Материал: Модернизация выталкивателя заготовок нагревательной печи стана

Таким образом, общие местные потери составят:

Быстрый подвод БП: напорная линия Р_М = 0,2505, МПа; сливная линия

 Р_М = 0,1375, МПа.

Данные по расчету потерь давления в напорной и сливной линиях сводим в таблицу 4.

Таблица 4 - Суммарные потери давления

По результатам расчета уточняется расчет и выбор насосной установки по давлению (должно выполняться условие)

P_н.треб ≤ Р_Н, (16)

Р_н.треб = Р₁ + ∆Р_н∑, МПа, (17)

где Р_н.треб  - требуемое давление в системе, МПа,

Р₁ - рабочее давление в системе, МПа,

∆Р_н∑ - суммарные максимальные потери давления в напорной линии, МПа.

Максимальные потери давления в напорной линии при быстром подводе ∆Р_н∑ = 0,7475.

Р_н.треб = 4,2 + 0,7475 = 4,9475 МПа < P_н = 6,3, МПа.

Условие выполнено.

2.3 Разработка циклограммы работы оборудования нагревательной печи

Построение начинается с выбора масштаба на временной оси t. С этой целью выбирается самое «позднее» время завершения работы оборудования. Время округляется в большую сторону так, чтобы было удобно его дифференцировать на интервалы временной оси.

На линиях станков откладываются прямоугольники, символизирующие моменты начала и завершения технологических операций. От начала прямоугольников ниже линии станка откладывается время отработки циклов смены заготовок в рабочей зоне.

Исходная заготовка сечением 200х200 мм нагревается до 1250°С в печи с шагающим подом, зачищается в машине плазменной зачистки и прокатывается в клетях непрерывной обжимной группы (при необходимости подвергается дополнительной зачистке в термофрезерной машине). Обжатая заготовка сечением 100х100 мм подогревается до 1200°С в двухрядной проходной роликовой печи, утолщенный передний конец обрезается на летучих ножницах и заготовка в две нитки прокатывается в черновой и первой промежуточной группой клетей. Полученный профиль сечением 190 мм² прокатывается далее в одну нитку в двух клетях второй промежуточной группы и сечением 120мм² при температуре 950 °С в чистовом блоке. Каждая нитка охлаждается до 530°С водой, подаваемой под давлением 2 МПа, на отводящем участке и в виде распущенных витков укладывается на транспортёр участка вторичного охлаждения воздухом до 300 °С; на накопителе витки катанки укладываются и сжимаются в плотный бунт массой до 2 т, который взвешивается, обвязывается проволокой, маркируется (навешивается жестяная бирка) и по транспортеру подается на склад готовой продукции.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологии изготовления детали «Червяк»

.1.1 Описание конструкции и назначения детали

Деталь - четырехзаходный архимедов червяк, является ведущим (приводным) элементом конструкции. Червяк вращается на двух подшипниковых опорах, в первой установлены два конических подшипника (она является фиксирующей), а во второй (плавающей) установлен радиальный шарикоподшипник. Данная деталь принадлежит к классу ступенчатых валов с центровыми отверстиями.

На выходном участке устанавливается зубчатая муфта МЗ-4, посредством которой осуществляется привод вращения. На данном участке выполнен шпоночный паз, а также (для фиксирования конических подшипников) резьба М80х2.

На задний конец червяка устанавливается радиальный шарикоподшипник. От осевого перемещения, который фиксируется шайбой.

Также на этом участке с торца вала выполнены два отверстия.

Наиболее сложные для обработки, точные и ответственные поверхности - витки (имеют степень точности 7-Х; шероховатость поверхности R_a=1,25 мкм; биение 0,020 относительно АБ), посадочные места под подшипники (имеют Ø 85 k6 - шестой квалитет точности; шероховатость R_a=1,25 мкм с приводной стороны и Ø 75 k6 шестой квалитет точности; шероховатость R_a=1,25 мкм с холостой стороны), а также шпоночный паз (8 квалитет точности, шероховатость R_a=6,3 мкм).

Деталь изготовляется из стали 40х ГОСТ 1577-78 и проходит термическую обработку. Точность и шероховатость, указанные на чертеже, а также материал соответствуют назначению детали.

3.1.2 Технологический контроль чертежа детали

Чертеж червяка выполнен согласно ЕСКД. Правильность изображения детали, обозначение посадок, предельных отклонений размеров, отклонений формы и взаимного расположения поверхностей детали, шероховатости поверхности, элементов конструкции детали позволяют получить все данные для разработки техпроцесса изготовления.

3.1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Червяки - массовые детали в машиностроении, поэтому вопросы технологичности приобретают для них особенно важное значение.

Замена материала на менее дорогой не рекомендуется. Сталь 40х - недорогой и недефицитный материал, обеспечивающий весь комплекс свойств, необходимых для изготовления червяка.

Деталь не имеет труднодоступных мест для обработки и контрольных измерений. Данную деталь можно обрабатывать на типовом стандартном оборудовании, стандартным режущим инструментом, используя универсальные типовые приспособления. После изготовления детали не требуется её дальнейшая слесарная обработка.

3.1.4 Выбор способа изготовления заготовки

Для изготовления заготовки будем рассматривать следующие способы :

Поковку методом свободной ковки; Прокат; Штамповка на ГКМ (высадка).

Метод выполнения заготовки определяется назначением и конструкцией заданной детали, материалом, техническими требованиями, а также, что немаловажно, экономичностью изготовления [18]. Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку и рассчитать размеры.

Метод свободной ковки отличается повышенной металлоемкостью, но не требует больших затрат на изготовление. Метод изготовления заготовки прокатыванием позволяет получить заготовку одного диаметра по всей длине, что требует больших затрат на механическую обработку, но не требует повышенных затрат при подготовке производства. Штамповка на ГКМ позволяет получить более точную заготовку, но требует повышенных затрат при подготовке производства.

В результате технико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов себестоимости готовой детали из трех видов заготовок пришли к выводу, что для получения данной детали выгоднее использовать заготовки из проката.

3.1.5 Расчет припуска на обработку

Определим припуск на обработку поверхности Ø140h7 (диаметр вершин витков) шероховатость данной поверхности, согласно конструкторскому чертежу должна быть не грубее чем R_a=2,5. По таблицам экономической точности обработки на металлорежущих станках для получения заданной точности обработки и шероховатости обработанной поверхности необходимо предусмотреть следующий состав технологических операций: обтачивание предварительное, обтачивание чистовое.

При такой последовательности операций достигается требуемая точность обработки, шероховатость поверхности R_a= 2 мкм.

Размеры и предельные отклонения по другим поверхностям заготовки определяем по ГОСТ 7829-70.

Результаты вычислений заносим в таблицу 5.

Таблица 5 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам

3.1.6 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений

Выбор оборудования осуществим на основании следующих данных: метода обработки, точности обработки, шероховатости, размеров обрабатываемой детали, возможности осуществления требуемых рабочих движений с заданными скоростями и т.п. [18].

Результаты сводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Выбор оборудования и технологической оснастки

.1.7 Выбор типа и формы организации производства, предварительное нормирование операций

Тип производства - согласно ГОСТ 3.1108-78 [7]:характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.

Коэффициент закрепления операций определяется по формуле:

, (18)

где Q - число различных операций;

Р_М - число рабочих мест на которых выполняются данные операции.

Определяем количество станков, необходимых для каждой операции по формуле:

, шт., (19)

где N - годовая программа выпуска, шт. (примем 500 штук в год);

F_d - действительный годовой объем времени, час (примем 3904 час);

η - нормативный коэффициент загрузки оборудования (примем 0,8).

Токарная операция:

, шт.

Принимаем 1 станок, m = 1.

Фрезерная операция:

, шт.

Принимаем 1 станок, m = 1.

Кругло - шлифовальная операция:

, шт,

Принимаем 1 станок, m = 1.

Сверлильная операция:

, шт.

Принимаем 1 станок, m = 1.

Определяем коэффициент загрузки оборудования:

,

,

,

.

Коэффициент закрепления операций:

.

Полученный коэффициент закрепления операций соответствует мелкосерийному производству.

Определяем количество деталей в партии

, шт., (20)

где а - периодичность запуска в днях; F - число дней в году.

 , шт.

3.1.8 Выбор состава технологических переходов

Технологический переход - это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой или режимами работы станка.

Изменение только одного из перечисленных элементов определяет новый переход. Следовательно, исходя из определения, разобьем операции на переходы.

Операция - Токарная

Точить по контуру:

-       Ø90 на длину 145 мм;

-       Ø77 на длину 35 мм;

Точить начисто (с припуском под предварительное и окончательное шлифование):

–       Ø75 на длину 35 мм;

Переустановить и точить по контуру:

-       Ø142 на длину 500 мм;

-       Ø100 на длину 285 мм;

-       Ø67 на длину 100 мм;

-       Ø77 на длину 50 мм;

-       Ø82 на длину 50 мм;

-       Ø87 на длину 70 мм;

-       Ø90 на длину 55 мм;

Точить по контуру начисто:

-       Ø80 на длину 50 мм;