для постановки на производство новых изделий на каждую тысячу деталей требуется разработать свыше 15 тыс. Единиц различной технической документации и изготовить до 5 тыс. Различных видов технологического оснащения. Все это требует дальнейшего повышения научно-технического уровня и качества изделий, всестороннего совершенствования технологии методов организации и управления процессами производства. Темой дипломного проекта является «Разработать наладку станка с ЧПУ для обработки детали «Вал МРУ-03.00.203». При изготовлении детали – «Вал МРУ-03.00.203», исходя из заданной программы выпуска (850 шт.) ожидается мелкосерийный (единичный) тип производства. 3 1 Технологическая часть 1.1 Назначение детали и её характеристика Для дипломного проекта была выбрана деталь «Вал МРУ-03.00.203». Деталь представляет собой тело вращения, средних размеров (длина 212 мм, диаметр 75 мм), имеется несколько переходов по диаметрам – это ∅52 мм выполненный по 7 квалитету точности с шероховатостью Ra 1,6 мкм, ∅45 мм выполненный по 7 квалитету точности с шероховатостью Ra 0,8 мкм, ∅38 мм выполненный по 8 квалитету точности с шероховатостью Ra 1,6 мкм. На детали имеется резьба М27х1,5-6g у которой выполнен скос, который необходим для радиального сквозного отверстия ∅5 мм. Имеется две канавки, для выхода шлифовального круга. Общая шероховатость находится в пределах Ra 12,5-0,8 мкм. Деталь имеет правильную геометрическую форму и средние габаритные размеры, что позволяет применить стандартное приспособление при её закреплении и базировании. Паз, который имеется на детали является открытым, что является технологичным т.к. его получение не требует специального инструмента и не является сложным. Важным показателем работы механизма является безопасность и долговечность. Проанализировав механические свойства детали, условия ее работы и обеспечив качественное изготовление узла можно сделать вывод, что в процессе эксплуатации замен не потребуется. Деталь изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-2016. Данный материал обеспечивает достаточную прочность и надёжность, свойства материала соответствуют условиям работы детали. Также данный материал является достаточно дешёвым и доступным. Данные о химическом составе стали 40Х приведены в таблице 1 и её механические свойства в таблице 2 Таблица 1 – Химические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-2016 Марка стали Класс стали Конструкционная легированная 40Х Массовая доля элементов, % C Si Mn 036- 0,17- 0,5- 0,44 0,37 0,8 P S Cr Ni Не более 0,035 0,035 0,81,1 Cu Fe 0,3 0,3 97 Таблица 2 – Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-2016 Марка стали 40Х Механические свойства, не менее Предел текучести σ Н/мм2 Временное сопротивление σв, Н/мм2 Относительное удлинение δ5, % Относительное сужение ψ, % 780 980 10 45 4 1.2 Выбор метода получения заготовки На метод получения заготовки оказывают влияние: материал детали, её назначение и технические требования, объём и серийность выпуска. Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчёта технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления детали из неё при условии минимальной себестоимости, считается оптимальным. Базовым методом получения заготовки является заготовка из горячекатаного проката при резке на ленточнопильном станке (рисунок 1). Рисунок 1 – Эскиз заготовки Определяем коэффициент используемого материала: 𝑚д Ким = 𝑚з где 𝑚д – масса детали, 3.04 кг; 𝑚з – масса заготовки, 7.67 кг. 3,04 Ким = = 0,39 7,67 Массу заготовки рассчитаем с помощью программы Компас 3D создав 3D модель заготовки по имеющимся размерам (рисунок 2). Рисунок 2 – 3D модель заготовки при резке на ленточнопильном станке 5 Заданные параметры заготовки: Материал тела – Сталь 40Х ГОСТ 4543-2016 Плотность материала тел – Ro = 0.007825 г/мм3 Расчетные параметры (тела и компоненты): Масса M = 7667.524482 г Площадь S = 60645.306020 мм2 Объем V = 979875.333204 мм3 Определим себестоимость заготовки по формуле: 𝑆заг = (М + ∑ Со.з. ) ∗ К𝑖 где М – затраты на материал заготовки, руб; Со.з. – технологическая себестоимость заготовительной операции, руб/ч; К𝑖 – коэффициент инфляции, 1 руб. Определяем затраты на материал заготовки: 𝑆отх ) 1000 где S – базовая стоимость 1 тонны заготовок, S =3,25 руб.; Q – масса заготовки, кг Q = 7,67 кг; q – масса готовой детали, q =3,04 кг; Soтх – цена 1т отходов, Soтх = 1,15 руб.; М = (𝑄 ∗ 𝑆 − (𝑄 − 𝑞) ∗ 1,15 ) = 24,92 руб 1000 Определяем стоимость заготовительной операции для получения заготовки из проката по формуле: М = (7,67 ∗ 3,25 − (7,67 − 3,04) ∗ Сп.з. ∗ Тш.т. 60 ∗ 100 где Сп.з. – приведённые затраты на рабочем месте, 234 коп/ч; Тш.т. – штучное время выполнения заготовительной операции, 6 мин. Со.з. = Со.з. = 234 ∗ 6 = 0,23 руб 60 ∗ 100 𝑆заг = (24,92 + ∑ 0,23) ∗ 1 = 25,15 руб 6 Рассмотрим следующий метод получения заготовки – резка мерного проката на первой операции при обработке детали. Данный метод упрощает загрузку заготовок и может позволить сократить расходы на дополнительное оборудование (рисунок 3). Рисунок 3 – Заготовка при резке на первой операции (после обработки) Массу заготовки возьмём в ГОСТ-е 2590-2006, масса 1 м длины проката диаметром 78 мм будет 37,51 кг. Масса 3 метров проката будет равна m=112,53 кг. Определяем затраты на материал заготовки: 1,15 ) = 365,59 руб 1000 Себестоимость одной заготовки при резке на станке определим из 3000 мм из которых получается 14 деталей с длиной 212 мм, получаем 365,59/14=26,11 рублей. М = (112,53 ∗ 3,25 − (112,53 − 3,04) ∗ 𝑆заг = (26,11 + ∑ 0) ∗ 1 = 26,11 руб Технико-экономические расчёты показывают, что заготовка, полученная резкой на ленточнопильном станке, дешевле по себестоимости и более экономична по использованию материала. Для дальнейшей, подробной разработки выбираем заготовку, полученную резкой ленточнопильным станком. 7 1.3 Разработка маршрутного технологического процесса Операции технологического процесса занесём в таблицу 3 Таблица 3 – Технологический процесс № оп Наименование ции опера- Оборудование, приспособления 1 2 3 005 Заготовительная Ленточнопильный станок Вспомогательный инструмент, режущий инструмент, средства измерения 4 РИ: ленточная пила (полотно) СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 Станок с ЧПУ РИ: Резец DCLNR 2525M 19, Пластина HAAS ST-20 CNMG 19 06 08-PR 4325 ВИ: Резцедержатель ASHN-VDI40-25-HP СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 РИ: Резец DCLNR 2525M 19, Пластина CNMG 19 06 08-PR 4325 ВИ: Резцедержатель ASHN-VDI40-25-HP СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 РИ: Резец резьбовой 266RFG-2525-22, Платина 266RG-22MM02A300E 1020, Пластина 5322 379-12 ВИ: Резцедержатель ASHN-VDI40-25-HP СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 010 Токарная с ЧПУ 1. Установить заготовку в патрон, зажать. 2. Подрезать торец на длину 212 мм. 3. Точить наружную поверхность по программе, выдерживая размеры: Ø27 мм на 38 мм, Ø45,2 мм на 76 мм Ø52 мм на 14 мм, фаски 1,5х45° и 2,5х45°. Канавку для выхода шлифовального круга на Ø24 мм. Углубление Ø51 мм на длину 7 мм. 4. Нарезать резьбу М27х1,5-6g на длину 35 мм. 015 Токарная с ЧПУ Станок с ЧПУ 1. Установить заготовку HAAS ST-20 в патрон, зажать. 2. Подрезать торец на длину 213 мм. 3. Точить наружную поверхность по программе, выдерживая размеры: Ø38,1 мм на 45 мм, Ø75 мм на 39 мм, конус с Ø38,2 на Ø21 мм с углом 45°, фаску длиной 3 мм с углом 60° Канавку для выхода шлифовального круга на Ø36,8 мм. РИ: Резец DCLNR 2525M 19, Пластина CNMG 19 06 08-PR 4325 ВИ: Резцедержатель ASHN-VDI40-25-HP СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 РИ: PCLNR 2525M 19, Пластина CNMG 19 06 08-PR 4325 ВИ: Резцедержатель ASHN-VDI40-25-HP СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 8 Продолжение таблицы 3 1 2 020 Фрезерная 1. Фрезеровать уступ высотой 24,5 мм на длину 38 мм. 2. Сверлить отверстие на проход Ø5 мм. 3 Консольнофрезерный горизонтальный 6Р82Г 025 Моечная Машина моечная МН-62 Стол контрольный 030 Контрольная 035 Закалка ТВЧ 040 Круглошлифовальная Круглошлифо1. Шлифовать шейки вальный вала последовательно, 3К228А выдерживая размеры: Ø45 мм на длину 76 мм. 045 Моечная 050 Контрольная 4 РИ: Фреза концевая 2220-0235 ГОСТ 16225-81 ВИ: Оправка 6222-0033 ГОСТ 13785-68 СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 РИ: Сверло спиральное 2300-0174 ГОСТ 10902-77 ВИ: Оправка 6222-0033 ГОСТ 13785-68 СИ: Штангенциркуль ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166 РИ: Круг шлифовальный 1400X63X127 25А 40-16 М2-СМ2 6 40 м/с 2 кл. ГОСТ 52781-2007 ВИ: оправка для шлифовального круга по ГОСТ 2270-78 СИ: Микрометр МК 100 кл.1 ГОСТ 6507-90 Машина моечная МН-62 Стол контрольный 9 1.4 Назначение и технические характеристики станков с ЧПУ При изготовлении детали «Вал МРУ-03.00.203» используется передовое оборудование с ЧПУ. На операции 010 и 015 Токарная с ЧПУ мы используем станок HAAS ST-20. Данный станок имеет такие преимущества как (таблица 4): ‒ новый корпус – более компактный и более жесткий; ‒ на 11% меньшая занимаемая площадь по сравнению с предыдущей моделью; ‒ более крупное отверстие шпинделя для увеличенного наибольшего диаметра обрабатываемого прутка; ‒ увеличенное перемещение по оси Z; ‒ автоматическая дверь в стандартной комплектации; ‒ wiFi в стандартной комплектации; ‒ идеально подходит для цехов с большими объемами и высокой производительностью; Таблица 4 – Техническая характеристика станка HAAS ST-20 Показатель 1 Значение 2 210 mm 533 mm Размер патрона Максимальный диаметр обрабатываемой детали Максимальный диаметр обработки (с револьверной головкой с крепле381 mm нием по стандарту BOT) Максимальный диаметр обработки (с револьверной головкой с крепле298 mm нием по стандарту BMT65) Максимальная длина резания (зависит от крепления) 572 mm Наибольший диаметр прутка 64 mm Ускоренные перемещения по оси X 24.0 m/min Ускоренные перемещения по оси Z 24.0 m/min Максимальное осевое усилие по оси X 18238 N Максимальное осевое усилие вдоль оси Z 22686 N Торец шпинделя A2-6 Direct Speed, Система привода Belt Drive Максимальная мощность 14.9 kW Максимальная скорость 4000 rpm 203 Nm @ 500 Максимальный крутящий момент rpm Диаметр отверстия шпинделя 88.9 mm Количество инструментов 12 Stations Втулка расточной оправки (сзади револьверной головки) 102.0 mm Объем СОЖ 208 L 113 L/min 6.9 Требуемое количество сжатого воздуха bar Встроенный воздушный шланг 3/8 in Минимальное давление воздуха 5.5 bar 10 Продолжение таблицы 4 Скорость вращения шпинделя 4000 rpm Система привода Direct Speed, Belt Drive Мощность, передаваемая шпинделем 14.9 kW Напряжение переменного тока на входе (трехфазный): низкое 220 VAC Полная нагрузка, амперы (трехфазный): минимальная 40 A Напряжение переменного тока на входе (трехфазный): высокое 440 VAC Полная нагрузка, амперы (трехфазный): максимальная 20 A 11 1.5 Расчёт и назначение припусков на механическую обработку Расчет припусков на механическую обработку производится расчетно-аналитическим методом и по таблицам. Расчет припусков и их определение по таблицам могут производиться только после выбора оптимального для данных условий технологического маршрута и способа получения заготовки. Рассчитываем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для поверхности ∅45−0,015 −0,035 . Заготовка представляет собой прокат длиной 212 мм и диаметром ∅78 мм, массой 7,67 кг. Технологический маршрут обработки поверхности состоит из 3-х операций двух токарных (получистовое и чистовое точение) и одной шлифовальной выполняемых при двух установках обрабатываемой детали. При обработке заготовка базируется в трёхкулачковый патрон. Суммарное значение Rz и Т, характеризующее качество поверхности сортового проката, составляет Rz 150 мкм Т 250, [5]. После первого технологического перехода Rz составляет 40 мкм и Т составляет 60 мкм, после второго технологического перехода Rz составляет 30 мкм и Т составляет 40 мкм и после последнего перехода Rz составляет 5 мкм и Т составляет 10 мкм, записываем их в расчётную таблицу 5 Рисунок 5 – Схема базирования на шлифовальной операции Расчет припусков сводим в таблицу 5, в которой последовательно записываем маршрут обработки поверхности и все значения элементов припуска. 12 ТехнологичеЭлементы приские переходы пуска, мкм. обработки поверхности Rz T ε −0,015 ∅45−0,035 Заготовка Обработка: Получист. Точ. Чистов. Точ. Шлифование ИТОГО: Расчетный припуск 2Zmin, мкм. Расчетный размер dp,мм. Допуск , мкм. Таблица 5 – Расчет припусков и предельных отклонений размеров по технологическим переходам на обработку поверхности ∅45−0,015 −0,035 . Предельный размер, мм. Предельные значения припусков, мкм. dmin 2Z пр min 2Z пр max dmax 150 250 600 - - 47,389 520 47,389 47,909 – – 50 30 10 40 - 1105 130 84 45,179 45,049 44,965 160 62 20 45,179 45,339 45,049 45,111 44,965 44,985 2210 130 84 2424 2570 228 126 2924 50 30 20 30 24 12 Суммарное значение пространственных отклонений для обработки в патроне определяем по формуле: 2 + 𝜌2 𝜌 = √𝜌см кор При обработке участков наружных поверхностей и базировании по крайней ступени заготовки, пространственное отклонение (овальность) выражается произведением удельной кривизны на соответствующую длину заготовки. Выбираем удельную кривизну заготовки ∆к, которое зависит от материала заготовки и его диаметра по таблице 32 [5 с. 72.]: ∆к =0,1 мкм при l = 128 мм. 𝜌𝑘ор = ∆к 𝑙 =0,1·128 = 12,8 мкм = 0,013 мм. Погрешность зацентровки 𝜌см = 0,6 мм: 𝜌 = √0,0132 + 0,62 = 0,6 мм Остаточное пространственное отклонение на обработанных поверхностях определим по формуле [5 с.74]: ост k y заг , где ку – коэффициент уточнения формы: после получистового обтачивания 𝜌1 = 0,05 ∗ 600 = 30 мкм после чистового обтачивания 𝜌2 = 0,04 ∗ 600 = 24 мкм после шлифования 𝜌3 = 0,02 ∗ 200 = 12 мкм Значение этих отклонений зависит от режимных условий обработки, жёсткости технологической системы и механических свойств обработки. 13 Погрешность базирования заготовки при установке в патроне (и центрах на последней стадии), равна нулю на всех стадиях обработки заготовки. Определим суммарную погрешность по формуле: 𝜀у = √𝜀б 2 + 𝜀з 2 где 𝜀з – это погрешность закрепления заготовки (при закреплении в трехкулачковом патроне 𝜀з = 370 мкм). 𝜀у = √3702 + 02 = 370 мкм На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь формулой: 2 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2(𝑅𝑧𝑖−1 + 𝑇𝑖−1 + √𝜌𝑖−1 + 𝜀𝑖2 ) где Rz i-1 – средняя высота микронеровностей; Тi-1- глубина дефектного поверхностного слоя, мкм; ρi-1 – геометрическая сумма пространственных отклонений; i-1 – индекс характеризующий предшествующую операцию; i – индекс характеризующий данную операцию. Минимальный припуск: под получистовое точение: 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2(150 + 250 + √3702 + 6002 ) = 2 ∗ 1105 мкм под чистовое точение: 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2(50 + 50 + 30) = 2 ∗ 130 мкм под шлифование: 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2(30 + 30 + 24) = 2 ∗ 84 мкм Графа «Расчетный размер» dр заполняется, начиная с конечного (в данном случае чертежного) размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода. Имея расчетный (чертежный) размер, после последнего перехода (в данном случае шлифование Ø44,965) для остальных переходов получаем Для шлифования d р3 = 44,965 + 0,084 = 45,049 мм. Для чистового точения dр2 = 45,049 + 0,13 = 45,179 мм. для получистового точения dр1 = 45,179 + 2,21 = 47,389 мм. Значение допусков для каждого перехода принимаем в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки. Для шлифования по 7 кв., = 20 мкм; 14 для чистового точения по 9 кв., = 62 мкм; для получистового точения по 11 кв., = 160 мкм; для проката ГОСТ 19903-2015 = 520 мкм. В графе «Предельный размер» наибольшее значение (dmax) получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. для шлифования dmax3= 44,965 + 0,02 = 44,985 мм для чистового точения dmax2= 45,049 + 0,062 = 45,111 мм для получистового точения dmax1= 45,179 + 0,16 = 45,339 мм для заготовки dmaxзаг= 47,389+ 0,52 = 47,909 мм Наименьшие предельные размеры (dmin) определяем из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов: для шлифования dmin3 = 44,985 – 0,02 = 44,965 мм для чистового точения dmin2 = 45,111 – 0,062 = 45,049 мм для получистового точения dmin1 = 45,339 – 0,16 = 45,179 мм для заготовки dminзаг= 47,909 – 0,52 = 47,389 мм пр Минимальные предельные значения припусков Z min равны разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего перехопр дов, а максимальные значения Z max – соответственно разности наибольших предельных размеров. для шлифования пр 2𝑍𝑚𝑎𝑥 = 45,111 − 44,985 = 0,126 мм = 126 мкм пр 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 45,049 − 44,965 = 0,084 мм = 84 мкм для чистового точения: пр 2𝑍𝑚𝑎𝑥 = 45,339 − 45,111 = 0,228 мм = 228 мкм пр 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 45,179 − 45,049 = 0,13 мм = 130 мкм для получистового точения: пр 2𝑍𝑚𝑎𝑥 = 47,909 − 45,339 = 2,57 мм = 2570 мкм пр 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 47,389 − 45,179 = 2,21 мм = 2210 мкм Все результаты произведенных размеров сводим в таблицу 5 Определим общие припуски Zomin и Zomax, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф. 2𝑍𝑂𝑚𝑎𝑥 = 126 + 228 + 2570 = 2924 мкм 2𝑍𝑂𝑚𝑖𝑛 = 84 + 130 + 2210 = 2424 мкм Определим номинальный припуск в данном случае с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки: 15 𝑍𝑂𝑛𝑜𝑚 = 𝑍𝑂𝑚𝑖𝑛 + Вз − Вд где Вз – верхнее отклонение заготовки, Вз = 200 мкм; Вд – верхнее отклонение детали, Вд = 15 мкм. 𝑍𝑂𝑛𝑜𝑚 = 2424 + 200 − 15 = 2609 мкм Найдем диаметр заготовки номинальный по формуле: 𝑑зном = 𝑑дном + 𝑍𝑜ном где dзном – диаметр заготовки номинальный, dзном = 44,965 мм. 𝑑ном = 44,965 + 2,609 = 47,574 мм Производим проверку правильности выполненных расчетов: пр пр Z maki Z min i i i 1 где Zmax – максимальный припуск; Zmin – минимальный припуск; δi – допуск данной операции; δi+1- допуск предшествующей операции. Для шлифования: пр пр 𝑍𝑚𝑎𝑥 − 𝑍𝑚𝑖𝑛 = 126 − 84 = 42 мкм; 𝛿2 − 𝛿3 = 62 − 20 = 42 мкм Для чистового точения: пр пр 𝑍𝑚𝑎𝑥 − 𝑍𝑚𝑖𝑛 = 228 − 130 = 98 мкм; 𝛿2 − 𝛿3 = 160 − 62 = 98 мкм Для получистового точения: пр пр 𝑍𝑚𝑎𝑥 − 𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2570 − 2210 = 360 мкм; 𝛿1 − 𝛿2 = 520 − 160 = 360 мкм Результат проверки сошелся. Общие припуски и допуски назначаем согласно ГОСТ 19906-2015 так как заготовка получается из проката выбираем значения согласно ГОСТ-а. Самый большой диаметр заготовки составляет 75 мм, ближайший диаметр проката к нему 78 мм, выбираем его в соответствии ГОСТ 19903-2015. 16 Рисунок 6 – Схема графического расположения припусков и допусков Рисунок 7 – Эскиз заготовки по ГОСТ 19903-2015 17 1.6 Расчёт опорных точек траектории перемещения инструментов Составим программу для обработки на станке с ЧПУ при помощи САПР Mastercam 2019 создав модель нашей детали и задав параметры обработки. Модель детали представлена на рисунке программу выводим при помощи Mastercam Code Expert в Word-ом документе, так же проверяем программу на корректность и отработку всех инструментов без столкновений. Все режимы резания и времена обработки были получены в программе и взяты рекомендуемые для выбранного нами инструмента. Программа представлена ниже. Обозначим точки перемещения для каждого инструмента рисунок 8-10 Рисунок 8 – Траектория перемещения для чернового резца Рисунок 9 – Траектория перемещения для чистового резца Рисунок 10 – Траектория перемещения для резьбового резца 18 Занесём в таблицу 6 данные о перемещении каждого инструмента. Таблица 6 – Опорные точки перемещения инструментов № инстру- Участки Приращения по оси Х, Приращения по оси Z, Длинна мента ∆Х мм. ∆Zмм. участка LJ мм. Т01 0-1 1 -1 50 1-2 27,5 0 28,5 2-3 0 -38 38 3-4 46 0 18,5 4-5 0 -73 73 5-6 51,5 -3 3 6-7 0 -7 7 7-8 52,5 0 1 8-9 0 -0,5 0,5 9-10 60 -4 4 10-11 80 0 12 11-12 50 50 130 Т02 0-1 25 -48 55 1-2 27 -4 27 2-3 0 -30 30 3-4 36,8 -1 12,8 4-5 0 -2 2 5-6 38,8 -1 2 6-7 42,5 0 4 7-8 45,5 -1,5 1,5 8-9 0 -70 70 9-10 52 -3 3 10-11 0 -4 4 11-12 51 0 1 12-13 0 -1 1 13-14 55 -4 4 14-15 80 0 15 15-16 50 50 130 Т03 0-1 27 -44,5 45 1-2 0 -35 35 2-3 30 0 3 3-4 0 35 35 4-5 50 50 50 19 1.7 Расчёт режима резания и норм времени на операцию с ЧПУ (на ЭВМ) Данные в этом разделе были рассчитаны при разработке УП и внесены в технологическую документацию. % G21 (TOOL - 1 OFFSET - 1) G28 U0. V0. W0. G50 X250. Y0. Z250. G0 T0101 G18 G97 S1167 M03 G0 X75. Z106. M8 G50 S3600 G96 S550 G70 P100 Q110 G0 Z106. M9 G28 U0. V0. W0. M05 T1200 G0 X75. Z106. M8 G50 S3600 G96 S275 G71 U2. R.2 G71 P100 Q110 U1. W.5 F.25 N100 G0 X-4. S550 G1 X19.4 F.5 G3 X20.531 Z105.766 K-.8 G1 X37.531 Z97.266 G3 X38. Z96.7 I-.566 K-.566 M01 Вторая сторона детали G50 X250. Y0. Z250. G0 T0101 G18 G97 S1167 M03 G0 X75. Z106. M8 G50 S3600 G96 S275 G71 U2. R.2 G1 Z63.8 G3 X37.994 Z63.73 I-.8 G1 X37.516 Z61. X63.008 G3 X63.808 Z60.893 K-.8 G1 X74.2 Z57.893 G3 X75. Z57.2 I-.4 K-.693 N110 G1 Z22. G0 Z106. M9 G71 P100 Q110 U1. W.5 F.25 N100 G0 X-4. S550 G1 X20.4 F.5 G3 X21.531 Z105.766 K-.8 G1 X26.531 Z103.266 G3 X27. Z102.7 I-.566 K-.566 G1 Z72.7 G3 X26.994 Z72.63 I-.8 G1 X26.184 Z68. X40.4 G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M01 (TOOL - 2 OFFSET - 2) G28 U0. V0. W0. G50 X250. Y0. Z250. G0 T1212 G18 G97 S2334 M03 G3 X41.531 Z67.766 K-.8 G1 X44.531 Z66.266 G3 X45. Z65.7 I-.566 K-.566 G1 Z-5.8 G2 X49.4 Z-8. I2.2 G1 X50.4 G3 X52. Z-8.8 K-.8 G1 Z-15.8 G3 X51.994 Z-15.87 I-.8 20 G1 X51.309 Z-19.783 G2 X57.4 Z-22. I3.046 K.982 M9 G28 U0. V0. W0. M05 N110 G1 X75. G0 Z106. M9 G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M01 (TOOL - 2 OFFSET - 2) G28 U0. V0. W0. G50 X250. Y0. Z250. T1200 M01 (TOOL - 3 OFFSET - 3) G28 U0. V0. W0. G50 X250. Y0. Z250. G0 T9494 G18 M05 G0 X31. Z116.293 M8 G0 T1212 G18 G97 S2334 M03 G0 X75. Z106. M8 G50 S3600 G96 S550 G70 P100 Q110 G0 Z106. G76 P010029 Q0 R0 G76 X25.376 Z67. P8119 Q3145 R0. F1.5 M9 G28 U0. V0. W0. T9400 M30 % 21 1.8 Разработка и оформление технологической документации (МК КН) Технологическая документация – это комплект текстовых и графических документов, определяющих технологический процесс изготовления изделия и содержащих необходимые данные для организации производства. Альбом технологических карт разрабатывается на технологический процесс изготовления детали согласно ЕСТД на оформление машиностроительной документации: ‒ маршрутной карты (МК) по ГОСТ З.1118-82 содержащей описание технологического процесса изготовления по всем операциям технологической последовательности с указанием данных по оборудованию, материальным и трудовым затратам, сведений техники безопасности. ‒ операционные карты (О.К) по ГОСТ 3.1404-86 с отражением содержания по оснастке, технологическим переходам в последовательности их выполнения по технологическому процессу на каждую операцию, режущему и мерительному инструменту, режимов резания на каждый переход с отражением сведений по заготовке и материалу обрабатываемой детали. ‒ карты эскизов (К.Э) по ГОСТ 3.1105-84 с отображением графических иллюстраций на каждую операцию в соответствии с технологическим процессом изготовления детали. 22 23 24 25 26 2 Наладочно конструкторская часть 2.1 Разработка схемы установки заготовки в приспособлении, расчёт усилия зажима и погрешности установки. Описание работы приспособления Станочные приспособления применяют для установки заготовок на металлорежущем станке. В соответствии с требованиями ЕСТПП различают три вида станочных приспособлений – специальные, специализированные и универсальные. Обоснованное применение станочных приспособлений позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Трудоёмкость и длительность цикла технологической подготовки производства, себестоимость продукции можно уменьшить за счёт применения стандартных систем станочных приспособлений, сократив трудоёмкость, сроки и затраты на проектирование и изготовление приспособлений. Зажимное устройство проектируемого приспособления должно удовлетворять следующим требованиям: 1. При зажиме не изменять первоначально заданного положения детали. 2. Сила зажима должна обеспечивать надежное закрепление детали и не допускать сдвигов, поворота или вибрации детали при обработке. 3. Для закрепления деталей использовать механизированный привод. Для обработки детали «Вал» на станке с ЧПУ модели HAAS ST-20, а именно для токарной операции 010, применяем приспособление, токарный самоцентрирующийся трёхкулачковый клиновой патрон 7100-0078-2-3-П ГОСТ 24351-80 (рисунок 11). Рисунок 11 – Токарный трёхкулачковый клиновой патрон 27 На рисунке 11 изображен токарный трехкулачковый самоцентрирующийся клиновой патрон. В пазах корпуса 1 установлены три ползуна 2, к которым винтами 4 и сухарями 3 прикреплены кулачки 5. Втулка 6 винтом 8 и тягой, размещенной в полости шпинделя станка, соединена со штоком электромеханического привода. В ней предусмотрены три паза 9 с углом наклона 15°, в которые входят наклонные выступы10 ползунов 2, образуя клиновые сопряженные пары. Заготовка зажимается в патроне при перемещении штока привода влево. При этом через тягу и винт 8 движение передается на втулку 6, которая смещает выступы ползунов 2 по наклонным пазам к оси патрона. Сменные кулачки 5 также перемещаются к центру патрона и зажимают обрабатываемую заготовку. Открепление заготовки происходит при движении штока привода вправо, который через тягу перемещает вправо и втулку 5. Выступы ползунов 10 смещаются по наклонным пазам втулки 2 в направлении от оси патрона, сменные кулачки расходятся, и заготовка открепляется. Втулка 7 предназначена для предохранения патрона от засорения и при замене кулачков снимается [4]. Настройка на необходимый диаметр зажима осуществляется переустановкой накладных закалённых кулачков по рифлениям основных с обеспечением выходной точности патрона. Точность патрона с незакалёнными кулачками достигается путём расточки накладных кулачков после их переустановки на необходимый диаметр зажима. Техническая характеристика по ГОСТ 24351-80 Диаметр патрона – 250 мм; Высота патрона – 96 мм; Высота патрона до основания кулачка – 101 мм; Диаметр зажимаемых поверхностей, – 15-325 мм ; Ход кулачка – 8,0 мм; Допустимая частота вращения патрона – 4000 об/мин; Условный размер присоединительного конуса по ГОСТ12595 - 6; Наружный диаметр конуса – 106,375 мм; Глубина конуса – 14 мм; Диаметр расположения крепежных отверстий – 133,4 мм; Диаметр крепежных отверстий – 14мм; Количество крепежных отверстий – 6 шт; Размер резьбы тяги – М24; Ширина сухаря – 20 мм; Резьба для крепления накладных кулачков – М16; Ход штока – 32 мм; Максимальное усилие, передаваемое приводом, – 6500 Н; Суммарная сила зажима в кулачках – 150 кН; 28 Точность центрирования на всем диапазоне зажима детали, класса «П» – 60 мкм; Масса патрона, не более, кг – 45; Патрон работает от механизированного привода, устанавливаемого в станке. В качестве привода к патрону применяем электромеханический привод. Электромеханический привод не требует дополнительных систем для функционирования, что делает станок независимым от пневмо и гидросистем, монтаж которых требует дополнительных материальных средств. Потребление энергии происходит только во время зажима или разжима заготовки. Производим расчёт потребной силы зажима в зависимости от конфигурации обрабатываемой детали и применяемых режимов резания. Для операции 010 выполняемой на станке HAAS ST-20 выполняются следующие переходы: продольное точение (чистовое и получистовое), подрезка торцов. Для дальнейшего проектирования приспособления с целью определения наибольшей силы зажима выбираем получистовую обработку как наиболее нагруженную. Обработка детали на токарном станке ведется резцами из твердосплавного материала 4325. Для расчета силы зажима необходимые режимы резания, которые рассчитаны в п. 1.7 данного дипломного проекта. Составим расчётную схему рисунок 12 Рисунок 12 – Расчётная схема сил закрепления заготовки Определяем потребную силу зажима детали одним кулачком патрона: 𝛼 2∙ 𝐷 𝑊𝑜 = 𝐾 ∙ 𝑃𝑍 ∙ (2.1) 𝑛 ∙ 𝑓 𝐷1 где 𝑛 – количество кулачков в патроне, 𝑛 = 3шт; 𝐾 – коэффициент запаса; 𝑓 – коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков 𝑓 = 0.8; sin 29 𝐷 – диаметр зажимной поверхности, 𝐷 = 78 мм; 𝐷1 – диаметр обрабатываемой поверхности, 𝐷1 = 75мм; 𝑃𝑍 – окружная сила резания, 𝑃𝑍 ; 𝛼 𝛼 sin – угол кулачка, при радиусных кулачках sin = 1. 2 2 Определим коэффициент запаса для самоцентрирующегося трехкулачкового патрона с пневматическим приводом зажима: 𝐾 = 𝐾0 ∙ 𝐾1 ∙ 𝐾2 ∙ 𝐾3 ∙ 𝐾4 ∙ 𝐾5 ∙ 𝐾6 (2.2) где 𝐾0 – постоянный коэффициент запаса, 𝐾0 = 1.5; 𝐾1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, 𝐾1 = 1.2; 𝐾2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента, 𝐾2 = 1.2; 𝐾3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей на детали, 𝐾3 = 1.2; 𝐾4 – коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой приводом приспособления, 𝐾4 = 1 ; 𝐾5 – коэффициент, учитывающий удобное расположение рукоятки для ручных зажимных устройств, 𝐾5 = 1; 𝐾6 – коэффициент, учитывающий при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь вокруг ее оси, 𝐾6 = 1. 𝐾 = 1,5 ∙ 1,2 ∙ 1,2 ∙ 1,2 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 2,59 Определяем силу резания 𝑃𝑍 согласно источнику [7 с.271] при получистовом точении Ø75 операция 010 токарная с ЧПУ: 𝑃𝑍 = 10 ∙ 𝐶𝑃 ∙ 𝑡 𝑥 ∙ 𝑆 𝑦 ∙ 𝑉 𝑛 ∙ 𝐾𝑝 (2.3) где 𝐶𝑃 – коэффициент, учитывающий условия обработки, 𝐶𝑃 = 92 ; x,y,n – показатели степени, x=1; y=0,75; n=0; 𝐾𝑝 – обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменение условий по отношению к табличным. 𝐾𝑝 = 𝐾𝜇𝑝 ∙ 𝐾𝜑𝑝 ∙ 𝐾𝜆𝑝 ∙ 𝐾𝛾𝑝 ∙ 𝐾𝑟𝑝 (2.4) где 𝐾𝜇𝑝 – поправочный коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала; 𝐾𝜑𝑝 – учитывает главный угол в плане, 𝐾𝜑𝑝 = 0,89; 𝐾𝜆𝑝 – учитывает угол наклона главного лезвия, 𝐾𝜆𝑝 = 1,0; 𝐾𝛾𝑝 – учитывает передний угол, 𝐾𝛾𝑝 = 1,1. 𝐾𝑟𝑝 − учитывает радиус при вершине, 𝐾𝑟𝑝 = 1,0. 30 Определяем значения поправочных коэффициентов: 𝐻𝐵 𝑛 𝐾𝜇𝑝 = ( ) 190 где n – показатель степени для твёрдого сплава n=0.4 (2.5) 220 0.4 𝐾𝜇𝑝 = ( ) = 1,06 190 𝐾𝑝 = 1.06 · 0,89 · 1,1 · 1,0 · 1,0 = 1,037 𝑃𝑍 = 10 ∙ 92 ∙ 1,51 ∙ 0,70,75 ∙ 790 ∙ 1,037 = 1095,17 Н Тогда требуемая сила зажима: 1 75 ∙ = 1136,41 𝐻 3 ∙ 0,8 78 Расчет минимального требуемого тягового усилия на штоке механизированного привода патрона ведем по формуле: 𝑊𝑜 = 2,59 ∙ 1095,17 ∙ 3∙𝜇∙а (2.6) ) ∙ 𝑡𝑔(𝛽 + 𝜑) ∙ 𝑊о ℎ где 𝜇– коэффициент трения между направляющей поверхностью кулачка и пазом корпуса патрона, 𝜇 = 0,15 − 0,2; 𝐾1 – коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне, 𝐾1 = 1,05 − 1,2 ; 𝑙 – вылет кулачка от середины его опоры до центра приложения силы зажима W0 на одном кулачке, 𝑙 = 70 мм; 𝑙1 – длина направляющей части кулачка, соприкасающаяся с пазом корпуса патрона, 𝑙1 = 63мм; 𝛽 – угол наклона пазов скользящей втулки для клиновой пары патрона, 𝛽 = 15°; 𝜑 – угол трения наклонной поверхности клиновой пары патрона. 𝜑 = 5°43΄. 𝑄 = 𝐾1 ∙ (1 + 3 ∙ 0,2 ∙ 73 ) ∙ 𝑡𝑔(15 + 5,43) ∙ 1136,41 = 861,12 Н 63 По рассчитанному тяговому усилию подбираем электромеханическую зажимную головку типа ЭМГ50 с регулируемым крутящим моментом со следующей технической характеристикой: 𝑄 = 1.2 ∙ (1 + Техническая характеристика головки магнитной ЭМГ50 Тяговое усилие (регулируемое) 15кН Скорость продольного хода штока (расчетная) 31 при частоте тока 50Гц – 375 мм/мин. Ход штока не менее 45 мм. Частота включений в минуту не более 2 Габаритные размеры не более длина до торца монтажного фланца – 408 мм. диаметр – 130 мм Масса не более 21кг 32 2.2 Расчёт размерной настройки станков При обработке заготовок по методу автоматического получения размеров станок предварительно настраивается таким образом, чтобы требуемая от заготовок точность достигалась автоматически, т.е. почти независимо от квалификации и внимания рабочего. При обработке детали на станке с ЧПУ необходимо обеспечить минимальное перемещение инструмента при подходе к детали. Методика расчёта координатных перемещений учитывает особенности конструкции станка и устройства ЧПУ. Для станка HAAS ST-20 Zн рассчитываем по формуле: 𝑍н = 𝐿𝑚𝑎𝑥 + 𝐷 + 𝐿 + 𝑅 где 𝐿𝑚𝑎𝑥 – максимальный наладочный размер инструмента, 𝐿𝑚𝑎𝑥 =100 мм; 𝐷 – максимальный диаметр заготовки, 𝐷 =78 мм; L – рабочее перемещение инструмента к обрабатываемой детали, L=213 мм; R – расстояние быстрого перемещения инструмента к детали, R=50 мм; При поперечном перемещении: 𝑍н = 100 + 78 + 50 = 228 мм При продольном перемещении: 𝑍н = 67 + 213 + 50 = 330 мм Расчётная схема определения 𝑍н станка HAAS ST-20 показана на рисунке 13. Вылеты настройки инструмента указаны в листе инструментальной наладки. Рисунок 13 – Схема настройки инструмента при обработке на операции 010 33 2.3 Последовательность наладки станков с ЧПУ для обработки детали Наладка токарного станка с ЧПУ: 1. Установка инструмента: перед установкой инструмента необходимо тщательно протереть инструмент и гнезда револьверной головки ветошью; в неиспользуемые гнезда для осевого инструмента установить заглушки, а также установить заглушки в неиспользуемые резьбовые отверстия; законтрить в держателях осевого инструмента винты зажима инструмента; при установке (замене) пластин очистить посадочные места и элементы крепления от стружки; при установке кулачков необходимо очистить зубчатую поверхность реек патрона и кулачков кисточкой или зубной щеткой; чтобы затянуть винты кулачков, в режиме MDI задайте команду М19 – ориентация шпинделя: привод не даст вращаться патрону и кулачки можно надежно затянуть; при закреплении инструмента пользоваться исправными ключами и не применять приспособления, усиливающие зажим. 2. Привязка инструмента: Привязка инструмента является одной из наиболее ответственных работ, выполняемых наладчиком станка. От правильного понимания теории и аккуратного безошибочного выполнения процесса привязки зависит безаварийная работа станка. Привязка инструмента заключается в определении и занесении в таблицу корректоров вылетов инструментов по осям X и Z. В настоящее время практически все токарные станки оснащаются датчиками фирмы Renishaw. У станков, не имеющих датчика, привязка осуществляется в традиционном методе – протачиванием заготовки по диаметру и подрезкой торца. Привязка с помощью датчика достаточно полно описана в «Руководстве по программированию для станков с Fanuc» Н-2000-6030-0В-А, методика привязки протачиванием – в «Руководстве оператора Fanuc серия 0i-TB» В63834. Поэтому далее будут изложены принципы определения вылетов инструмента, т.к. в зависимости от этого производится как калибровка датчика, так и привязка инструмента методом протачивания заготовки. В качестве начала координат для измерения вылетов инструмента предлагается использовать: по оси Х – центр отверстия держателя осевого инструмента. по оси Z – торец револьверной головки. Для станков с державками VDI по DIN 69880 – торец резцовой державки типа «В», например, В3-40х20. 34 Внимание: направление осей вылета инструмента никак не связано с осями координат станка. Хин и Zин – вылеты инструмента соответственно по осям X и Z, которые заносятся в таблицу корректоров. Такой принцип отсчета вылетов инструмента обусловлен следующими соображениями: 2.1 Центр отверстия держателя осевого инструмента в токарных станках всегда находится на оси вращения детали, поэтому корректор по Х для сверл, метчиков и другого аналогичного осевого инструмента всегда равен 0. Кроме того, для расточных резцов в каталогах инструмента, выполненного по стандарту ISO, указывается расстояние от центра круглой державки до вершины режущей пластины, поэтому эту величину (удвоенную) по Х можно сразу ввести в таблицу корректоров. 2.2 В обычной револьверной головке крепление наружных резцов, выполненных по стандарту ISO, осуществляется клином и боковая поверхность державки практически заподлицо с торцом револьверной головки. В каталогах инструмента указывается расстояние от боковой поверхности державки до вершины режущей пластины, таким образом, величину вылета по Z также можно сразу внести в таблицу корректоров. 2.3 Ориентировочные вылеты осевого инструмента по Z удобно измерять штангенциркулем. 2.4 Занесение предварительно измеренных или определенных из каталогов значений вылетов в таблицу корректоров при наличии датчика привязки инструмента позволяет пользоваться программой автоматической привязки, что существенно сокращает время наладки станка. Таким образом, глядя на величину и знак корректоров по Х и Z в таблице корректоров, легко определить тип инструмента, визуально проверить правильность установки инструмента в соответствующие позиции. При этом, естественно, подразумевается, что номер корректора равен номеру инструмента. Примечание: при привязке инструмента методом протачивания корректор должен быть включен, т.е. для инструмента, установленного в гнезде 1 – Т0101. 3. Определение нуля детали; Необходимо заметить, что нуль детали и корректора на инструмент формально никак не связаны. Определение нуля детали производится после привязки инструмента. Поверхность, выбранная в качестве плоскости нуля детали, должна быть физической, чтобы ее можно было коснуться инструментом, обычно это торец детали. Существует два способа определения нуля детали: 3.1 С помощью функции G50, при этом нуль детали при выключении станка системой ЧПУ не запоминается. 35 3.2 С помощью функций G54 – G59, при этом способе нуль детали сохраняется в памяти системы ЧПУ. 4 Ввод и вывод управляющих программ; Ввод и вывод УП не представляет каких-либо трудностей и осуществляется в ручном режиме с помощью последовательного нажатия программных клавиш. К разъему RS232 станка должен быть подключен специальный кабель (обязательно при выключенном питании), соединяющий станок с устройством ввода – вывода. Таким устройством может быть персональный компьютер, имеющий специальную программу приема – передачи управляющих программ, специальный DNC – терминал или другое подобное средство. При выполнении ввода – вывода ключ защиты программ должен быть выключен. 5.Особенности работы в автоматическом режиме. Отработку новой управляющей программы необходимо производить в покадровом режиме на скорости быстрых перемещений Е. При непрерывном выполнении программы нужно прислушаться к звукам резания и держать руку на кнопке экстренной остановки, чтобы при малейшем нарушении процесса обработки успеть ее нажать и не допустить поломки инструмента. Если произошло нарушение процесса и была нажата эта кнопка, то далее должна быть нажата кнопка очистки системных ошибок. В памяти системы ЧПУ хранится следующий для исполнения кадр управляющей программы и если не нажать кнопку RESET, перейти в режим автоматического цикла обработки и выполнять какуюлибо команду, сначала будет выполнена команда, хранящаяся в памяти и движение рабочих органов станка не будет соответствовать ожидаемым. Начать выполнение управляющей программы можно с любого кадра. Поскольку размер управляющих программ для токарных станков невелик, в большинстве систем ЧПУ отсутствует функция рестарта программы. Запуск программы необходимо производить с начала инструментального блока – точки смены инструмента. Для этого необходимо перейти в режим автоматической обработки, найти нужный кадр и установить на нем курсор и нажать кнопку START. Программа начнет выполняться с выбранного кадра. 36 2.4 Регулировка узла станка с ЧПУ Настройка исходной точки держателя инструмента. Когда необходимо настроить исходную точку, поскольку используется система определения абсолютного положения при использовании следящей системы револьверной головки, следует выполнить настройку в приведённых ниже случаях: 1. Разборка и повторная сборка сервомотора; 2. Замена сервоусилителя; 3. Замена аккумулятора; 4. Разборка разъёма датчика сервомотра; 5. Новая настройка исходной точки фрезы и т.д. 6. Потеря данных абсолютного положения по разным причинам; Первый способ настройки: 7. Если имеется функция Mill, перед настройкой исходной точки держателя инструмента вы должны сначала посмотреть, праввильно ли работает бесконтактный переключатель для проверки исходной точки револьверной головки. 8. Переместите клавишный переключатель OP. LOCK в положение PROG.WRITE или SET UP. 9. в режиме МДИ установите параметр технологического модуля К5#0 в «1», а затем разблокируйте револьверную головку, одновременно нажав SPINDLE STOP, TRUE SELECT и FEED HOLD на панели управления. На экране индикации аварийных сигналов появится сообщение 2210 TURRET ADJUST MODE (К5.0=1). 10. Проверьте находится ли 6 в Х0000 в «1», а бит 7 в Y0003 в «1» на экране состояния технологического модуля PMC STATUS. 11. Проверьте находится ли 6 в Х0000 в «1», а бит 3 в Y0002 в «1» на экране состояния технологического модуля PMC STATUS. 12. Проверните диск держателя инструмента рукой до совпадения стрелок или отметок, нанесённых на держатель инструмента в его корпусе. 13. Нажмите переключатель CALL/BZ OFF для зажима держателя инструмента. 14. Проверьте находится ли 7 бит в Х0000 в «1», а бит 6 в Y0003 в «1» на экране состояния технологического модуля PMC STATUS. 15. Проверьте находится ли 7 бит в Х0000 в «1», а бит 2 в Y0002 в «1» на экране состояния технологического модуля PMC STATUS. 16. Установите параметр технологического модуля К5#0 в «0». 17. Задайте номер параметра РММ 11#0 в «1». Если № 1#0 уже в «1», переведите его в «0», выключите питание и включите снова, а затем снова установите его в «1». 37 18. Выключите и включите питание. 19. Установите номер инструмента 1, одновременно нажав переключатели FUNCTION SELECT, SPINDLE STOP и FEED HOLD. Исходная точка инструмента будет задана и пошаговое перемещение инструмента будет возможно. 38 3 Организационная часть Организация и обслуживание рабочего места наладчика Рабочее место наладчика представляет собой отдельный производственный участок, закрепленный за одним рабочим или за бригадой рабочих. Рациональная организация рабочего места повышает эффективность использования станков с ЧПУ и способствует выполнению работы на них c наименьшими затратами труда. Основными факторами, влияющими на организацию рабочего места, являются технологический процесс и организация производства, а также система обеспечения рабочего места заготовками, технической документацией, инструментом, приспособлениями и ремонт обслуживанием оборудования. Прежде всего рабочее место должно обеспечиваться необходимым количеством заготовок, инструмента и приспособлений для бесперебойной работы в течение смены. Площадь рабочего места должна быть такой, чтобы, с одной стороны, она гарантировала оптимальные условия труда, а с другой – была бы экономически целесообразной рисунок 14. Одной из наиболее важных характеристик рабочего места является эффективность его внутренней планировки. Рисунок 14 – Схема рабочего места наладчика Рабочее место наладчика станков с ЧПУ состоит из: 1. Станок 2. Конвейер. Он предназначен для вывода стружки из станка. 3. Тележка. Служит для сбора стружки. 4. Стол. У него имеется полка для складывания различной документации. 5. Трап. Он защищает от масла и эмульсии под ногами рабочего. 6. Электрический щит. 7.Инструментальный шкаф. В нем хранятся инструмент и различные приспособления. 39 Определение структуры и периодичности работ по ремонту и ТО станков с ЧПУ Одним из условий эффективной организации работы любого предприятия является наличие отлаженного механизма выполнения ремонтных работ. Чем меньше удельный вес расходов на ремонт, обслуживание и содержание оборудования в себестоимости продукции, тем выше эффективность производства и самой ремонтной службы. Для предупреждения нерациональных потерь в производстве и сокращения затрат на ремонт служит система планово-предупредительного ремонта (ППР). Системой планово-предупредительного ремонта называется совокупность различного вида работ по техническому уходу и ремонту оборудования, проводимых по заранее составленному плану с целью обеспечения наиболее эффективной эксплуатации оборудования. Сущность системы ППР заключается в том, что помимо повседневного ухода электроустановки подвергают через определенные промежутки времени плановым профилактическим осмотрам, проверкам, испытаниям и различным видам ремонта. Система ППР позволяет поддерживать электроустановки в состоянии, обеспечивающем их нормальные технические параметры, предотвращать частично случаи отказов, снижать расходы на ремонт, улучшать технические параметры при плановых ремонтах в результате той или иной модернизации. Ремонт электрооборудования и аппаратов, непосредственно связанных с технологическими агрегатами, производят одновременно с ремонтом последних. Перед выводом в капитальный ремонт каждого агрегата выполняют следующие подготовительные мероприятия: составляют ведомость объема работ и смету, которые уточняют после вскрытия и осмотра агрегата; составляют график проведения ремонтных работ; подготавливают согласно ведомостям объемов работ необходимые материалы и запасные части; составляют и утверждают техническую документацию на реконструкционные работы, намеченные к выполнению в период капитального ремонта; приводят в исправное состояние инструмент, приспособления, такелажное оборудование и подъемно-транспортные механизмы; готовят рабочие места для ремонта; комплектуют ремонтные бригады. Определяем плановую периодичность ремонтных работ. Трц = 12(Трп ∗ Ком ∗ Кми ∗ Ктс ∗ Ккс ∗ Кв ∗ Кд ) ; Тоб 40 где Трп − продолжительность рабочего периода механической части оборудования, Трп= 17520 час; Ком − коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, для стали Ком=1; Кми − коэффициент, зависящий от материала инструмента, для металлов Кми=1; Ктс − коэффициент класса точности станка, для повышенной Ктс=1,5; Ккс − коэффициент категории массы, до 10 тонн Ккс=1; Кв − коэффициент возраста станка, до 10 лет, Ккв=1; Кд − коэффициент долговечности, Кд=1; Тоб − эффективный фонд времени оборудования за период, 43800 час. Определяем эффективный фонд времени работы оборудования: Р ) 100 где Дк − число календарных дней в году, Дк=366 дней; Двп − число выходных и праздничных дней, Двп = 111 дней; Тсм − продолжительность смены, Тсм=8 часов; Ксм − коэффициент сменности работы оборудования, Ксм=1; Р − внутрисменные потери времени, Р = 9%; Тоб = (Дк − Двп ) ∗ Тсм ∗ Ксм ∗ (1 − Тоб = (366 − 111) ∗ 8 ∗ 1 ∗ (1 − 9 ) = 1856,4 часов 100 12 ∗ (17520 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 1,5 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 1) = 170 мес 1856,4 Определяем продолжительность межремонтного периода: Трц = Трц (𝑛к + 𝑛т ) где 𝑛к – количество капитальных ремонтов; 𝑛т − количество текущих ремонтов; Тмр = 170 = 34 мес. (1 + 4) Определяем продолжительность межосмотрового периода: Тмр = Тмо = Тмр (𝑛0 + 1) где 𝑛0 =1 41 34 = 17 мес. (1 + 1) Составляем график периодичности выполнения ремонтных работ и заносим его в таблицу 7. Тмо = Таблица 7 – График ремонтных работ Годы Месяцы 1 2 3 4 5 6 7 8 2020 2021 2022 О 2023 Т 2024 2025 2026 Т 2027 2028 2029 Т 2030 К 42 9 10 11 В 12 О О Характерные неисправности станков с ЧПУ и их устранение В процессе изготовления деталей на металлорежущих станках возникает большое разнообразие погрешностей обработки. Например, цилиндрическая поверхность может иметь небольшую конусообразность, некруглость поперечного сечения, искривление оси и другие погрешности. Плоская поверхность может иметь небольшие выпуклости, вогнутость и другие отклонения. Погрешности обработки деталей являются следствием влияния следующих основных факторов: 1. Неточность станков, являющаяся следствием погрешности изготовления их основных деталей и узлов, неточности сборки, износа трущихся поверхностей деталей станка в процессе его эксплуатации и т. п. 2. Степень точности изготовления режущего инструмента и его изнашивание во время работы. 3. Неточность установки инструмента и настройки станка на размер. 4. Погрешности базирования и установки обрабатываемой детали на станке или в приспособлении. 5. Деформации деталей станка, обрабатываемой детали и инструмента во время обработки под влиянием силы резания вследствие недостаточной жесткости упругой системы станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД). 6. Тепловые деформации обрабатываемой детали, деталей станка и режущего инструмента в процессе обработки и деформации, возникающие под влиянием внутренних напряжений в материале детали. 7. Неравномерность припуска и твердости заготовки. 8. Ошибки в измерениях вследствие неточности измерительного инструмента, неправильного пользования им, влияния температуры и т. п. 9. При недостаточной жесткости заготовки после обработки на детали в продольном направлении возникают погрешности, искажающие цилиндрическую форму. 10. При износе шеек шпинделя, увеличенных радиальных зазорах между шпинделем и подшипниками, а также при неравномерности припуска на обработку в поперечном сечении детали возникает погрешность в виде некруглости. Для устранения такого рода погрешностей необходимо: Исходя из режимов резания и сил резания обеспечивать необходимую жесткость системы СПИД, уменьшая вылеты инструментов, заготовки, задней пиноли. Так же заготовка должна иметь равномерный припуск, значит в технологическом процессе добавить обдирочные операции для уменьшения припуска на данной операции. Припуск на обработку должен быть минимален, это позволит не только сэкономить материал при обработке, но и получать более качественную поверхность, более высокие показатели квалитета точности и шероховатости. 43 Своевременная замена режущего инструмента (режущих пластин) позволит избежать погрешностей обработки и постоянную шероховатость детали. Так же немаловажным является использование системы охлаждения, т.к. обработка ведётся на больших скоростях резания она должна попадать в зону резания, СОЖ должна постоянно обновляться и соответствовать операции (должна быть выбрана наиболее целесообразная). При наладке, под наладке и переналадке оборудования использовать пробные детали для проверки настройки инструмента на размер и точность его установки. Так же увеличить процент контроля деталей, данная мера позволит предотвратить попадание брака на дальнейшие операции и повысить качество производства. Оборудование должно обслуживаться согласно плановым мероприятиям по ремонту и предупредительному ремонту. При поломке и введении станка в рабочее состояние обрабатывать испытательную партию деталей с всевозможным контуром обработки, для выявления не устранённых или созданных погрешностей узлов и агрегатов станка. При их выявлении, необходимо их устранить если это невозможно, значит вести обработку менее точных деталей, где данные погрешности будут компенсироваться или устранены на других операциях, возможно, что не будут учтены по чертежу детали. При моральном износе станка, использовать его лишь на подготовительных операциях, либо производить модернизацию для повышения его точностных характеристик и возможности дальнейшего использования. 44 4 Охрана труда и окружающей среды 4.1 Соблюдение требований производственной санитарии В соответствии с заданием на дипломное проектирование в разделе рассмотрены вопросы создания безопасных и безвредных условий труда. При изготовлении детали «Вал» предусматривается обработка на следующем оборудовании: 010 Токарная с ЧПУ; 015 Токарная с ЧПУ; 020 Фрезерная; 040 Круглошливовальная Оборудование удовлетворяет требованиям: ГОСТ 12.2.009-99. ССБТ. Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности [22]. В цехе установлено различное металлорежущее оборудование, вследствие этого могут иметь место опасные (ОПФ) и вредные производственные факторы (ВПФ). Эти факторы по своей природе и воздействию на человека подразделяются на: ‒ физические, оказывающие действие посредством заключенной в них энергии; химические, воздействующие на человека преимущественно раздражающе и вызывающие аллергию, проникающие через органы дыхания, кожные покровы и слизистые оболочки; биологические включают опасные свойства бактерий и продуктов их жизнедеятельности, источником которых является СОТС; психофизиологические, воздействующие на людей на рассматриваемых участках (физические перегрузки и перенапряжение анализаторов человека, утомление и монотонность труда). К ОПФ относятся: движущиеся и машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки; наличие стружки, заусенцев и острых кромок на поверхностях заготовок, оборудования, инструментов; электрический ток на всех участках. К ВПФ относятся: повышенная загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума и вибраций на рабочих местах; наличие СОТС; Производственная санитария Потенциально опасные и вредные производственные факторы: 45 На производственном участке есть следующие опасные и вредные производственные факторы: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; высокий уровень шума и вибрации; недостаточная освещенность рабочей зоны; наличие прямой и отраженной блёсткости; повышенная яркость и пульсация светового потока; высокие влажность и скорость движения воздуха. Вредные химические вещества При работе на таких станках, как токарный, фрезерный, в рабочей зоне выделяются вредные вещества в виде паров СОТС (эмульсии), металлическая пыль. Пары и пыль образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие вещества – дисперсионные системы – аэрозоли, которые подразделяются на: пыль – размер частиц более 10 мкм; пылевой туман – размер частиц 1...10 мкм; пылевой дым – размер частиц менее 1 мкм. Абразивные и металлические пыли оказывают на организм человека раздражающие действие дыхательных путей, слизистой оболочки глаз, кожи, а при длительном воздействии вызывают заболевания легких. Пары СОТС (масляной туман, оксид углерода) оказывают на организм человека раздражающее действия слизистых оболочек верхних дыхательных путей, утомляемость, головокружение, отравляющее действие. Метеорологические условия Выполняемые на участке работы в зависимости от общих энергозатрат организма относятся к физическим работам средней тяжести СанПиН №33 от 30.04.2013. Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях. Работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и некоторым физическим напряжением (масса заготовки равна 0,635 кг), что соответствует энергозатратам от 200 до 250 ккал/ч. В соответствии с СанНП и ГН МЗ РБ №92 от 11.10.2017 по степени воздействия на организм человека масляные туманы относят к 3-му классу опасности (умеренно опасные). Накапливаясь в помещении, масляные туманы сильно ухудшают условия труда, вызывая профессиональные заболевания. Оптимальные и допустимые микроклиматические условия для указанной категории работ приведены в таблице 10 «СанНП и ГН МЗ РБ №33 от 30.04.2013» [23]. 46 Таблица 10 – Допустимые микроклиматические условия Период года теплый холодный Норма оптимальная допустимая оптимальная допустимая Температура, С 20-22 16-27 17-19 15-21 Относительная влажность, % Скорость движения воздуха 40-46 70 40-60 75 0,3 0,2-0,5 0,2 не более 0,4 Помещение имеет незначительный избыток тепла, которое поступает от работающего оборудования, отопления. Интенсивность теплового облучения на рабочих местах составляет 85 Вт/м3, а допустимая –100 Вт/м3, облучению при этом подвергается не более 25 поверхности тела человека, что соответствует нормам. Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственном помещении помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки, аэрозолей СОТС), предусмотрена приточная общеобменная система вентиляции в сочетании с естественной вентиляцией (аэрация). Вентиляция Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственном помещении помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки, аэрозолей, СОЖ) предусмотрена приточная вентиляция в сочетании с естественной вентиляцией. Общеобменная вентиляция действует постоянно. Вентиляционные системы соответствуют требованиям ГОСТ 12.4.021-75 «Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования». Приточная вентиляция обеспечивает подачу в производственные помещения чистого воздуха. Она применяется в производственных помещениях со значительными тепловыделениями и малой концентрацией вредных веществ Свежий приточный воздух по воздухопроводам направляют в различные зоны производственного помещения и через распределительные насадки попадают в рабочую зону. Местная вытяжная вентиляция предназначена для удаления вредных веществ из зоны обработки. Она применяется на шлифовальных станках. Производственное освещение На участках механической обработки используется как искусственное, так и естественное освещение. Искусственное, выполнено комбинированным, состоящим из общего и местного. 47 Естественное освещение используется в дневное время, свет проникает через боковые окна и световые фонари. Искусственное освещение по своему назначению является рабочим, оно используется в темное время суток, а также при недостаточном естественном освещении. Разряд зрительных работ – 3-ий (работа высокой точности, наименьший размер объекта различения 0,3-0,5мкм); под разряд зрительных работ – В; контраст объекта различения с фоном – средний; фон – средний. Нормативное значение минимальной освещенности на рабочем месте при искусственном освещении – 750лк. Коэффициент естественной освещенности-КЕО=5, для совместного освещения-КЕО=1,2. По рекомендации ТКП 45-2.04-153-2009 «Естественное и искусственное освещение. Строительные норма проектирования» [24] предлагается использовать следующие типы источников света: для общего искусственного освещения-светильники с люминесцентными лампами белого света (ЛБ); для местного освещения-лампы накаливания типа УНП. Шум, вибрация Источниками шума на участке являются: работающее оборудование (приводы электродвигателей, коробки скоростей) и режущий инструмент (токарные резцы, шлифовальные круги). Шум широкополосный непостоянный. Уровень звука находится в пределах, допускаемых нормами. Предельно допустимое значение уровня звука составляет 80 дБА СанНП и ГН МЗ РБ №115 от 16.10.2011 [25]. Источниками вибраций на производственных участках является наличие неуравновешенных вращающихся масс в механизмах технологического оборудования. Для участка характерно возникновение общей вибрации на рабочих местах. Это технологическая вибрация категории 3а. Вибрация при частоте октавных полос 8 Гц имеет следующие параметры: виброскорость – до 1,5 мм/с; логарифмический уровень виброскорости – до 90 дБ. Это ниже допускаемых значений по Сан НП и ГН МЗ РБ №132 от 26.12.2013 [5]: виброскорость – до 2,2 мм/с, логарифмический уровень виброскорости – 93 дБ. Для борьбы с нежелательными вибрациями предусмотрены следующие мероприятия: фундаменты станков выполняются с акустическими разрывами, заполненными пористым материалом, и акустическим швом, расположенными в нижней части фундамента здания. 48 4.2 Требования безопасности к производственному оборудованию и рабочим местам Общие требования охраны труда. Для более детального рассмотрения данного вопроса воспользуемся инструкцией по охране труда при работе на станках с ЧПУ. Настоящая Инструкция предусматривает основные требования по охране труда для оператора станков с программным управлением (ЧПУ) (далее – оператор). На работников возможно воздействие следующих опасных и вредных производственных факторов: – движущиеся машины и механизмы; – острые кромки, заусенцы и неровности поверхностей оборудования, инвентаря; – повышенное содержание пыли в воздухе рабочей зоны; – повышенный уровень ультразвука; – повышенная яркость света; – опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; – повышенная температура поверхности изделия и оборудования; – пожаровзрывоопасность. Погрузочно-разгрузочные работы должны выполняться в соответствии с требованиями «Правил по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и размещении грузов» № 642н от 17.09.2014 г. Работы с вредными и взрывопожароопасными веществами должны проводиться при включенных вентиляционных системах с применением средств индивидуальной защиты. Присутствие посторонних лиц в рабочем пространстве оборудования во время его работы не допускается. Работа на станках с программным управлением (ЧПУ) должна проводиться в соответствии с технической документацией организации – разработчика технологического процесса. Оператор должен проходить обучение по охране труда в виде: вводного инструктажа, первичного инструктажа на рабочем месте и специального обучения в объеме программы подготовки по профессии, включающей вопросы охраны труда и требования должностных обязанностей по профессии. Перед допуском к самостоятельной работе работник должен пройти стажировку под руководством опытного работника. 49 Требования охраны труда перед началом работы Надеть предусмотренную соответствующими нормами спецодежду и спецобувь. Спецодежда должна быть застегнута. Получить задание от руководителя на выполнение работ на станках с программным управлением (ЧПУ). Проверить состояние освещённости рабочего места. Проверить работу местной вытяжной вентиляции, воздушного душирования и оснащенность рабочего места необходимым для работы оборудованием, инвентарем, приспособлениями и инструментом. Подготовить рабочее место для безопасной работы: – обеспечить наличие свободных проходов; – проверить устойчивость производственного стола, стеллажа, прочность крепления оборудования к фундаментам и подставкам; – надежно установить (закрепить) передвижное (переносное) оборудование и инвентарь; – проверить внешним осмотром: – отсутствие свисающих и оголенных концов электропроводки; – надежность закрытия всех токоведущих и пусковых устройств оборудования; – наличие и надежность заземляющих соединений (отсутствие обрывов, прочность контакта между металлическими нетоковедущими частями оборудования и заземляющим проводом); – наличие, исправность, правильную установку и надежное крепление ограждения движущихся частей оборудования; – отсутствие посторонних предметов внутри и вокруг оборудования; – наличие и исправность приборов безопасности, отсутствие повреждений, влияющих на показания контрольно-измерительных приборов; – состояние полов (отсутствие выбоин, неровностей, скользкости); – наличие блокировок. Произвести необходимую сборку оборудования, правильно установить и надежно закрепить съемные детали и механизмы. Установку электрического оборудования производят в соответствии с инструкцией изготовителя. Проверить работу механического оборудования, пускорегулирующей аппаратуры на холостом ходу. При работе с грузоподъемными механизмами проверить их исправность и соблюдать требования соответствующей инструкции по охране труда. Проверить наличие и исправность противопожарного инвентаря, наличие средств индивидуальной защиты. Проверить наличие аптечки первой медицинской помощи. 50 Обо всех обнаруженных неисправностях оборудования, инвентаря, электропроводки и других неполадках сообщить своему непосредственному руководителю и приступить к работе только после их устранения. Требования охраны труда во время работы Выполнять только ту работу, по которой прошел обучение, инструктаж по охране труда и к которой допущен работником, ответственным за безопасное выполнение работ. Работать только в исправной спецодежде и спецобуви и применять индивидуальные средства защиты. Не допускать к своей работе необученных и посторонних лиц. Применять необходимые для безопасной работы исправное оборудование, инструмент, приспособления; использовать их только для тех работ, для которых они предназначены. Не допускать разлива растворителей на пол, а в случае разлива немедленно убрать их. Очистку стеклопластиковых изделий хлорированными углеводородами необходимо производить в герметизированных установках. Не допускается пользование электронагревательными приборами и курение на рабочем месте, а также производство любых работ, связанных с появлением искры или пламени. Переносить стеклопластиковые изделия следует только в исправной таре. Не допускается загрузка тары сверх разрешенной инструкцией массы. Не допускается работать на станках в рукавицах или перчатках, а также с забинтованными пальцами без напальчников. Перед установкой детали в приспособление, необходимо протереть поверхность закрепляющих устройств. При появлении напряжения («бьет» током) на корпусе оборудования, кожухе пускорегулирующей аппаратуры, возникновении постороннего шума, запаха горящей изоляции, самопроизвольной остановки или неправильном действии механизмов и элементов оборудования его следует остановить (выключить) кнопкой «Стоп» выключателя и отключить от электрической сети с помощью пускового устройства. Сообщить об этом непосредственному руководителю и до устранения неисправности не включать. При применении воды для удаления пыли со стен, окон и конструкций электрические устройства во время уборки необходимо отключить от электрической сети. При автоматической смене инструментов воспрещается находиться в зоне работы манипулятора. Ручная проверка размеров обрабатываемых деталей и снятие деталей для контроля должны производиться только при отключенных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента, приспособлений. 51 Не допускайте скопления стружки на режущем инструменте и оправке, используйте для этого специальный крючок или щетку. Охлаждать режущий инструмент мокрыми тряпками или щетками запрещается. Не передавать и не принимать что-либо через станок во время его работы. Выключить станок при: – уходе от станка даже на короткое время; – временном прекращении работы; – перерыве в подаче электроэнергии; – уборке, смазке, чистке станка; – обнаружении неисправности в оборудовании, инструменте, приспособлении, заземляющих элементах, защитных ограждениях, блокирующих устройств, упоров; – регулировке трубки с охлаждающей жидкостью; – установке, измерении и съеме детали; – проверке и зачистке режущей кромки режущего инструмента. Запрещается: – открывать и снимать ограждения и предохранительные устройства во время работы станка; – убирать стружку со станка голыми руками или сжатым воздухом. Запрещается самостоятельно производить ремонт станков с программным управлением и другой аппаратуры на рабочем месте. Не загромождать рабочее место, проходы к нему и между оборудованием, столами, стеллажами, проходы к пультам управления, рубильникам, пути эвакуации и другие проходы стендами, инвентарем, приспособлениями. 52 4.3 Пожарная безопасность По взрывопожарной и пожарной опасности помещение, в котором располагаются участки механической обработки, относится к категории Д (помещения, в которых находятся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии) ТКП 474-2013 [30]. Здание построено из естественных и искусственных каменных материалов и имеет незащищенные стальные конструкции. По ТКП 45-2.02-315-2018 «Пожарная безопасность зданий и сооружений. Строительные нормы проектирования» степень огнестойкости такого здания – I (несущие элементы здания – R120КО, перекрытия – REI-60-КО, где R – потеря несущей способности, Е – целостность, I – теплоизолирующая способность, КО – не пожароопасные строительные конструкции, 60, 120 – время в минутах). Основными причинами возникновения пожара на участке являются: неисправность электрооборудования, самовозгорание промасленной ветоши, курение не в отведенных местах. Мероприятия по пожарной профилактике делятся на организационные, технические, режимные и эксплуатационные. К организационным относятся: организация правильной эксплуатации оборудования; содержание здания в необходимых условиях; плановое проведение противопожарного инструктажа; организация пожарных дружин и пожарно-технических комиссий. К техническим относится соблюдение противопожарных норм и правил при установке оборудования, проектировании помещений, освещения, вентиляции, отоплении. В частности, промасленная ветошь собирается в специальную тару и организованно вывозится с участка. Режимные мероприятия направлены на запрещение отдельных действий, таких как курение вне установленных мест. К эксплуатационным мероприятиям относится профилактические осмотры, ремонты и испытания машин и агрегатов. В цехе имеется два эвакуационных выхода, которые обеспечивают безопасный и быстрый выход людей наружу кратчайшим путем в случае возникновения пожара. Ширина эвакуационных выходов не менее 1 м. В качестве первичных средств пожаротушения используются огнетушители ОП-10 и ОУ-5, которые располагаются по одному на каждые 900 м2 участка. Кроме того, на проектируемом участке предусмотрено место для противопожарного инвентаря, где находится ящик с песком, ведра, топор, лопаты и огнетушители. При возгорании на участке необходимо обеспечить остановку оборудования, по телефону 101 вызвать пожарную охрану и приступить к пожаротушению подручными средствами. 53 Требования охраны труда в аварийных ситуациях При возникновении поломки оборудования, угрожающей аварией на рабочем месте или в цехе: прекратить его эксплуатацию, а также подачу к нему электроэнергии, газа, воды, сырья, продукта и т.п.; доложить о принятых мерах непосредственному руководителю (лицу, ответственному за безопасную эксплуатацию оборудования) и действовать в соответствии с полученными указаниями. В аварийной обстановке: оповестить об опасности окружающих людей, доложить непосредственному руководителю о случившемся и действовать в соответствии с планом ликвидации аварий. В случае возгорания следует отключить электроэнергию, вызвать пожарную охрану по телефону 101 или 112, сообщить о случившемся руководству предприятия, принять меры к тушению пожара. При возникновении пожара необходимо: – прекратить работу; – отключить используемое оборудование; – вызвать пожарную команду, сообщить руководителю работ и приступить к тушению пожара имеющимися средствами. Пострадавшему при травмировании, отравлении и внезапном заболевании должна быть оказана первая помощь и, при необходимости, организована его доставка в учреждение здравоохранения. При несчастном случае необходимо оказать пострадавшему первую помощь, при необходимости вызвать скорую медицинскую помощь по телефону 103 или 112, сообщить своему непосредственному руководителю и сохранить без изменений обстановку на рабочем месте до расследования, если она не создаст угрозу для работающих и не приведет к аварии. Требования охраны труда по окончании работы: Выключить станок и другое оборудование. Отключить вентиляцию. Отключить электрооборудование от сети. Закрыть краны паропровода, воздухопровода и водопровода. Перед сдачей смены проверить исправность станка и занести результаты проверки в журнал приема и сдачи смены, сообщить руководителю о неисправностях. Привести в порядок рабочее место, сложить инструменты и приспособления в инструментальный ящик. Снять спецодежду и другие средства индивидуальной защиты и повесить их в специально предназначенное место. Вымыть руки и лицо теплой водой с мылом, принять душ. Сообщить руководителю работ обо всех неисправностях, замеченных во время работы, и мерах, принятых к их устранению. 54 4.4 Охрана окружающей среды и энергосбережение Рациональная природоохранительная деятельность машиностроительных предприятий является частью комплексной программы всемирной экономии материальных ресурсов, т.к. широкое внедрение ресурсосберегающих технологий обходиться в 2-3 раза дешевле, чем наращивание добычи исходного сырья. Рациональное природопользование предусматривает также защиту атмосферного воздуха воды и почвы от вредных выбросов в промышленных стоков и т.п., а также контроль воздействия производственной деятельности на окружающую среду. Машиностроение является основным потребителем стали чугуна, а в последствие время и редких металлов тугоплавких сплавов и неметаллических материалов. В результате переработки сырья и материалов в атмосферу поступает значительное количество вредных веществ. Самыми распространенными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид и диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углероды и пыль. Кроме этих веществ в атмосферу выбрасываются и другие токсичные вещества: пары серной, плавиковой, хромовой и др. минеральных кислот, органические растворители и т.д. Так, механическая обработка металлов сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий. Предприятия машиностроения потребляют большое количество воды на технические нужды, такие как, охлаждение узлов технологического оборудования, разбавления концентратов охлаждающих жидкостей, промывку деталей, охлаждения (подогрева) исходных материалов и продукции и т.п. При этом в воду растворяются кислоты щелочи пыль грязь технические масла, от которых нужно воду очищать. Крупные машиностроительные предприятия располагают собственными очистными сооружениями (станциями). Наиболее совершенные из них оснащены установками механической, физико-химической и биологической очистки. Для доочистки воды применяют различные реагентные методы фильтрование адсорбцию, ионный обмен и др. Во все больших масштабах используют адсорбционные методы очистки и сочетании с другими способами. Машиностроительные предприятия являются крупными пользователями земли. Значительные площади занимают производственные и административные здания и сооружения подъездные пути, линии трубопроводов и электропередач, а также территории, отводимые под санитарно-защитные зоны и зарезервированные предприятия земельные ресурсы загрязняются отходами и мусором, твердыми и жидкими веществами, которые выпадают в результате выбросов неочищенных газов. Свалка захоронение и складирование твердых отходов шла- 55 кохранение и т.п. занимают землю, загрязняют почвенные воды, воздух, ухудшают санитарно-гигиенические и социальные условия жизни и производственной деятельности населения требуют на свое содержание значительных промышленных отходов снижает эффективность промышленного производства. Объективно выполненный анализ позволяет получить достоверную характеристику энергопотребления на предприятии и на его объектах. Процесс сбора информации в период энергоаудита включает: – опрос и анкетирование руководства и технического персонала; – анализ схем энергосбережения и учета расхода энергоресурсов; – анализ расчетной документации по коммерческому и техническому учету ТЭР; счетов от поставщиков ТЭР; – изучение графиков энергопотребления во времени; – анализ документации по ремонтам, наладочным и испытательным работам; по энергосберегающим мероприятиям; – изучение перспективных программ и проектов реструктизации предприятия или модернизации отдельных его производств. Перечисленная информация группируется по следующим разделам: – здания (проверка качества теплоизоляции ограждающих конструкций, остекления, уплотнения дверных и оконных проемов); – система центрального отопления зданий и цехов; – система горячего и холодного водоснабжения; – система оборотного водоснабжения; – система принудительной и естественной вентиляции; – система газоснабжения объектов; – система электроснабжения объектов; – система технического и коммерческого учета расхода ТЭР. По результатам технического обследования составляется технический отчет о проведении энергоаудита. Оперативный учет использования ТЭР на промышленных предприятиях один из главных факторов эффективности их работы. Наиболее точным и прогрессивным является учет с помощью соответствующих контрольно-измерительных приборов, которые обеспечивают регистрацию первичных показателей количества и качества всех видов ТЭР. Учету подлежит получаемая предприятием энергия, в том числе энергоносители, и расходуемая на нем в соответствии с утвержденными технически обоснованными нормами. Установка приборов учета ТЭР способствует эффективному использованию энергии. 56 Оптимизация и совершенствование систем теплоснабжения и децентрализованного энергообеспечения промышленных предприятий –одна из важнейших задач в области энергосбережения. Энергосбережение обеспечивается за счет использования вложенных средств на модернизацию технологических процессов, систему энергосбережения и за счет организационных мероприятий. Мероприятия по энергосбережению подразделяются на без затратные, малозатратные и крупно затратные. К без затратным (организационным) относятся мероприятия, не требующие остановки производства и капиталовложений. Реализация этих мероприятий позволяет исключить потери энергии, вызванные неудовлетворительной эксплуатацией и неисправностью оборудования, неполной загрузкой технологического оборудования, неплановыми простоями, технологическим нарушениями. Малозатратные мероприятия, не требующие больших капиталовложений и продолжительной остановки производственных процессов, направлены на полное или частичное устранение потерь энергии, вызванных отсутствием приборов учета и контроля потребления энергоресурсов, нерациональным выбором технологического процесса. Крупно затратные мероприятия, требующие полной или частичной модернизации основного оборудования и продолжительной остановки производственных процессов, позволяет внедрить автоматические системы управления и контроля производством, провести реконструкцию или замену систем энергоснабжения, отопления и освещения, расширить или освоить новые производственные площади и др. Снижение удельной энергоемкости продукции значительно уменьшает ее стоимость, тем самым, повышает конкурентоспособность. Наиболее простой способ достижения этой цели– энергосбережение. Поэтому энергосберегающие мероприятия являются приоритетом государственной политики, важным направлением в деятельности всех без исключения субъектов хозяйствования и самым дешевым, но не бесплатным, источником энергии. 57 5 Экономическая часть 58 Литература 1. Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ. пособие. – Мн.: Беларусь, 1991. – 400 с.: ил. 2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 1 / перераб. и доп./ Под ред. Жестковой И.Н., – М.: Машиностроение, 2001. 920 с., ил. 3. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972.- 407 с. 4. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений: Учеб. пособие для студентов вузов машиностроительных спец.-Мн.: Выш.шк., 1986.-238 с.: ил. 5. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: (Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов). – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. школа., 1983.–256 с., ил. 6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. 496 с., ил. 7. Обработка металлов резание: Справочник технолога / А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А. А. Панова. – М.: Машиностроение. 1998. – 736 с.: ил. 8. Технология машиностроения: В 2 т. Т. 2. Производство машин: Учебник для вузов / В. М. Бурцев, А. С. Васильев, О. М. Деев и др.; Под ред. Г. Н. Мельникова, – М.: изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1998. – 640 с., ил. 9. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть I. Нормативы времени. Москва, Экономика, 1990. 10. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть I I. Нормативы режимов резания. 11. Технологическая оснастка: Учебник для студентов машиностроит. Специальностей вузов / М. Ф. Пашкевич, Ж. А. Мрочек, Л. М. Кожуро, В. М. Пашкевич. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002. – 320 с.: ил. 12. Дипломное проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для вузов / В. В. Бабук, П. А. Горезко, К. П. Забродин и др. Под общ. ред. В. В. Бабука. – Мн.: Высш. школа, 1979. – 464 с., ил. 13. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. Пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании 59 металлов и режущий инструмент». – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: «Машиностроение», 1990. – 448 с.: ил. 14. Краткий справочник металлиста. Изд. 2-е. М., «Машиностроение», 1971. Авт.: проф. д-р техн. наук, засл. деятель науки и техники РСФСР Малов А. Н., д-р. техн. наук проф Якушев А. И., канд. техн. наук Законников В. П. и др. 15. Сборник инструкций по охране труда при металлообработке: Составители: П. Г. Мартынов, Т. В. Михайлюк, М. Е. Медведев. – Практ. пос./ - Мн.: ЦОТЖ, 2004 – 106с. 16. Карпей Т. В. Экономика, организация и планирование промышленного производства: Учебное пособие для учащихся ССУЗов. Издание 4-е испр. и доп. – Мн.: Дизайн ПРО, 2004. – 328 с.: ил. 17. Козьяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении: Учеб. для учащихся средних спец. учебн. заведений.-М.: Машиностроение, 1990. – 256 с. 18. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении: Учеб. пособие. / В.В. Бабук, В.А. Шкред, Г.П. Кривко; Под ред. В.В. Бабука.-Мн.: Выш. шк., 1987.-255с. 19. 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.: «Машиностроение», 1990. – 448 с.: ил. 20. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение, 1987. 21. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах под общей редакцией Н.А. Нефедова; М.: Высш. шк., 1986. – 239 с. Нормативные правовые акты 1. СанПин «Требования к контролю воздуха рабочей зоны» утв. Постановлением Министерства здравоохранения РБ от 11.10.2017 №92. 2. СанПиН №33 от 30.04.2013. Требования к микроклимату рабочих мест в производственных и офисных помещениях. 3. ТКП 45-2.04-153-2009. Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы проектирования. – Минск, Минстрой архитектуры Республики Беларусь, 2010. – 104 с. 4. СанПиН Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. – утв. Постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь №115 от 16.11.2011. 60 5. СанПиН №132 от 26.12.2013. Требования к производственной вибрации, вибрации в жилых помещениях, в административных и общественных зданиях. 6. ГОСТ 12.2.003-91. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. 7. ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. 8. ТКП 474-2013 (02300). Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. 9. ТКП 45-2.02-142-2018. Здания, строительные конструкции, материалы и изделия. Правила пожарно-технической классификации. 61 Приложения 62
