Исследование систем контроля качества печати современных рулонных печатных машин

Важнейшим преимуществом спектрофотометрического метода измерений, которое в настоящее время развивается очень активно, является возможность проводить измерения не по шкалам оперативного контроля, а по полутоновому изображению, являющемуся частью сюжета. То есть, используя данный метод, достаточо определить область на оттиске, пригодную для однородного измерения с заданной апертурой, получить на стадии допечатного процесса ее спектрограмму и числовые данные в системе Lab, взяв их за эталонные, и настроить систему на проведение измерений по заданной области изображения. Тем самым можно почти полностью отказаться от контрольных меток, поскольку колориметрическому определению поддается любой цвет. Подобный метод уже находит применение в ряде типографий за рубежом.

Данная система состоит из одной подвижной камеры, которая считывает информацию с бумажного полотна, с помощью закона спектрофотометрии. На данный момент времени, спектрофотометрия является самой прогрессивной технологией измерения цвета и контроля качества печатной продукции, в том числе и непосредственно в процессе печати. Спектральные характеристики дают гораздо больше информации и возможности управления цветом, чем колориметрия. Спектральный анализ цвета является наиболее точным, чем колориметрический.

Основным преимуществом данной системы является то, что она работает по принципам спектрофотометрии, а также может работать, в режиме денситометрии (измерение толщины красочного слоя) и в режиме колориметрии. То есть основное преимущество данной системы - это то, что она является максимально информативной системой о цвете и основных печатных характеристиках РПМ.

К недостаткам данной системы можно отнести то, что чистота сканирования данной системы подвижной камеры поверхности бумажного полотна, в среднем составляет 2 минуты (на машинах двойной ширины 4 минуты), т.е. система менее оперативна, чем система GrafiKontrol Densiweb.

Экспериментальная часть

В экспериментальной части были проведены исследования оперативности реагирования (скорости измерения) трех рассматриваемых систем. Скорость измерения каждой системы фиксировалось, как секундомером, так и анализировались внутренние отчеты рассматриваемых систем, в которых фиксируются все измерения и время данных измерений.

Экспериментальные исследования проводились:

· на рулонных печатных машинах Rotoman, Lithoman, Uniset фирмы MANROLAND, установленных в «Первом полиграфическом комбинате», на данных машинах установлены системы GrafiKontrol Densiweb.

· на рулонных печатных машинах HEIDELBERG Sunday 2000 и HARRIS M-600, установленных в типографии «Алмаз - Пресс», на данных машинах установлены системы QTI.

· на рулонных печатных машинах Sunday 4000 и М-600, фирмы HEIDELBERG и GOSS, установленных в типографии «Полиграфический комплекс «Пушкинская площадь»», на данных машинах установлены системы GMI.

Таблица 2.5. Результат экспериментальных исследований и сравнительного анализа.

Основные характеристики /Возможности систем	GrafiKontrol Densiweb	QTI System Brunner	GMI Color Quick
1. Оперативность/скорость считывания при ширине бумажного полотна 880 мм.	15 сек.	120 сек.	120 сек.
2. Количество экземпляров продукции необходимое для выхода на заданные параметра цвета	300-500	3500-4000	3000-3500
3. Число сканирующих камер при ширине бумажного полотна 880 мм.	8 не подвижных	1 подвижная	1 подвижная
4. Возможность денситометрических измерений	+	+	+
5. Возможность измерения растискива-ния (краевого эффекта растровой точки)	+	+	+
6. Возможность колориметрических измерений (L*, a*, b* - характеристики)	-	+	+
7. Возможн. спектрофотометрических измерений (спектральный анализ цвета)	-	-	+
8. Возможность управления бинарами (т.е. цветами наложения красок RGB)	-	+	+
9. Возможность работы по международному стандарту качества печати FOGRA либо ISO 12647.	-	+	+
10. Ориентировочная стоимость системы контроля качества печати, с обратной связью с РПМ	250 000 евро	230 000 евро	230 000 евро

В результате проведенных экспериментальных исследований было выявлено и подтверждено то, что система GrafiKontrol более оперативна, чем две другие рассматриваемые системы.

Экспериментальные исследования показали, что система GMI наиболее информативна из всех существующих на данный момент систем, т.е. она максимально удобна при работе с цветом и дает больше возможности печатнику контролировать качество печати.

3. Модернизация рулонной печатной машины Heidelberg Mercury

3.1 Основные технические характеристики рулонной печатной машины Heidelberg Mercury

Рулонная офсетная печатная машина, предназначенная для производства многокрасочной и многополосной газетной продукции малыми и средними тиражами. Оснащена тремя печатными башнями 4+4 каждая. Одна башня - 8 печатных аппаратов - имеет газовую сушку для печати полноцветных обложек и центральных вкладок (технология heat-set). Две башни - 16 печатных аппаратов без сушки (технология cold-set). Четырехсекционные башни дают возможность изменения красочности на любой из полос издания. Системы управления машиной System 1 и TeleColor позволяют управлять всеми красочными зонами, увлажнением, приводом, программировать значения скорости работы, а также управлять окружной и поперечной приводкой, вести счет листов-оттисков текущего заказа с пульта машины. Это в итоге экономит время и бумагу. Максимально возможно печатать одновременно с пяти рулонов с автоматической сменой рулонов либо с семи рулонов с ручной сменой.

Длина рубки: 578,5 мм

Макс. запечатываемая поверхность: 565,2 x 901,7 мм

Макс. ширина рулона: 914 мм

Мин. Ширина рулона: 534 мм

Макс. производительность без сушки: 45000 об.цил/час

Макс. производительность с сушкой: 35000 об. цил/час

Плотность бумаги: 45 - 113 г./м2

Виды фальцовки: А2…А4, двойной параллельный и дельта-фальц

Красочность и полосность (максимально):

А2 - 12 х (4+4), 4 х (4+4) + 16 х (2+2)

А3 - 24 х (4+4), 8 х (4+4) + 32 х (2+2)

Схема основных узлов рулонной газетной печатной машины Heidelberg Mercury изображена в приложении 1.

Основные узлы машины:

Таблица 3.1

№	Узел машины	Количество узлов
1	Рулонная зарядка с возможностью автоматической заменой рулона во время работы машины.	5
2	Система равнения полотна после зарядного устройства	1
3	Печатная секция. Печать «резина по резине». Красочность 1+1	12
4	Регистровое устройство для 6 полотен.	1
5	Газовое устройство сушки полотна открытым пламенем.	1
6	Система охладающих цилиндров(каландров)	1
7	Оптико-механического равнения полотна перед регистровым устройством(cheel)	1
8	Фальцевальный аппарат JF-35	1
9	Приемно-выводное комплектующие устройство (RIMA-System)	1

Рис. 3.1. Запечатывание 2 полотен без сушильного устройства и 1 с использованием газового сушильного устройства.

Рис. 3.2. Запечатывание 5 полотен, 4 из которых запечатываются без сушильного устройства, а 1 с использованием сушильного устройства

Машина имеет башенное построение печатных секций.

Одна башня содержит 4 печатных секции. Две башни - 16 печатных аппаратов без сушки. Может использоваться газетная бумага.

Одна башня - 8 печатных аппаратов с газовой сушкой. Может использоваться мелованная, офсетная машинной гладкости, офсетная каландрированная и газетная бумага.

Конфигурация машины выполнена следующим образом:

Запечатывание 2 полотен без сушильного устройства и 1 полотна с использованием газового сушильного устройства. В этом случае Красочность каждого полотна составляет 4+4 (Рис. 3.1)

Запечатывание 3 полотен без сушильного устройства. Красочность 4+4

Запечатывание 5 полотен, 4 из которых запечатываются без сушильного устройства, alс использованием сушильного устройства (Рис. 3.2).

Данная печатная машина использует две технологии рулонной офсетной печати.

Heatset (хетсет) - технология печати, в которой красочный слой закрепляется, кроме впитывания еще и задубливанием связующего краски. Происходит это так: после нанесения краски на оттиск, он попадает в зону сушки горячим воздухом (около 100 град.). После нагревания оттиска он резко охлаждается на специальных цилиндрах, называемых каландрами (около 20 град.). Из-за температурного скачка происходит задубливание связующего краски и соответственно закрепление красочного слоя на оттиске. Далее оттиск покрывается силиконовой эмульсией. Это необходимо для снятия температурного шока и нанесения защитного слоя на оттиск. Оттиск покрытый силиконовой эмульсией приобретает дополнительную глянцевость.

Coldset (колдсет) - технология печати, при которой красочный слой на оттиске закрепляется высыханием растворителя. То есть после нанесения краски на оттиск, краска проникает в поры бумаги и происходит закрепление естественным испарением растворителя из краски.

После запечатывания (coldest), сушки и охлаждения (heatset) бумажные полотна попадают в фальцевальный аппарат JF-35. В фальцаппарате полотна фальцуются по одной из возможных схем.

Фальцаппарат включает в себя:

· Фальцворонку с возможностью разрезки или перфорирования бумажных полотен

· Клапанно-ножевой фальц

· Ударный ножевой фальц

Ниже приведены возможные варианты фальцевания тетрадей и полосные раскладки для различных вариантов продукции (количество полотен, формат).

Форматы продукции (длина рубки 578,5 мм)

Broadsheet А2 267 до 457 мм х 578,5 мм

Tabloid A3 289,25 х 267 до 457 мм

А4 133 до 229x289,25 мм

А5 двойник 144,62 х 267 до 457 мм

Приемно-выводное комплектующее устройство (RIMA-System).

Устройство принимает каскадный поток тетрадей с транспортера машины на свой транспортер. Затем происходит подсчет тетрадей. После подсчета тетрадей, они формируются в пачки. Пачки формируются необходимого размера и количества тетрадей в пачке. Кроме того, устройство обеспечивает предварительный переворот части тетрадей в пачке для более четкой геометрии пачки.

3.2 Рекомендации по установке систем контроля на газетную печатную машину Heidelberg Mercury

РПМ Mercury является машиной башенного построения, т.е. состоит из трех печатных башен (одна с сушкой, две без сушки) и соответственно данная машина одновременно может печатать с трех бумажных рулонов при полноцветной печати. В связи с этим, необходимо устанавливать систему контроля качества печати на каждую печатную башню, т.е. при трех печатных башнях требуется установка трех систем для контроля качества на каждом бумажном полотне.

Поскольку разработчики данных систем держат в секрете принципы и схемы построения вышеназванных систем, поэтому не удалось достать точные чертежи с детальным описанием и размерами данных устройств. Выявить точные габаритные размеры данных устройств также не представилось возможным, т.к. данная система встраивается внутри рулонной машины, куда доступ затруднен. В связи с этим на чертежах по установке систем контроля качества печати, данные системы будут показаны схематично, но габариты более - менее соответствуют действительным по отношению к размерам других узлов печатной машины.

Системы контроля качества печати устанавливаются на верхние печатные секции каждой печатной башни. Данные системы устанавливаются на место стандартных скалок лентопроводящей системы РПМ, т.е. меняются первые скалки лентопроводящей системы, которые встречает бумажное полотно после выхода из печатной секции на специальные скалки. Данные скалки должны обладать свойством, способствующим не воспринимать красочный слой, т.е. скалки должны быть покрыты специальным защитным слоем (тефлоновым), либо поверхность валика должна быть хромирована.

В дипломном проекте было принято решение изготовить скалку для системы контроля качества с хромированной поверхностью. Данные скалки совместно с системами контроля качества устанавливаются на всех печатных башнях.

4. Модернизация рулонной печатной машины Heidelberg M-600

4.1 Основные технические характеристики РПМ Heidelberg M-600

Максимальная производительность

отт/час (16 полос А4) до 40 000 Максимальная красочность 4+4

Длина рубки 630 мм

Макс. запечатываемая поверхность 620 х 960 мм

Макс. ширина рулона 965 мм

Мин. ширина рулона 420 мм

Макс. плотность бумаги (по паспорту машины) 135 г./м²,

Мин. плотность бумаги (по паспорту машины) 32 г./м²

Тестовые испытания проведены на минимальной плотности 41 г./м²

Плотность используемой бумаги ограничивается типом фальцовки:

А3 (8 полос) до 135 г./м²

А4 (16 полос) до 115 г./м²

А5 (32 полосы) до 80 г./м²

А6 (64 полосы) до 60 г./м²

На машине Heidelberg M-600 возможна:

· проклейка тетради по корешку,

· и обрезка продукции с 1-й, 2-х, 3-х, 4-х сторон.

Макс. регулировка шлейфа +/ - 12,7 мм

Макс. расстояние между графейками и кромкой полотна 6 мм

Поле авторегистра (в центре листа) 5 мм

Поле контрольной шкалы (в хвосте листа) 10 мм

Макс. ширина обрезки роля бумаги 50 мм.

Макс. ширина обрезки тетрадей с каждой стороны до 30 мм.

4.2 Рекомендации по установке систем контроля на журнальную печатную машину Heidelberg M-600

Журнальная рулонная печатная машина Heidelberg М-600 является машиной секционного построения, т.е. все секции расположены на одном уровне и движение бумажного полотна осуществляется горизонтально земле. В данных машинах система контроля качества устанавливается, как правило, после сушильного и охлаждающих цилиндров (колландров) перед фальцаппаратом. Это связано с тем, что на данных машинах в основном осуществляется печать с одного бумажного рулона, а не как в машинах башенного типа, одновременно с двух, трех и более рулонов.

Машины секционного построения, как правило, используются для высококачественной журнальной печати. В связи с этим, данная система контроля качества печати будет устанавливаться также на место первых скалок лентопроводящей системы, т.е. перед фальцаппаратом, где бумажное полотно разрезается и фальцуется. Данная система устанавливается по аналогии, как была установлена система контроля качества на РПМ Mercury. Только в результате экспериментальных исследований было выявлено, что для журнальных машин наиболее предпочтительна система GMI, т.к. она более информативна и имеет больше преимуществ именно для качественной журнальной печати. Данная система имеет подвижную измерительную камеру, которая с определенной периодичностью (частотой) производит измерение параметров печати.

5. Технолого-машиностроительная часть

5.1 Исходная информация

Деталь: Поворотная штанга

Объем выпуска деталей: n = 10 штук

Материал детали: АЛ6 ГОСТ 1583-93.

5.2 Разработка технологического процесса обработки детали резаньем

Анализ исходных данных

Деталь представляет собой трубу, полученную из отливки II группы сложности, содержащую два посадочных места под подшипники: 170k6. Габариты изделия 1040x184 мм.

Для того чтобы получить установленное качество цилиндрических поверхностей, необходимо применить стандартные режущие инструменты и приспособления.

Годовой объем выпуска деталей n = 10 штук. Это единичное производство, для которого характерно применение универсальных средств технологического оснащения - технологического оборудования и технологической оснастки.

Определение вида и рационального метода получения заготовки

Метод получения заготовки должен обеспечить наименьшую себестоимость изготовления детали, при заданном объеме выпуска.

Так как материал детали - сплав алюминия АЛ6 ГОСТ 1583-93, заготовка может быть получена отливкой.

Условно-переменные затраты практически пропорциональны количеству изготовляемых изделий. К ним относятся стоимость материала детали, заработная плата рабочих, амортизационные отчисления и т.д.

 (5.1)

где

С(n) - расходы на изготовление деталей;

С_уп - условно-постоянные затраты;

С_изд - стоимость изготовления одной детали.

Стоимость изготовления одной детали можно представить следующим образом:

Стоимость материала можно определить по формуле:

(5.2)

где: С_мат - стоимость материала;

Ц_м - цена единицы материала.

В свою очередь:

(5.3)

(5.4)

где

m_Д - масса детали (по данным рабочего чертежа);

К_им - коэффициент использования материала.

Стоимость механической обработки детали можно определить, как сумму затрат на окончательную обработку каждой из поверхностей детали и затрат на механическую обработку, связанную с удалением слоя металла, обусловленного применением различных заготовок.

Стоимость окончательных методов обработки поверхностей практически не зависит от вида и метода получения исходной заготовки, по этой причине при сравнительном анализе различных технологических процессов ею можно пренебречь.

Затраты на механическую обработку С_мо можно определить по зависимости:

(5.5)

где

С_стр - расходы на механическую обработку, отнесенные к единице

массы стружки (зависит, в основном, от механических свойств обрабатываемого материала).

При изготовлении детали из сортового проката коэффициент использования материала определяется по формуле:

(5.6)

Где

Vзагпр - объем заготовки из проката.

Условно-постоянные затраты вызываются изготовлением специальной технологической оснастки, необходимой в производстве исходных заготовок. Применение более совершенной технологической оснастки может уменьшить трудоемкость механической обработки исходных заготовок резанием и повысить коэффициент использования материала. Однако при малых партиях изготовления деталей применение сложной технологической оснастки для повышения точности изготовления заготовок не всегда может быть экономически оправданным. Затраты на изготовление специальной технологической оснастки зависят от многих факторов, определяющими из которых являются метод получения заготовок, сложность формы и объем заготовки.

Условно-постоянные затраты С_уп, необходимые для изготовления заданного объема заготовок, можно определить по зависимости:

(5.7)

где

С_то - стоимость одного комплекта технологической оснастки, необходимой для изготовления заготовок.

- число комплектов технологической оснастки, необходимой для изготовления n штук заготовок.

Т_то - стойкость технологической оснастки в штуках.

При расчетах N округляется до целого числа в большую сторону.

В связи с непрерывно изменяющимися ценами на материалы, полуфабрикаты и энергию при выборе метода получения заготовок целесообразно использовать не их цены и тарифы, в абсолютном выражении, а их соотношения, которые остаются относительно стабильными при изменении цен и тарифов. В этом случае формулы можно записать в следующем виде:

 (5.8)

(5.9)

Где

Ц_ст - цена единицы массы качественной углеродистой стали в слитках.

- относительная цена единицы массы заготовки (по отношению к цене единицы массы качественной углеродистой стали).

- относительные затраты на снятие одного килограмма стружки при механической обработке резанием (затраты на съем 1 кг стружки по отношению к цене 1 кг материала при обрабатываемой заготовки).

Стоимость изготовления заготовки Сзаг можно также выразить через цену материала заготовки, или цену качественной углеродистой стали:

Используя формулы (5.1), (5.7), (5.8), (5.9), стоимость изготовления изделия (детали) можно выразить через цену материала заготовки или качественной углеродистой стали:

(5.10)

(5.11)

Стоимость изготовления заготовок I, II, IV и V групп сложности определяется умножением стоимости заготовки III группы сложности на соответствующий коэффициент сложности К_сл.

При определении стоимости изготовления детали из проката предварительно по формуле (5.7) определяется коэффициент использования материала К_им.

Стоимость технологической оснастки С_то зависит, в основном, от метода получения заготовки, группы ее сложности, и объема заготовки V_заг.

(5.12)

По причинам, изложенным выше, стоимость технологической оснастки удобнее выразить через цену качественной углеродистой стали или через цену материала заготовки:

(5.13)

где

- относительная стоимость изготовления технологической оснастки (по отношению к цене качественной углеродистой стали в слитках).

Если заготовки по сложности формы отличаются от III группы, то стоимость технологической оснастки умножают на соответствующий коэффициент сложности К_сл.

В данной работе рассмотрены три способа получения заготовки: литье в песчаные формы, в кокили, и под давлением.

1. Литье в песчаные формы.

кг

Ц_м

Ц_м

округляется до 2.

Ц_м

Ц_м

2. Литье в кокили

Ц_м

Ц_м

округляется до 1.

Ц_м

Ц_м

3. Литье под давлением.

кг

Ц_м

Ц_м

округляется до 1;

Ц_м

Ц_м

Результаты расчетов вместе с выбранными по справочнику константами также приведены в таблице 5.1.

На основе анализа различных методов получения заготовок выяснилось, что наиболее экономичным способом получения заготовки при данном объеме выпуска является литье в песчаные формы.

Таблица 5.1

Параметры	Метод получения
	В песчаных формах	В кокилях	Под давлением
, кг	5	5	5
	0,7	0,85	0,8
, кг	7,1	5,8	6,25
	7ЦМ	5,8 Цм	6,25 Цм
	8,7	8,7	8,7
	18,6 Цм	7,7 Цм	10,9 Цм
	10,6	7,7	6,8
	7,42	5,39	4,76
	7,42 Цм	5,39 Цм	4,76 Цм
	33,2 Цм	18,9 Цм	21,9 Цм
	934	763	822
	271	83265	22431
	190	58285	15702
	85	80000	4000
	360 Цм	58285 Цм	15702 Цм
С(100)	3680 Цм	60175 Цм	17892 Цм

Выбор технологических баз

При выборе технологических баз следует придерживаться принципа постоянства и принципа совмещения баз. Если по технологическим причинам при обработке детали производится смена измерительных или технологических баз, необходимо пересчитать размеры и назначить допуски на них таким образом, чтобы изготовленная деталь отвечала требованиям чертежа.

На первой (по порядку) технологической операции, выполняемой на токарно-винторезном станке, в качестве технологической базы используется еще не обработанная наружная цилиндрическая поверхность отливки. На этой операции обрабатывается торец и внутренняя цилиндрическая поверхность, которые используются в качестве баз на всех последующих операциях. Таким образом, обеспечивается принцип постоянства технологической базы.

Составление технологического маршрута механической обработки резанием

Составлению технологического маршрута изготовления детали предшествуют определение возможных методов окончательной обработки каждой из поверхностей детали; и установление последовательности механической обработки каждой из поверхностей детали.

Выбор методов окончательной обработки поверхностей осуществляется сопоставлением известных точностных характеристик различных технологических методов с требованиями к точности обработки поверхности по размеру, форме, расположению и шероховатости.

В отношении данной детали рассматриваются следующие поверхности: и , торцы под размер , , 80h14, 28h14, 44h14, 80h14, отверстия , торцы бобышек

Для данных поверхностей определяются следующие методы окончательной обработки поверхностей:

- тонкое шлифование;

- чистовое шлифование;

торцы - чистовое точение;

Технологический маршрут механической обработки заготовки отражен в маршрутной карте-приложении.

Определение параметров режимов резания

Порядок назначения и определения параметров режима резания следующий:

1. Назначается глубина резания t (в мм) в зависимости от припуска на обработку. Она берется из таблицы припусков t = Z_max для соответствующего

технологического перехода.

2. В зависимости от вида обработки (получистовая или чистовая) определяется подача S (в мм/об) по соответствующим справочным таблицам режимов резания.

3. Задавшись стойкостью расточного резца Т=60 мин., по выбранным t и S с учетом материалов обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, геометрии последнего, определяем скорость резания по формуле:

(5.14)

где m, x_v и y_v - показатели степени соответственно при стойкости Т,

глубине резания t и подаче S;

K_v - поправочный коэффициент.

4. Определяется расчетная частота вращения шпинделя.

(5.15)

где V - расчетная скорость резания, м/мин;

D - наибольший предельный размер диаметра обрабатываемой поверхности заготовки на выполняемом технологическом переходе.

По паспорту станка определяется ближайшая меньшая частота вращения шпинделя n.

В случае, если станок имеет ступенчатое регулирования частот вращения, в паспорте указывается только предельные значения частот вращения и число частот. В этом случае члены геометрического ряда частот вращения шпинделя определяются по формуле:

(5.16)

где - знаменатель геометрического ряда прогрессии, определяемый по формуле:

(5.17)

где i - номер ступени частоты вращения шпинделя.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

, м/мин (5.18)

5. Определяется сила резания P_z (в Н) по формуле:

, Н (5.19)

Параметры формулы приведены в карте исходных данных и результатов расчетов.

6. Определяется мощность, потребная на резание по формуле:

, кВт (5.20)

7. По найденному значению N_e проверяется выполнение условия:

(5.21)

Если это условие выполняется, то можно работать на выбранном станке при определенных параметрах режима резания.

Результаты расчета приведены в таблице-приложении.

Нормирование технологической операции

Техническое нормирование устанавливает технически обоснованные нормы расхода производственных ресурсов: рабочего времени, энергии, материалов, инструментов и т.д. В данном случае предусматривается техническое нормирование операции по производственному ресурсу - времени: определении штучного времени.

По ГОСТ 3.1109-82, нормой штучного времени называется норма времени на выполнение объема работ, равного единице нормирования, при выполнении технологической операции.

Норма времени - регламентированное время выполнения объема работ в определенных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.

Норма времени на выполнение операции - штучное время Т_ш определяется по следующей формуле:

Т_ш=Т₀+Т_в+Т_об + Т_пер (5.22)

где: T_D - суммарное основное технологическое время (по всем технологическим переходам) Т_в - вспомогательное неперекрываемое время

Т_об - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места

Т_пер - время на отдых и личные надобности (время перерывов)

При работе на металлорежущих станках основное технологическое время определяется по формуле:

(5.23)

где: L - длина хода инструмента в мм;

V_g - скорость движения подачи в мм;

i - число рабочих ходов.

Суммарное технологическое время То по всем технологическим переходам технологической операции:

(5.24)

где n - общее число технологических переходов нормируемой технологической операции.

Времена обслуживания рабочего места Т_об, перерывов Т_пер определяются в процентах от оперативного времени Т_оп:

(5.25)

Время обслуживания рабочего места Т_об подразделяется на время технического Т_то и организационного Т₀₀ обслуживания:

(5.26)

Время на отдых и личные надобности Т_пер зависит от условий работы и физической нагруженности станочников.

Если проценты от оперативного времени Т_оп на техническое и организационное обслуживание и время перерывов обозначить соответственно то формула штучного времени будет иметь следующий вид:

(5.27)

Коэффициенты можно свести к зависимости от типа производства.

Для единичного производства принимаем:

Штучное время будет равно:

мин

Для деталей средней сложности принимаем мин

Штучно-калькуляционное время будет равно:

мин

Описание процесса хромирования

Хромирование алюминия

Используется раствор (7H2O, 200 г./л NaOH) в течение 30-40 сек., затем промывают водой и производят обработку в разбавленном 1:1 растворе HNO3 в течение 5-7 сек. Деталь промывается в воде и вновь погружается в тот же цинкатный раствор на 10 сек. После промывки деталь замешивается в ванну хромирования (желательно под током) и хромируется при обычных режимах. Хорошие результаты дает также гидропескоочистка с завешиванием деталей, покрытых мокрым песком, под током в ванну хромирования.При непосредственном хромировании алюминиевых сплавов основной задачей является подготовка поверхности детали к покрытию. Для этого деталь из алюминия или алюминиевого сплава протирается тканью, смоченной бензином, и обезжиривается в течение 3-5 мин. в растворе: 50 г./л Na2CO3, 50 г./л Na3PO4, 30 г./л жидкого стекла при T = 60-65о. После промывки в горячей и холодной воде, деталь обрабатывают в цинкатном растворе (200 г./л ZnSO4)

Технология хромирования

Подготовка поверхности детали к защитно-декоративному и износостойкому покрытию хромом имеет много общего. Последовательность технологических операций следующая:

1) механическая обработка поверхности (шлифование или полирование);

2) промывка органическими растворителями для удаления жировых загрязнений и протирка тканью;

3) заделка отверстий и изоляция участков поверхности детали, не подлежащих хромированию;

4) монтаж подвески;

5) обезжиривание;

6) промывка в воде;

7) декапирование.

Требования к механической подготовке. Перед покрытием поверхность детали обрабатывается по тому классу чистоты, который указан для готовой детали.

После механической обработки на поверхности детали не должно быть неметаллических включений, а также раковин, трещин и глубоких рисок, т.к. хром хорошо воспроизводит все эти дефекты.

Зачеканка отверстий и изоляция поверхности. Отверстия, если таковые имеются на поверхности изделия, перед хромированием должны быть закрыты свинцом или другим стойким в хромовой кислоте материалом. В противном случае вокруг отверстия остаются не покрытые хромом участки. Зачеканка производится заподлицо с хромируемой поверхностью. По окончании изоляции, подлежащие хромированию участки, необходимо тщательно очистить от загрязнения лаком. Поверхность зачищают наждачным полотном №0 и 00.

Монтаж подвески. При монтаже подвески на деталь необходимо проследить за тем, чтобы детали не закрывали друг друга и все участки их поверхности, по возможности, одинаково отстояли от поверхности анода.

Обезжиривание. При удалении с поверхности детали жировых загрязнений следует иметь в виду, что стальные закаленные тонкостенные детали, работающие при значительных удельных нагрузках, не допускается обезжиривать на катоде; в этом случае применяется анодное обезжиривание или обезжиривание химическим способом.

Декапирование. Перед хромированием стальные и чугунные детали подвергаются анодному декапированию в течение 30-90 сек. при плотности тока 25-40 а/дм2. Изделия из меди и медных сплавов анодному декапированию не подвергаются.

Режимы хромирования.

Они оказывают большое влияние на свойства хромового покрытия и на его качество.

Для улучшения кроющей способности сульфатных электролитов сразу же после загрузки деталей дается ток, в 1,5 раза превышающий расчетное значение («толчок» тока); через 15-30 с значение тока снижается до номинального. При хромировании стальных деталей вначале дается ток противоположного направления для анодного растворения окисных пленок, а затем «толчок» тока в прямом направлении, как указано выше. «Толчок» тока особенно необходим при хромировании деталей из чугуна.

Режимы хромирования

Вид хромирования Температура, К Плотность тока, А/дм2

Защитно-декоративное (блестящее) 320-325 15-25

Износостойкое (твердое) 330-332 30-50

Молочное 324-334 25-35

Пористое хромирование. Для хромовых покрытий, за исключение «молочных», характерно наличие пор и сетки мелких трещин, которые снижают защитные свойства покрытия. С целью улучшения условий для удержания смазочных масел в условиях больших нагрузок на поверхность трудящихся деталей размеры пор и трещин увеличивают анодной обработкой в том же электролите, где происходило осаждение хрома.

Приготовление и корректирование электролитов. Для приготовления электролитов раздробленные куски хромового ангидрида помещают непосредственно в рабочую ванну, наполненную до уровня водопроводной водой, нагретой до температуры 330-350 К. Растворение хромового ангидрида ведут при непрерывном помешивании.

Приготовление, корректирование и работа хромовых ванн

Химикаты для хромирования. Электролиты для хромовых ванн приготовляются из двух основных компонентов - хромового ангидрида и серной кислоты.

Хромовый ангидрид CrO3. Молекулярный вес 100. Удельный вес 2,7. По ГОСТ 2548-44 в техническом хромовом ангидриде, применяемом для приготовления электролитов, допускается содержание следующих примесей:

Серной кислоты не более 0,4%

Посторонних металлов в сумме не более 0,007%

Хлора не более 0,0006%

Нерастворимого остатка не более 0,22%

Хромового гидрида не менее 99,2%

Примесь азотной кислоты не допускается.

Выпускаемый отечественною промышленностью хромовый ангидрид представляет собой плавленую кристаллическую массу темно-красного цвета. На воздухе хромовый ангидрид поглощает влагу.

Серная кислота H2SO4. Молекулярный вес 98,08. Удельный вес 1,84. Для приготовления электролита используется чистая серная кислота, ГОСТ 4204-48. В порядке исключения допускается применение технической кислоты. Серная кислота бесцветна. Присутствие органических примесей может вызвать коричневый оттенок, что, однако, не мешает использованию серной кислоты для хромового электролита.

Составление электролита. Для приготовления электролита рассчитанное количество хромового ангидрида дробится на небольшие куски, загружается в ванну хромирования и заливается для лучшего растворения водой, подогретой до 60-80о. При этом можно использовать водопроводную воду, не загрязненную железом, однако, в районах с жесткой водопроводной водой для этих целей необходимо пользоваться конденсатором или даже дистиллированной водой. После растворения хромового ангидрида раствор перемешивают и определяют в нем содержание CrO3 по удельному весу. Раствор после тщательного перемешивания подвергают анализу и, установив действительное содержание CrO3 и H2SO4, подсчитывают и дополнительно вводят недостающее количество компонентов.

Проработка электролита. Для нормального осаждения хрома рекомендуется содержание в электролите небольшого количества Cr3+, около 2-4 г./л. В готовом электролите производят пробное хромирование.

Замена хромового электролита производится через 1-2 года и зависит от интенсивности эксплуатации ванны и загрязнения ее примесями.

При эксплуатации ванны следует учитывать, что в процессе электролиза концентрация трехвалентного хрома в электролите изменяется в зависимости от конфигурации деталей. Так, при хромировании деталей, площадь покрытия которых больше площади анода, например, при хромировании внутренней поверхности цилиндра, концентрация трехвалентного хрома в электролите постепенно возрастает. Если же площадь детали - катода значительно меньше площади анода, что имеет место при хромировании наружных цилиндрических поверхностей, то содержание трехвалентного хрома в электролите понижается. Для поддержания постоянной концентрации CrO3 и H2SO4 электролит периодически корректируют путем введения в него новых порций хромового ангидрида и серной кислоты.

Количество добавляемого в ванну хромового ангидрида определяется на основании удельного веса электролита или результатам анализа. Добавление в ванну CrO3 осуществляется ежедневно. Корректирование электролита серной кислотой производится значительно реже. Один раз в 7-10 дней электролит подвергают анализу на содержание трех- и шестивалентного хрома и серной кислоты. На основании анализа рассчитывают недостающее количество H2SO4 и вводят его в электролит. После этого электролит тщательно перемешивают и дают ему отстояться. Поэтому серную кислоту рекомендуется вводить в ванну во время перерывов в работе.

Аноды

Материалом анодов для ванны хромирования служит чистый свинец или сплав, состоящий из 92-93% свинца и 8-7% сурьмы. Аноды из сплава Pb или Sb в меньшей степени покрываются нерастворимой и непроводящей пленкой хромовокислого свинца, чем аноды из чистого свинца.

Во время электролиза выделяющийся на аноде кислород, взаимодействуя со свинцом, образует на его поверхности темно-коричневого цвета непроводящую пленку перекиси свинца. Сопротивление анода в процессе электролиза увеличивается и поэтому через определенные периоды работы ванны необходимо аноды чистить. При непрерывной работе ванны и высоких плотностях тока очистку анодов производят один раз в смену или после окончания цикла электролиза.

Удаление окисной пленки с анодов производится путем обработки их в соляной кислоте, разбавленной 1:1, или в 10-процентном растворе едкого натра. После этого аноды промываются водой.

По форме аноды изготавливаются в большинстве случаев плоскими и цилиндрическими. Однако в следствие плохой рассеивающей способности хромового электролита, при покрытии деталей с глубоким рельефом очертания анода должны определяться формой катода.

Библиографический список

1. Киппхан Г. Энциклопедия по печатным средствам информации. МГУП, 2003.

2. Раскин А.Н, Ромейков И.В. и др. Технология печатных процессов. Учебник. М.: Книга, 1989.

3. Вартанян С.П. Электронные устройства полиграфического оборудования. Учебник. М.: МГУП, 2009.

4. Шашлов А.Б. и др. Основы светотехники. Учебник. М.: МГУП, 2002.

5. Шашлов А.Б. Цвет и цветовоспроизведение. Учебник. М.: Книга, 1986.

6. Шахова И.И. Технология печатных процессов. Лекции, прочитанные для студентов, 2005.

7. Филд Г.Г. Цветопередача в полиграфии. М.: ПРИНТ-МЕДИА центр, 2005.

8. Стефанов С. Оценка печати оттисков. М.: Репроцентр М, 2003.

9. Романо Ф. Принт-медиа бизнес. Современные технологии издательско-полиграфической отрасли. М.: ПРИНТ-МЕДИА центр, 2006.

10. Фрейзер Б. и др. Управление цветом. К.: ООО «ТИД «ДС», 2003.

11. Стефанов С., Тихонов В. Цвет в полиграфии и не только. М.: Репроцентр М, 2003.

12. Стефанов С., Тихонов В. Термины по цвету и не только. М.: Репроцентр М, 2003.

13. ISO 12647-2:2004

14. Материалы сайта http://www.legion.ru

15. http://www.xrite.com.ua. Руководство по работе с цветом компании X-Rite.

16. Синяк М.А. Колориметрический контроль, так ли он необходим? Журн. «Publish», 2000 г. №2.

17. Кистенев И. Время пришло. Журн. «Publish», 2004 г. №1.

18. Техническая документация System Brunner Instrument Flight

19. Техническая документация GMI Color Quick

20. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1.:учебное пособие для вузов/ В.И. Анурьев; Под ред. И.Н. Жестковой - 8-е изд., перераб., доп. - М.: Машиностроение, 1999 г. - 912г.

21. Косилова, А.Г. Справочник технолога-машиносроителя./ Мещеряков, Р.К. - М.: Машиностроение, 1986-1152 с.

22. Куликов, Г.Б. Конструирование и расчет брошюровочно-переплетного оборудования/ - М.: МГУП, 2003 - 116 с.

23. Левицкий, В.С. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей/ - М.: Высшая школа, 2001 - 432 с.

24. Мягков, В.Д. Допуски и посадки. Справочник в 2-х частях/ - Ленинград, Машиностроение, 1979-1032 с.

25. Одинокова, Е.В. Проектирование полиграфических машин/ Куликов, Г.Б. Герценштейн, И.Ш./ - М.: МГУП, 2003 - 412 с.

26. Одинокова, Е.В. Проектирование полиграфических машин/ - М.: МГУП, 1999 - 80 с.

27. Пергамент, Д.А. Брошюровочно-переплетное оборудование/ - М.: МПИ, 1990 - 452 с.

28. Решетов, Д.Н. Детали машин/ - М.: Машиностроение, 1974 - 496 с.

29. Тюрин, А.А. Печатные машины-автоматы/ - М.: Книга, 1980 - 416 с.

30. Цигельман, Т.Е. Справочник полиграфиста/ - М.: Книга, 1971 - 536 с.

Размещено на Allbest.ru

...