Проектирование механического цеха по изготовлению деталей с разработкой технологического процесса сборки

Содержание
1. Организационно-аналитический раздел 2
2. Технологический раздел 6
2.1. Разработка технологического процесса изготовления детали «Крышка» 6
2.2. Разработка технологического процесса сборки редуктора 27
3. Расчетно-конструкторский раздел 36
4. Планово-проектный раздел 42
5. Организационно-экономический раздел 54
5.1. Охрана труда 54
5.2. Пожарная безопасность 56
5.3. Экологическая оценка проекта 57
5.4. Научная организация труда на проектируемом объекте 62
5.5. Технико-экономические показатели участка 63
6. Заключение 72
Список литературы 73

Работать необходимо в резиновых перчатках; инструмент заменять после полной остановки вращения шпинделя. Пневматический инструмент во время работы с ним следует плотно прижимать к обрабатываемой поверхности. Необходимо следить за исправностью воздухопроводящих рукавов и предохранять их от механических повреждений. Во время перерывов в работе необходимо выключать подачу воздуха, а по окончании работ – закрыть кран воздушной магистрали. Пожарная безопасностьВ соответствии с НБП 105-03 [36] здание цеха относится к категории Д – пожароопасное. Степень огнестойкости здания – II по СНиП 21-01-97 []Возможные причины возникновения пожара:Короткое замыкание электрической цепи;Самовозгорание обтирочного материала;Возгорание материалов вследствие неправильного хранения горючих веществ на рабочем месте.В качестве средств пожаротушения проектом предусмотрено:Пожарные краны, укомплектованные рукавами и стволом – 6 шт.;Пожарный щит, укомплектованный огнетушителем ОХП-10, ведром, багром, лопатой и ящиком с песком (2 шт.);Ящики с песком, укомплектованные лопатой – 2 шт.;Передвижной огнетушитель ОВП-100 – 2 шт.;Углекислотный огнетушитель для тушения электрооборудования ОУ-5 – один на 400-800 кв.м по ГОСТ 12.4.009-85 [35];Установка автоматического пожаротушения (пенная).Пожарный инвентарь размещен на видных местах, имеет свободный и удобный доступ и не служит препятствием при эвакуации людей при пожаре.Для обеспечения своевременной эвакуации людей проектом предусмотрено:- ширина центрального прохода – 4 м;- ширина прохода между станками – 2 м;- количество выходов – 6;- ширина выходов – 3 м.- максимальное удаление рабочих мест от выхода- 40 м.Эти решения соответствуют установленным нормативам по СНиП 31-03-2001 []. Источниками механического травмирования являются движущиеся части оборудования, металлическая стружка, подъёмно-транспортное оборудование, электрокары, инструмент.Для защиты от травм и повреждений в проекте предусмотрено:Спецодежда, включающая берет и рукавицы;Защитные экраны, ограждающие зону резания (на многоцелевых станках зона резания полностью изолирована);Ограждения движущихся частей высотой 1400 мм по ГОСТ 12.2.062.-81[34];Конечные выключатели, блокировки, тормозные устройства;Своевременное удаление стружки (вывоз на электрокарах).Экологическая оценка проектаКонтроль за содержанием вредных веществ в воздухе и соблюдением установленных нормативов по другим вредным факторам осуществляет заводская санитарно-промышленная лаборатория, отдел по охране труда и органы СЭС.В цехе источниками шума являются двигатели станков, подвижные части оборудования, инструмент, вентиляция, подъемно-транспортные устройства, электрокары, а также шум, возникающий в процессе резания.Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 . Нормативным значением шума является 80дБА, тогда как уровень шума станков составляет 60-80 дБ(А) (по фактическим данным), вследствие чего, проектом специальных мер для снижения уровня звукового давления от оборудования не предусмотрено. По другим источникам шума проектом предусмотрено следующее:Звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины;Акустические экраны отгораживающие шумные механизмы от рабочего места или зоны обслуживания машины.Защита от вибраций.Источниками вибрации являются находящиеся в работе станки и оборудование, возникающие при работе машин неуравновешенные вращающиеся массы, удары.Вибрацию по способу передачи на человека подразделяют на локальную и общую.При обработке на станке общая вибрация мала, так как она гасится за счет его конструкции. Уровень локальной вибрации при работе на станке составляет 76 ДБ. Допустимые значения вибрации для производственных помещений установлены в ГОСТ 12.1.012-90 и составляет 92 ДБ (общая) и 109 ДБ (локальная).Для уменьшения общей вибрации проектом предусмотрена установка всего технологического оборудования на виброопорах.Проектом предусмотрена совмещённая система освещения, характеризующаяся одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения. Такое решение принято, так как только естественного освещения недостаточно для выполнения производственных операций, вследствие непостоянства его характеристик.В данном помещении используются верхнее естественное освещение – через световые проёмы в фонарях.Искусственное освещение является общим и служит для освещения всего помещения, оно функционирует постоянно. Искусственное освещение осуществляется газоразрядными лампами и лампами накаливания. Также применяется местное освещение при работах высокой точности.Проектом предусмотрена рабочаясистема освещения.Эвакуационное освещение предусмотрено вдоль основных проходов и на лестницах, освещённость 0,5 лк.Аварийное освещение используется для оборудования, требующего постоянного обслуживания и принимается на уровне 10% от рабочего освещения.Для производимых работ по СНиП 23-05-95 устанавливаем разряд зрительных работ III, подразряд «б», при среднем уровне контраста объекта с фоном. Освещённость EH составляет 300 лК, KEO = 3%.Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений, предусмотренные проектом, для категории работ по уровню энергозатрат IIа (233 – 290 Вт) ГОСТ 12.1.005-88 следующие:Таблица 5.1 – Показатели микроклимата на рабочих местахПериод годаТемпература воздуха, СОтносительная влажность воздуха, %Скорость движения воздуха, не более, м/сТеплый20 – 2240 – 600,3Холодный18 – 2040 – 600,2Для поддержания требуемых параметров чистоты воздуха и микроклимата производственного помещения предусмотрены различные виды отопления и вентиляции.Микроклимат в цехе обеспечивается применением отопления и вентиляции. Последняя также удаляет загрязнённый воздух и подаёт чистый. Отопление и вентиляцияПроектом предусмотрено использование радиаторов отопления с теплоносителем – водой, температура которой составляет 50-70ºС. Вода нагревается собственной котельной.Проектом предусмотрена организация естественной вентиляции за счёт аэрации, также предусмотрена обще-обменная механическая приточно-вытяжная вентиляция, которая осуществляется путем использования приточных и вытяжных установок, в состав которых входят:- воздухозаборники;- центробежные вентиляторы;- фильтры для очистки выбрасываемого воздуха;- калориферы;- воздуховоды;- устройства выброса воздуха.Система вентиляции цеха обеспечивает параметры микроклимата, соответствующие нормам по ГОСТ 12.1.005-88.Для обеспечения экологической безопасности на предприятии существует лаборатория по охране окружающей среды. В соответствии с требованиями федерального закона «Об охране атмосферного воздуха» юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, должны разрабатывать и осуществлять мероприятия по охране атмосферного воздуха. Производство и использование на территории Российской Федерации технических, технологических установок, транспортных средств допускаются только при наличии сертификатов, устанавливающих соответствие содержания вредных (загрязняющих) веществ в их выбросах техническим нормативам выбросов. Запрещается выброс в атмосферный воздух веществ, степень опасности которых для жизни и здоровья человека и для окружающей природной среды не установлена.Основные направления воздухоохранных мероприятий для действующих производств включают технологические и специальные мероприятия, направленные на сокращение объемов выбросов и снижение их приземных концентраций. Технологические мероприятия включают:использование более прогрессивной технологии по сравнению с применяющейся на других предприятиях для получения той же продукции;увеличение единичной мощности агрегатов при одинаковой суммарной производительности;применение в производстве более "чистого" вида топлива;применение рециркуляции дымовых газов;внедрение наиболее совершенной структуры газового баланса предприятия.Следует учитывать что при покраске редукторов происходит загрязнение атмосферного воздуха различными продуктами краски такими как эфиры, растворители, ацетоны и свинец. Необходимо предусмотреть систему фильтрации выбрасываемого воздуха из цеха, установкой фильтров.Научная организация труда на проектируемом объектеМеханосборочное производство, состоящее из комплекса производственных участков и вспомогательных подразделений, в котором протекают производственные процессы изготовления изделий, представляет собой сложную систему, структура и параметры которой находятся в непосредственной зависимости от сложности конструкции, номенклатуры выпускаемой продукции и характеристик производственного процесса ее изготовления.Производственный процесс включает в себя не только обработку деталей, их контроль, сборку и испытания, но и межоперационную транспортировку обрабатываемых деталей, передачу деталей с участка на участок внутри цеха, хранение деталей на участках обработки и сборки, на складах, обслуживание рабочих мест, заточку инструмента, ремонт оборудования и оснастки, снабжение материалами и всеми видами энергии, планирование, учет, управление производством и т. д.Для выполнения производственного процесса рабочие позиции (места) должны быть оснащены соответствующим образом. В зависимости от содержания операции и организации ее проведения на рабочей позиции (месте) могут быть расположены: технологическое оборудование, накопители с полуфабрикатами, один рабочий или группа рабочих, средства автоматической загрузки и разгрузки оборудования (роботы, манипуляторы, автоматические агрегаты загрузки), режущий и контрольно-измерительный инструмент, оснастка, средства технического обслуживания и охраны труда, элементы системы управления.На сборочном участке для запрессовки подшипников на валы, стакана на подшипники и крышек на подшипники применяем стационарный пресс гидравлический У1671, с усилием пресса до 400 кН, мощностью 3 кВт.Что увеличивает производительность и облегчает условия труда слесаря. На механическом участке мы применяем на токарные, фрезерные и сверлильные работы станки с ЧПУ, что существенно сокращает вспомогательной время на операцию. Для повышения эффективности использования станков с ЧПУ определяем очередность обработки деталей, чтобы уменьшить время разработки программ. Например, обрабатываем большие крышки, затем маленькие, а потом валы. Для десяти станков трудно применить средства автоматизации. Организовываем централизованную заточку инструмента, если на заводе есть еще и другие участки. Основные принципы (научные), которыми мы пользовались при проектированиикомпоновки участка: обеспечение прямоточности процесса, исключив по возможности возвратных движений грузопотоков; компактность, использование наиболее экономичных прогрессивных видов транспорта; минимизация транспортных операций, совместимость технологических процессов, выполняемых на смежных участках (если бы у нас были еще участки), с точки зрения взаимного влияния на качество изделий, а также с учетом условий труда и противопожарных мероприятий; возможность последующего расширения производства и перепланировки оборудования, связанных с изменением или внедрением новых технологических процессов; использование рациональных компоновок зданий из унифицированных типовых секций. Технико-экономические показатели участкаГодовая программа выпуска продукции N = 230 шт. Таблица 5.2 - Нормы времени по механическому и сборочному участкам:Наименование операцииМодель оборудованияШтучно-калькуляционное время, tшт.к., минТокарная1П426Ф341,78Вертикально-фрезерная6Р11МФ3-111,5Вертикально-сверлильная2Р135Ф219,3Координатно-расточная2Е450АФ18,3Фрезерно-центровочнаяМР-718,7Круглошлифовальная3М1532,26Зубофрезерная5К324А10,3Резьбошлифовальная5887В3,4Протяжная7Б651,9Шевинговальная57032,4Сборочная узловая и общаяВерстак12,02Пресс У1671СтендРежим работы участка – односменный, продолжительность смены = 8 ч.Таблица 5.3 – Остаточная стоимость оборудования в действующем производствеНаименование операцииМодель Остаточная стоимость, рубМощность, N, кВтТокарно-револьверный полуавтомат1П426Ф363500022,0Вертикально-фрезерный станок6Р11МФ3-150000010,0Вертикально-сверлильный станок2Р135Ф21860003,7Координатно-расточной2Е450АФ14550007,2Фрезерно-центровочныйМР-711500005,5Круглошлифовальный3М1533560007,5Зубофрезерный5К324А2150007,5Резьбошлифовальный5887В1950005,5Протяжной7Б6532000017,0Шевинговальный57032450002,8Верстак-5000Пресс гидравлическийУ16711450003,0Стенд испытательный-120003,0Применим усредненную тарифную ставку: 150 руб/час. Применим усредненную годовую норму амортизационных отчислений На: 8%.Нормативы отчислений на ремонт оборудования: Кр = 2%.Стоимость электроэнергии: 1 кВт-ч Цэ = 4,3 руб/кВт-ч.Годовой фонд времени одного рабочего.Номинальный фонд времени = 1986 ч.Потери составляют 10% (с учётом отпусков), тогда:Действительный фонд времени = 1790 ч.Расчет капитальных вложений. Капитальные вложения в технологическое оборудование(5.1)где qпр. принятое количество оборудования на операции, шт.;Цт.оi – цена (остаточная стоимость) единицы i-го вида оборудования, руб;µi коэффициент занятости оборудования выполнением 1-й операции;i количество детале-операций.Таблица 5.4 –Капитальные вложения в технологическое оборудованиеНаименование операцииМодель оборудованияОстаточная стоимостьПринятая потреб-ность в оборудо-вании, qКоэффи-циент заня-тости μКапитальные вложения в технологическое оборудование, руб.Токарная1П426Ф363500010,016350Вертикально-фрезерная6Р11МФ3-150000010,002813750Вертикально-сверлильная2Р135Ф218600010,00468556Координатно-расточная2Е450АФ145500010,0029100Фрезерно-центровочнаяМР-7115000010,00213150Круглошлифовальная3М15335600010,00541922,4Зубофрезерная5К324А21500010,0255375Резьбошлифовальная5887В19500010,0081560Протяжная7Б6532000010,00461472Шевинговальная570324500010,0061470Сборочная узловая и общаяВерстак500030,0144216Пресс У167114500020,001290Стенд1200010,01120Определим себестоимость годового объема производства. Себестоимость годового объема производства (текущие затраты) определяется по вариантам только по тем статьям затрат, которые изменяются в сравниваемых вариантах, т.е. рассчитывается технологическая себестоимость.В общем случае технологическая себестоимость складывается из суммы следующих элементов:С = Зм + Зэ + Ззп + 3об + Зосн + 3и,(5.2)где Зм затраты на все виды материалов, комплектующих и полуфабрикатов;Зэ затраты на технологическую электроэнергию (топливо); Ззп затраты на заработную плату;Зобзатраты на содержание и эксплуатацию оборудования; 3осн затраты, связанные с эксплуатацией оснастки; Зи затраты на малоценный инструмент. В данном случае изменяются только следующие статьи затрат:Зэ затраты на технологическую электроэнергию; Ззп затраты на заработную плату;Зобзатраты на содержание и эксплуатацию оборудования; Зи затраты на малоценный инструмент.Так как расчет производится по операциям, то целесообразносначала рассчитать технологическую себестоимость единицы, а затем годовой программы.Затраты на заработную плату3зп=Зст + Зн + Зэ+Зк + 3тр,(5.3)где Зст основная и дополнительная заработная плата с отчислениями на социальное страхование станочников, руб.;Зн то же, наладчиков, руб.;Зэ то же, электронщиков, руб.;Зк то же, контролеров, руб.;Зтр то же, транспортных рабочих, руб.Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих с отчислениями на социальное страхование, руб. при применении сдельной формы оплаты труда:(5.4)где Стар часовая тарифная ставка производственного рабочего на операции, руб.;tшт.к норма времени на операцию, ч (для перевода минут в часы - разделить на 60);kдоп коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату (по данным предприятия, приближенно кдоп = 1,2);kсоц коэффициент, учитывающий отчисления на страховые взносыkсоц = 1,3);kп поясной коэффициент, kп = 1,0. Основная и дополнительная заработная плата всех остальных рабочих (наладчиков, электронщиков, транспортных рабочих) находится по следующей формуле:(5.5)где Стар.н часовая тарифная ставка, руб.Чн численность рабочих соответствующей категории, чел.Расчеты ведем укрупнено: Для механического участка: станочников:Наладчиков и остальных (возьмем за 60 часов):3зп=428,38+ 366,26=794,64руб.По сборочному участку: Рассчитаем затраты на электроэнергию. Затраты на электроэнергию, расходуемую на выполнение одной деталеоперации, рассчитываются по следующей формуле:(5.6)где Nу установленная мощность главного электродвигателя, кВт;kN средний коэффициент загрузки электродвигателя по мощности;kвр средний коэффициент загрузки электродвигателя по времени;kо.д. средний коэффициент одновременности работы всех электродвигателей станка (kо.д = 0,6 - 1,3);kW коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети завода (1,04 в условиях массового производства; 1,08 единичного или мелкосерийного);η коэффициент полезного действия оборудования (принимается по паспорту оборудования);Цэ стоимость 1 кВт-ч электроэнергии (принимается по данным предприятия).По механическому участку: По сборочному: Затраты на содержание и эксплуатацию технологического оборудования(5.7)где За амортизационные отчисления от стоимости технологического оборудования, руб.; Зр затраты на ремонт технологического оборудования, руб.;(5.8)где На годовая норма амортизационных отчислений, % (принимается по данным предприятия);Затраты на ремонт технологического оборудования, приходящиеся на одну деталеоперацию: (5.9)где Кр коэффициент отчислений в ремонтный фонд (по данным предприятия).По механическому участку: По сборочному участку: Затраты на инструмент режущий и вспомогательный и приспособления для обоих участков на 1 изделие: для механического участка: для сборочного: Расчеты технологической себестоимости сводятся в таблицу:Таблица 5.5 - Технологическая себестоимость годового объема выпуска деталиСтатьи затратНа одну детальГодовая программа выпуска деталей, N, шт.На годовуюпрограммуМехани-ческий участокСборочный участокМехани-ческий участокСборочный участокОбщие затраты на заработную плату, руб.794,6446,88230182767,2010782,40Затраты на электроэнергию, руб.154,41,1523035512,00264,50Амортизационные отчисления от стоимости технологического оборудования, За, руб.4,810,372301106,3085,10Затраты на ремонт технологического оборудования, Зр, руб.1,150,654230264,50150,42Затраты на инструмент, руб.45,515,723010465,003611,00Итого суммарные затраты, руб.1000,564,754230115,0014893,42Работы по механической обработке деталей и сборке 230 штук червячных редукторов стоят: 230115,0 + 14893,42 = 245008,42 руб. Сюда не входит стоимость материалов, готовых и стандартных изделий. ЗаключениеВ результате проделанной работы я выбрал конструкцию червячного редуктора. Разработал технологический процесс на обработку одной из деталей, а именно Крышки редуктора. Рассчитал припуски на отливку Крышки, припуски на переходы при механической обработке. Начертил чертеж Крышки редуктора и ее отливки. Рассчитал режимы резания на обработку одной из поверхностей Крышки и определил основное время на эту поверхность. Выбрал оборудование для обработки всех деталей, входящих в редуктор. Разработал технологический процесс сборки редуктора. Определил норму штучного времени на каждую сборочную операцию. Выбрал оборудование для сборки. Спроектировал приспособление для запрессовки шпонок на вал червячный. Произвел расчет зажимных болтов приспособления. Произвел расчет количества основного оборудования. Рассчитал требуемое количество рабочих. Определил производственные площади механического и сборочного участков. Описал мероприятия по охране труда, пожарной безопасности, оценил экологичность проекта. Рассчитал технико-экономические показатели участков. Разработал компоновку механического участка и участка сборки червячного редуктора. Список литературыСправочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т1 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с., ил.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 944 с., ил.Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов.6-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 1969. – 480 с., ил.Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов; учеб. /Под ред. А.М. Дальского. – М.: Машиностроение, 1990. – 352 с., ил.Организация и планирование машиностроительного производства: Учебник / К.А. Грачёва, М.К. Захарова, Л.А. Одинцова и др.; Под ред. Ю.В. Скворцова, Л.А. Некрасова. – М., Высш. шк., 2003 – 470 с., ил.Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов – 5-е изд., испр. –М.: Машиностроение, 1980. 592 с. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х томах. 8-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 2001г.Проектирование механосборочных цехов: Методические указания к контрольной и самостоятельным работам/ В.Н. Воронцов. Свердловск: УПИ, 1991.20с. Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностр. Спец. Вузов. – М.: Машиностроение, 1989. – 288 с., ил.Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин и приборов в условиях массового, куркпносерийного и среднесерийного типов производства. Москва, Экономика, 1991, 161 с. Чарнко Д.В. и Хабаров Н.Н. Основы проектирования механосборочных цехов. М., «Машиностроение», 1975. 352 с. Маталин А.А. Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». –Л.Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985. 496 с. Ю.Н. Кондратов. Методические указания к курсовой работе и практическим занятиям но дисциплине «Проектирование машиностроительного производства». Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 1997.Приспособления для металлорежущих станков / М.А. Ансёров, М.: Машиностроение, 1966. – 654 с.Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 303 с., ил.Организация и планирование машиностроительного производства: Учебник / К.А. Грачёва, М.К. Захарова, Л.А. Одинцова и др.; Под ред. Ю.В. Скворцова, Л.А. Некрасова. – М., Высш. шк., 2003 – 470 с., ил.Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: учеб. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с., ил.Степанов Ю.А. Технология литейного производства. М., Машиностроение, 1983 – 287 с., ил.