Оптимизация конструкции прецизионной технологической оснастки с применением CALS-технологий
Программные средства для конструирования и оптимизации элементов машиностроения. Разработка оптимизированной конструкции токарных патронов и проведение их испытаний. Технологии изготовления приводных шестерен из сталей пониженной прокаливаемости.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.01.2015 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
"Гродненский государственный университет имени Янки Купалы"
Специальность: 1-36.01.04. "Оборудование и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов"
Факультет строительства и транспорта
Группа: 1
Кафедра материаловедения и ресурсосберегающих технологий
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Тема работы: Оптимизация конструкции прецизионной технологической оснастки с применением CALS-технологий
2010
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ «МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ ПРЕЦИЗИОННОЙ ОСНАСТКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ»
1.1 Понятие о CALS - технологиях
1.2 Современные программные средства для конструирования и оптимизации элементов машиностроения
1.3 Патентный обзор по теме «Конструкции токарных патронов»
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ТОКАРНЫХ ПАТРОНОВ
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Разработка оптимизированной конструкции токарного патрона
3.2 Разработка конструкции и оборудования для изготовления приводной шестерни из сталей пониженной прокаливаемости
3.3 Проведение стендовых испытаний
4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОГО РЕШЕНИЯ
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ ШЕСТЕРЕН ИЗ СТАЛЕЙ ПОНИЖЕННОЙ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ
6. ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ШЕСТЕРЕН ПРИВОДА
7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА, ТБ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Последнее десятилетие ХХ в. характеризовалось широкой компьютеризацией всех видов деятельности человечества: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности. В условиях рыночной экономики конкурентную борьбу успешно выдерживают только предприятия, применяющие в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ), в частности CALS-технологии.
CALS-технологии становятся главным условием делового партнерства, выбора поставщиков, проведения тендеров, заключения контрактов во многих и, в первую очередь, высокотехнологичных отраслях, где большое число организаций участвуют в поставках комплектующих, сырья, материалов, используемых для производства продукции.
Не владея CALS-технологиями, отечественные предприятия не смогут взаимодействовать на одном информационном языке с зарубежными поставщиками и потребителями продукции. Таким образом, в Республике Беларусь применение CALS-технологий является актуальной задачей.
Сегодня CALS-технологии представляют собой технологии создания, обмена, управления и использования электронных данных, поддерживающих полный жизненный цикл продукта.
Целью данной дипломной работы является разработка оптимизированной конструкции самоцентрирующихся токарных патронов с повышенными техническими характеристиками.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ «МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ ПРЕЦИЗИОННОЙ ОСНАСТКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ»
1.1 Понятие о CALS - технологиях
CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support -- непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) -- современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современных информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия, обеспечивающая единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников этого цикла: заказчиков продукции, поставщиков/производителей продукции, эксплуатационного и ремонтного персонала, реализованная в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными.
ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий) -- русскоязычный аналог понятия CALS.
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объёмы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологий CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т.п. Предполагается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологий CALS.
Развитие CALS-технологий должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, в которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно-автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологий следует отметить лёгкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.
Построение открытых распределенных автоматизированных систем для проектирования и управления в промышленности составляет основу современных CALS-технологий. Главная проблема их построения -- обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки её представления должны быть стандартизированными. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделённых во времени и пространстве и использующих разные CAD/CAM/CAE-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация -- адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем [2].
Для обеспечения информационной интеграции CALS использует стандарты IGES и STEP в качестве форматов данных. В CALS входят также стандарты электронного обмена данными, электронной технической документации и руководства для усовершенствования процессов. В последние годы работа по созданию национальных CALS-стандартов проводится в России под эгидой ФСТЭК РФ. С этой целью создан Технический Комитет ТК431 «CALS-технологии», силами которого разработан ряд стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303, являющихся аутентичными переводами соответствующих международных стандартов (STEP).
В ряде источников данную аббревиатуру представляют, как Computer Aided Acquisition and Logistic Support (сокр. CALS). В 1985 году Министерство обороны США объявило планы создания глобальной автоматизированной системы электронного описания всех этапов проектирования, производства и эксплуатации продуктов военного назначения. За прошедшие годы CALS-технология получила широкое развитие в оборонной промышленности и военно-технической инфраструктуре Министерства обороны США. По имеющимся данным это позволило ускорить выполнение НИОКР на 30--40%, уменьшить затраты на закупку военной продукции на 30%, сократить сроки закупки ЗИП на 22%, а также в 9 раз сократить время на корректировку проектов [6].
На эффективность деятельности предприятий, применяющих СALS, непосредственно влияют следующие факторы:
- сокращение затрат и трудоемкости процессов технической подготовки и освоения производства новых изделий;
- сокращение календарных сроков вывода новых конкурентоспособных изделий на рынок;
- сокращение доли брака и затрат, связанных с внесением изменений в конструкцию;
- увеличение объемов продаж изделий, снабженных электронной технической документацией (в частности, эксплуатационной), в соответствии с требованиями международных стандартов;
- сокращение затрат на эксплуатацию, обслуживание и ремонты изделий ("затрат на владение").
Что касается Республики Беларусь, то для реализации CALS-технологий необходимо соответствующее программное обеспечение. Зарубежные программные продукты не адаптированы к условиям функционирования отечественных организаций, дорого стоят, требуют постоянного обновления. Поэтому Республике Беларусь необходимо создавать собственное программное обеспечение. В настоящее время в стране есть высококвалифицированные программисты, организации-разработчики программного продукта для автоматизации отдельных этапов производственной деятельности предприятия. В Республике Беларусь создан Парк высоких технологий, который мог бы осуществить разработку такого программного продукта. При этом прежде всего, необходимо проведение крупномасштабных научных разработок в области унификации обмена данными, алгоритмизации процедур CALS-технологий, учитывающих особенности организации и управления производством в Республике Беларусь [5].
Таким образом, проблема использования CALS-технологий в Беларуси требует принятия решений на государственном уровне, необходимо создание национальной программы, проведение работ в государственном масштабе.
1.2 Современные программные средства для конструирования и оптимизации элементов машиностроения
Для проектирования и оптимизации различных конструкций в машиностроении используются такие компьютерные программы как: AutoCAD, Compas, SolidWorks, Pro/ENGINEER, PANTOCRATOR, CATIA, Unigraphics, ANSYS LS-DYNA.
1 AutoCAD, Compas
Программы AutoCAD и Compas относятся к простым чертежным программам и используются для построения двухмерных чертежей, которые соответствуют стандартам ЕСКД. Как дополнение данные программы обладают встроенными форматами рамок для чертежей, различных спецификаций, конструкторских и технологических документов. На сегодняшний день данные программы имеют возможность трехмерного представления моделей. Использование AutoCAD и Compas позволяет создавать компьютерные внутризаводские базы данных деталей.
2 SolidWorks
SolidWorks -- продукт компании SolidWorks Corporation, система автоматизированного проектирования (САПР) в трёх измерениях, работает под управлением Microsoft Windows. Разработана как альтернатива для двухмерных программ САПР. Приобрела популярность благодаря простому интерфейсу. Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER, Solid Edge [8].
Главная задача программы -- предоставить пользователю мощность трёхмерной САПР системы по цене системы двухмерного САПР.
По сравнению с рассмотренными выше SolidWorks является мощным программным комплексом, позволяющим решать различные проектные и производственные задачи. И именно из-за этого различные модификации SolidWorks широко применяются во многих отраслях промыщленности:
Проектирование из листового металла и технологической оснастки;
Моделирование процессов гибки и штамповки;
Механообработка, электроэрозия, создание управляющих программ для станков с ЧПУ;
3 Pro/ENGINEER
Полнофункциональная САПР для разработки изделий любой сложности. Благодаря мощным возможностям автоматизации всех машиностроительных дисциплин, Pro/ENGINEER является общепризнанным 3D решением для моделирования и разработки конкурентоспособных коммерческих изделий.
Pro/ENGINEER является стандартом автоматизированного проектировании изделий, воплощая в себе лидирующие инструменты 3D разработки, которые основаны на лучших достижениях многих прикладных наук и технологий.
Интегрированные CAD/CAM/CAE решения Pro/ENGINEER позволяют проектировать быстрее, чем когда-либо, максимально способствуя появлению новых идей и повышению качества, что в конечном итоге приводит к созданию выдающихся изделий.
Использование в Pro/ENGINEER единой информационной модели изделия дает возможность инженерам-технологам начать проектирование оснастки и управляющих программ для оборудования с ЧПУ, не дожидаясь окончательного завершения этапа конструкторской разработки. Например, конструкторы еще не закончили работу над проектированием конструкции, а технологи уже работают над разработкой техпроцессов изготовления составляющих ее деталей, при необходимости поправляя возможные ошибки конструкторов. Это значительно сокращает время и средства, затрачиваемые на проектное и технологическое проектирование, и позволяет оптимально использовать коллективный опыт.
Набор модулей для технологической подготовки производства предназначен для проектирования оснастки (штампов, пресс-форм), разработки управляющих программ (УП) для металлорежущего, штампового и электроэрозионного оборудования с ЧПУ.
4 PANTOCRATOR
Как правило, конечной целью исследования механического поведения элементов конструкций является анализ прочности объекта, определение условий разрушения и критических режимов функционирования. В рамках пакета PANTOCRATOR эта проблема решается на основе применения, как классических критериев прочности, так и современных подходов, связанных с анализом полей повреждений. В частности разработан оригинальный подход, основанный на применении концепции нелокальных континуальных повреждений, позволяющий учесть влияние микроструктуры на процесс разрушения. Данный подход применим как для описания стадии зарождения макротрещины (накопления рассеянных повреждений) так и для стадии роста макротрещины. Также в рамках пакета реализован широкий спектр различных критериев разрушения, включающий деформационные, силовые и энергетические модели. Разработанная библиотека моделей поврежденности позволяет моделировать хрупкий, вязкий и усталостный механизмы процесса разрушения.
Реализованы классические и современные критерии прочности и уравнения накопления повреждений:
1 Локальные критерии:
1.1 Критерии статической прочности:
1.1.1 Mises
1.1.2 Tresca
1.1.3 Rankin
1.1.4 Писаренко-Лебедев
1.1.5 Mohr
1.2 Критерии усталостных повреждений:
1.2.1 Manson
1.2.1 Langer
1.3 Кинетические уравнения связанной континуальной поврежденности:
1.3.1 Качанов
1.3.2 Работнов
1.3.3 Павлов
1.3.4 Lemaitre
1.3.5 Gurson
1.3.6 Tvergaard-Needleman
2 Нелокальные (интегральные) критерии :
2.1 Sahn
2.2 Панасюк
2.3 Критерий роста трещины на стадии Forsyth
3 Градиентные критерии :
3.1 Явный
3.2 Неявный.
При решении нелинейных задач механики деформируемого твердого тела в основе получения конечно-элементных уравнений использован принцип возможных перемещений (слабая форма уравнений движения, уравнение виртуальных работ).
5 CATIA
Система CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) - одна из распространенных САПР высокого уровня. Это комплексная система автоматизированного проектирования (CAD), технологической подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (САЕ), включающая в себя передовой инструментарий трёхмерного моделирования, подсистемы программной имитации сложных технологических процессов, развитые средства анализа и единую базу данных текстовой и графической информации. Система позволяет эффективно решать все задачи технической подготовки производства - от внешнего (концептуального) проектирования до выпуска чертежей, спецификаций, монтажных схем и управляющих программ для станков с ЧПУ.
В САТIА доступны следуюшие решения:
- разработка унифицированных деталей путем использования модели-прототипа с помощью Роwer Сору;
- построение призм и карманов с одновременным определением в одной операции литейных и штамповочных уклонов, а также скруглений кромок и внутренних углов;
- выполнение уклонов с использованием рефлекторных линий в качестве нейтрального элемента;
- выполнение скруглений с указанием ребер, не подлежащих операции;
- построение резьбовых отверстий и спиральных линий в одной операции;
- другие новые возможности для работы с твердотельными, гибридными, листовыми и «скульптурными» моделями для оформления чертежей и разработки приложений электронно-цифрового макета.
САТIА содержит первый производственный модуль, отвечающий требованиям общего машиностроения, то есть позволяющий осуществлять программирование 2,5- координатной механической обработки.
Система САТIА имеет в наличии средства проектирования литейных форм и типовой оснастки, которые базируются на основных функциях твердотельного и поверхностного моделирования, функциях управления базой знаний и работы со сборками.
6 Unigraphics
Unigraphics - это система трехмерного твердотельного гибридного моделирования, предоставляющая инженеру все необходимое для работы с твердым телом, поверхностью и каркасной моделью. Все функции работы с твердым телом и поверхностью отражены в полностью ассоциативном, параметрическом дереве построения. Навигатор наглядно представляет элементы модели и порядок ее построения, позволяет выбрать конструктивные элементы, оперативно менять их и связи между ними. Историю построения модели можно просмотреть пошагово, конструктивные элементы допускается копировать и вставлять в модель. Количество элементов, из которых строится деталь, не ограничено. Используя методы геометрического конструирования, вы можете вносить необходимые изменения как в параметризованную, так и непараметризованную модель, а также преобразовывать поверхности и твердые тела в типовые элементы и вносить их в конструкторскую базу данных.
В системе Unigraphics реализована возможность создания и анализа сложных механических систем с большими относительными перемещениями. Имеющиеся средства позволяют осуществлять статический, кинематический и динамический анализ механических систем.
7 ANSYS LS-DYNA
ANSYS - программный пакет конечно-элементного анализа, решающий задачи в различных областях инженерной деятельности (прочность конструкций, термодинамика, динамика жидкостей и газов, электромагнетизм), включая связанный междисциплинарный анализ.
ANSYS - это универсальный конечно-элементный программный пакет (разработчиком которого является компания ANSYS Inc.), который позволяет решать в единой пользовательской среде (и, что очень важно, на одной и той же конечноэлементной модели) широкий круг задач в областях:
- Прочности;
- Тепла;
- Гидрогазодинамики;
- Электромагнетизма;
- Междисциплинарного связанного анализа, объединяющего все четыре типа;
- Оптимизации конструкции на основе всех вышеприведенных типов анализа.
ANSYS обеспечивает двустороннюю связь практически со всеми известными CAD-системами. Это достигается за счет двустороннего обмена геометрией с наиболее популярными пакетами и импорта множества стандартных форматов. Также существуют встраиваемые в CAD-системы расчетные модули ANSYS, позволяющие реализовать преимущества технологии «сквозного проектирования» [10].
1.3 Патентный обзор по теме «Конструкции токарных патронов»
Для того, что бы определить возможные направления для работы над токарным патроном необходимо знать, что уже сделано и зарегистрировано в надлежащем виде в качестве изобретений или полезных моделей. Патентный поиск проводился по базам патентных документов России и Беларуси.
1 Патент RU 2082564 С1
Токарный патрон
Суть изобретения:
Изобретение относится к обработке древесины резанием, в частности к зажимным устройствам. Для повышения надежности крепления древесной детали в патроне станка на нижних ступенях кулачков с торца выполнены конические съемные пальцы 5, 6 и 7, служащие для передачи вращения на обрабатываемую деталь.
2 Патент RU 2018415 С1
Токарный самоцентрирующий патрон
Суть изобретения:
Использование: в области машиностроения, в частности в токарных станках. Сущность изобретения: в патроне, содержащем корпус 1, в котором размещены кулачки 2, спиральный диск 3 со спирально-режимным механизмом перемещения кулачков, привод диска включает входной вал 4, планетарный редуктор, включающий водило 9, сателлиты 17, 18, центральное колесо 20 внутреннего зацепления, а также фрикционную муфту 6. Имеются дополнительная фрикционная муфта 21, подвижный диск 22, управляющие муфты с кулачками 8 и 13 треугольного профиля. Быстрое перемещение кулачков происходит за счет передачи момента от вала 4 к валу 10, через муфту 6 к диску 3. При торможении кулачков при взаимодействии с деталью валы 4 и 10 отжимаются друг от друга по кулачкам 13, а водило 9 и полумуфта 7 - по кулачкам 8. Муфта 6 выключается, муфта 21 включается, колесо 20 тормозится. Зажим кулачков происходит на малой скорости большим моментом.
3 Патент RU 2022723 С1
Токарный широкодиапазонный патрон
Суть изобретения:
Использование: в машиностроении, в частности в конструкциях патронов при токарной обработке. Патрон содержит корпус из двух полукорпусов 1 и 2, кулачки 3, спиральный диск 5 с установленным в его радиальных пазах 7 плунжеров 6, соединенных наклонными пазами 8 с центральной тягой 9. На плунжерах и спиральном диске выполнена спираль Архимеда 22 и они имеют возможность последовательного углового соединения спирально-реечным зацеплением 4 с кулачками. Настройка кулачков на размер осуществляется следующим образом. Вращение от шестерни 14 передается диску 5 с плунжерами 6 и через спирально-реечное зацепление 4 вызывает перемещение кулачков 8, при этом тяга 9 вращается совместно с диском. Закрепление заготовки осуществляется при осевом перемещении тяги.
4 Патент RU 2191093 С2
Трехкулачковый самоцентрирующий токарный патрон для скоростной обработки деталей
Суть изобретения:
Изобретение используют в металлорежущих станках для закрепления деталей. В корпусе патрона размещены в контакте друг с другом три центрирующих элемента, на каждом из которых закреплены зажимные кулачки. Изобретение позволяет обеспечить зажим любых деталей во всех диапазонах усилий зажима.
5 Патент RU 2012445 С1
Патрон
Суть изобретения:
Использование: зажим деталей в патроне или работа на токарных, шлифовальных и других станках. Сущность изобретения: для расширения эксплуатационных возможностей патрона он снабжен установленным с возможностью вращения на корпусе 1 кольцевым диском 5, с жестко закрепленными на нем в радиальном направлении лопатками 6, причем кольцевой диск 5 кинематически связан с механизмом перемещения кулачков, а хвостовая часть профиля лопаток обращена в сторону рабочей зоны, при этом кольцевой диск 5 установлен на опорах качения 4. В исходном положении зажимные кулачки разведены. Включают вращение патрона, при этом из-за инертности диска 5 и воздушного сопротивления происходит проворот его относительно корпуса 1. Движение через зубья 7 и 8 передается пальцам 3 и диску 12 с архимедовой спиралью, который сближает кулачки и зажимает деталь. Происходит ее обработка. При этом лопатки 6 создают воздушный поток, направленный вдоль поверхности детали, охлаждая ее и отводя испарения металлов.
6 Патент BY 3335 U
Самоцентрирующий токарный патрон
Формула полезной модели:
Самоцентрирующий токарный патрон, содержащий разъемный корпус, в радиальных гнездах которого расположены фиксируемые в осевом направлении приводные конические шестерни, кинематически связанные с зажимными кулачками посредством снабженного зубчатым венцом спирального диска, плоскость разъема корпуса смещена относительно осей приводных конических шестерен, гнезда выполнены в задней части корпуса и в них установлены втулки для шестерен, каждая из втулок имеет боковой паз и зафиксирована от осевого смещения посредством сегментной шпонки, которая установлена в кольцевой проточке передней части корпуса с возможностью захода в боковой паз втулки, отличающийся тем, что приводные конические шестерни со стороны торца большего диаметра выполнены с опорной площадкой для взаимодействия с торцом упомянутых втулок.
7 Патент BY 4025 U
Самоцентрирующий токарный патрон
Формула полезной модели:
Самоцентрирующий токарный патрон, содержащий разъемный корпус, в радиальных гнездах которого расположены фиксируемые в осевом направлении приводные конические шестерни, кинематически связанные с зажимными кулачками посредством снабженного зубчатым венцом спирального диска, плоскость разъема корпуса смещена относительно осей приводных конических шестерен, гнезда выполнены в задней части корпуса, и в них установлены втулки, надетые на концы шестерен состороны большего диаметра с возможностью контакта по торцу, каждая из втулок имеет проточку и зафиксирована от осевого смещения посредством закладного элемента, который установлен в пазу передней части корпуса с возможностью захода в проточку втулки, отличающийся тем, что закладной элемент выполнен в виде тела вращения.
Для дальнейшей работы выбраны такие патенты как: патент RU 2191093 С2, патент BY 3335 U.
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ТОКАРНЫХ ПАТРОНОВ
Для проведения виртуальных испытаний токарного патрона использовалась сеточная модель, созданная в пакете Unigrafix 5.0 и представленная на рисунке 1.
Рисунок 1 - Сеточная модель
Для задания граничных условий и материалов деталей, рассматриваемых в эксперименте, использовалась программа LsPrePost, позволяющая производить высокоуровневое определение параметров виртуальных экспериментов в среде Ls-Dyna (рисунок 2).
Рисунок 2 - Окно LsPrePost
Все используемые в эксперименте карты подсвечиваются синим цветом. В данном случае карты задавались следующим образом:
BYNARY_D3PLOT - карта определения периодичности вывода на экран результатов эксперимента (рисунок 3). Задавалась следующим образом:
Рисунок 3 - Карта BYNARY_D3PLOT
В карте определения поведения компьютерной модели (рисунок 4) задают граничные условия (закрепления и контакты) и нагрузки (силы и моменты сил).
Рисунок 4 - Карта определения внешнего момента сил, действующего при закручивании ключа в токарном патроне
В данном случае, задается номер детали (PID=13), тип воздействия (DOF=5), что соответствует моменту относительно оси Y, закон изменения силы (LCID=1), в нашем случае это неменяющаяся во времени нагрузка, численное значение нагрузки (SF=-100), т.е. момент равный 100 Н*м. Последнее значение карты - номер системы координат, в которой происходит вращение (CID=1).
Для определения моделей материалов используются карты из вкладки MAT (рисунок 5).
Рисунок 5 - Задание карт материалов
Материал шестерен задается картой MAT_PLASTIC_KINEMATIC. При этом указываются номер материала (MID), массовая плотность (RO), модуль Юнга (E), коэффициент Пуассона (PR), предел текучести (SIGY), модуль тангенциального сдвига (ETAN). В формате LS-DYNA это определение записывается следующим образом:
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC_TITLE
M_Shesternya
$# mid ro e pr sigy etan beta
1 7890.00009.4000E+11 0.280000 7.8500E+8 2.1000E+8
$# src srp fs vp
0.0 0.000 0.150000
Далее задаются материалы остальных деталей по тому - же принципу. Отдельно указываются материалы для деталей, имеющих пространственное закрепление. Например, задание материала зубчатого диска представлено на рисунке 6.
Рисунок 6 - Определение материала диска
Как видно, здесь задаются также номер материала (MID), массовая плотность (RO) и т.д. Дополнительно к этому, задается система координат, в которой закреплен материал, (CON1), флаг закрепления (CMO) и параметры закрепления (CON2=111101). Первые три единицы указывают, на закрепление поступательного движения вдоль осей x, y и z. Последние три цифры задают закрепление вращательного движения (101), что соответствует невозможности вращения деталей из этого материала вокруг осей x и z, однако они могут свободно вращаться вокруг оси y.
Материалы деталям назначаются с помощью карты PART, расположенной на вкладке Part (рисунок 7).
Рисунок 7 - Определение карт материалов
В рамках рассматриваемого эксперимента, используются только три свойства этой карты: TITLE - для определения имени детали, PID - для определения номера детали и MID для задания номера материала, из которого состоит деталь. Таким образом, каждой детали выбранной из списка справа назначаются соответствующие свойства.
В карте, представленной на рисунке 8, указываются координаты центра относительно глобальной системы координат (X0,Y0,Z0), а также направляющие точки вдоль осей x и y (XL,YL,ZL) и XP,YP,ZP). Направление оси z определяется как векторной произведение заданных осей.
Рисунок 8 - Задание системы координат
Задание контактов производится картой CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE (рисунок 9).
Рисунок 9 - Описание контактов взаимодействующих деталей
В данной карте выставляются типы взаимодействующих тел (SSTYP=3) и (MSTYPE=3), что соответствует типам тел - детали. Также выставляются номера этих деталей (SSID и MSID). Свойство TITLE определяет название контакта в списке.
Для определения времени проведения эксперимента используется карта CONTROL_TERMINATION (рисунок 10).
Рисунок 10 - Определение времени эксперимента
В данной карте указывается время 10 секунд.
Для просмотра результатов эксперимента в той же программе открывается файл d3plot, о создании которого говорилось выше. В данном эксперименте исследование на напряженно-деформированное состояние производится посредством анализа сборки по критерию Фон Мизеса (рисунок 11).
Рисунок 11 - Отображение результатов эксперимента
РУП «БелТАПАЗ» проводят испытания на определение показателей надежности и долговечности токарных патронов и их деталей (срок сохраняемости точности).
Методика определяет последовательность проведения испытаний, методы и требуемые средства испытаний, условия и режимы их проведения, порядок подготовки и выполнения всех необходимых операций, способы обработки данных и оформление результатов, требования безопасности в процессе испытаний.
1 Цель испытаний
1.1 Определение показателей надежности и долговечности токарных патронов и их деталей (срок сохраняемости точности).
1.2 Получение информации о фактических значениях показателей качества токарных патронов и соответствия их требованиям НТД.
2 Условия проведения испытаний
2.1 Условия проведения испытаний должны соответствовать условиям, установленным ГОСТ 15150-69:
- температура окружающего воздуха (25±10)°С;
- относительная влажность воздуха 45ч80%.
3 Параметры и характеристики испытаний на срок сохраняемости точности
3.1 Контролируемыми показателями надежности самоцентрирующих трехкулачковых патронов являются:
наработка на отказ,
срок сохраняемости точности.
3.2 Наработка на отказ для всех типов патронов должна составлять не менее 2000 часов работы.
3.3 Срок сохраняемости точности для патронов класса точности Н - 1,5 года, для патронов класса точности П, В, А - 2,0 года (ГОСТ 1654-86, п. 1.16) (Срок сохраняемости точности согласно требований ГОСТ 1654-86, п. 1.16).
3.4 Установленный срок сохраняемости точности токарных патронов следует подтверждать с периодичностью не реже одного раза в три года.
4 Методы и средства испытаний
4.1 Наработка необходимого количества циклов при проведении испытаний на срок сохраняемости точности проводится на стендах модели 4147.
4.2 Зажим и отжим заготовок различного диаметра проводится через ведущую шестерню патрона.
4.3 Количество циклов «зажим-отжим» отсчитывается счетчиком циклов.
4.4 Измерение точности патрона проводится в соответствии с методикой МЕ-2-2001.
5 Отбор образцов
5.1 Для испытаний на срок сохраняемости точности отбирается (патрон, прошедший очередные периодические испытания), (по 5 патронов каждого типоразмера и класса точности).
5.2 Диаметры заготовок должны соответствовать диаметрам контрольных оправок.
6 Ход проведения испытаний
6.1 Установить патрон на плиту стенда при помощи сменной оправки и закрепить при помощи болтов.
6.2 Включить механизм стенда в режим циклического зажатия и отжатия заготовок.
6.3 После каждого интервала в 5000 циклов проводить измерение точности патрона.
6.4 Перед каждым новым интервалом провести разборку патрона, осмотр рабочих поверхностей деталей, смазку и сборку. Заменить зажимаемую заготовку на другой диаметр и продолжить испытания.
6.5 Произвести наработку необходимого количества циклов.
6.6 В процессе испытаний на срок сохраняемости точности допускается замена неосновных деталей (стопор, втулка, штифт).
7 Требования безопасности
7.1 При проведении испытаний необходимо соблюдать общие требования техники безопасности на промышленных предприятиях.
8 Обработка, анализ, оформление результатов испытаний
8.1 Критерием оценки испытаний токарных патронов на срок сохраняемости точности служит соответствие их точности требованиям ГОСТ 1654-86, п. 4.7.2 - 4.7.4 в течении заданного срока.
8.2 Наработка по количеству циклов определяется по формуле:
Кц = Ti · Z · Кэ (1)
где T1 - время наработки на отказ (T1 = 2000 часов),
T2 - срок сохраняемости точности (T2 = Д · Ф),
Z - количество зажимов деталей за один час (по анализу работы инструментальных и механических цехов Z = 9),
Кэ - поправочный коэффициент эксплуатации (Кэ = 0,65),
Д - срок сохраняемости точности, в годах,
Ф - годовой фонд времени работы станка (Ф = 4015 часов).
8.3 Патроны считаются выдержавшими испытания по наработке на отказ, если при первых 12000 циклов не было отказа.
8.4 Патроны считаются выдержавшими испытания на срок сохраняемости точности, если их точность после требуемой наработки соответствовала требованиям ГОСТ 1654-86, п. 4.7.2 - 4.7.4: для патронов класса точности П, В, А - 48000 циклов, для патронов класса точности Н - 36000 циклов.
8.5 Результаты испытаний оформить в виде таблиц.
токарный патрон шестерня прокаливаемость
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Разработка оптимизированной конструкции токарного патрона
Токарный патрон - это приспособление, которое устанавливается на металлообрабатывающие станки (например, токарный станок) для закрепления и придания вращения обрабатываемой заготовки.
Токарный патрон используют не только на токарных станках, но и на многих других, например на круглошлифовальных станках, если невозможно закрепить заготовку в центрах.
Существуют следующие классы точности токарных патронов:
§ Н - нормальный;
§ П - повышенный;
§ В - высокий;
§ А - особо высокий.
По типу привода самоцентрирующиеся трехкулачковые патроны делятся:
§ С ручным приводом;
§ С механизированным приводом.
Существует несколько типов самоцентрирующихся трехкулачковых патронов с ручным приводом, различающихся между собой устройством для перемещения кулачков. Независимо от этих устройств перемещение кулачков патрона во всех случаях происходит одновременно и с одинаковой скоростью. Благодаря этому ось цилиндрической поверхности, предназначенной для закрепления детали в патроне, должна совпасть с осью вращения шпинделя станка [7].
Наиболее широкое применение получил спиральный самоцентрирующийся трехкулачковый патрон, представленный на рисунке 12. В корпусе 3 этого патрона заложена стальная коническая шестерня 4, на обратной стороне которой имеется спиральная канавка. На кулачках 2 патрона сделано несколько выступов, которые входят в спиральную канавку шестерни 4. При вращении одной их трех шестерен 1 посредством ключа вращается шестерня 4. Под действием спирали, нарезанной на обратной стороне этой шестерни, кулачки будут перемещаться в пазах корпуса патрона, что и требуется для закрепления детали.
Рисунок 12 - Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон и его детали
Рассматриваемый патрон имеет два комплекта кулачков. Один из этих комплектов (кулачки 2) используется для закрепления детали за ее внутреннюю, а другой (кулачки 5) - за ее наружную поверхность.
При небольшом диаметре наружной поверхности, за которую деталь закрепляется в патроне, можно использовать и кулачки 2. Кулачки в этом случае соприкасаются с деталью поверхностями А. Такой способ особенно часто применяется при изготовлении деталей из прутка, пропущенного через отверстие в шпинделе. Кулачки 5 используются иногда для закрепления детали за поверхность отверстия. Они соприкасаются в этом случае с деталью поверхностями В и работают «на разжим».
При правильной сборке патрона все кулачки, доведенные вращением большой шестерни до центра, должна плотно касаться друг друга. При неправильной сборке патрона коснутся только два кулачка, а третий не будет касаться остальных.
Радиальное биение наружного диаметра патрона класса точности А, составляет 0,010 - 0,040 мм (в зависимости от диаметра патрона). Биение точно обработанной детали, закрепленной в новом спиральном патроне, составляет 0,020 - 0,050 мм (в зависимости от диаметра патрона).
В данной дипломной работе будем оптимизировать конструкцию токарного патрона 3-250.35.01, который выпускает РУП «БелТАПАЗ». Однако для того, чтобы оптимизировать данную конструкцию необходимо проанализировать существующие опасные сечения. В этом патроне такими сечениями являются сопряжение приводной шестерни и спирального диска, а также сопряжение этого же диска с кулачками. Эти сечения являются опасными, так как при закреплении заготовки в кулачках необходимо приложить усилие при «затягивании» шестерни и при превышении этого усилия могут возникнуть высокие напряжения в месте контакта шестерня - диск. Данное напряжение может повлечь за собой поломку зубьев шестерни, а следовательно и выход из строя токарного патрона.
Исходя из сказанного выше следует, что исследуемым узлом будет приводная шестерня - спиральный диск.
Для проведения компьютерного моделирования нам необходимо построить объемную модель токарного патрона. Объемную модель будем строи в программе SolidWorks [8]. Так как исследовать мы будем взаимодействие шестерни и спирального диска, то именно построение этих деталей рассмотрим подробно.
Рассмотрим построение шестерни. Строим двухмерный эскиз шестерни, который представлен на рисунке 13.
Рисунок 13 - Двухмерный эскиз профиля шестерни
Следующим этапом в построении модели является построение профиля зуба (рисунок 14).
Рисунок 14 - Профиль зуба шестерни
Далее нам необходимо вытянуть профиль зуба по сечениям. Для этого выбираем команду «По сечениям» (рисунок 15).
Рисунок 15 - Профиль зуба шестерни по сечениям
Используя команду «Круговой массив» копируем построенный зуб в нужном количестве (рисунок 16).
Рисунок 16 - Шестерня.
Следующей деталью, которую нам необходимо построить является спиральный диск. Как и шестерню, диск начинаем строить с двухмерного эскиза (рисунок 17).
Рисунок 17 - Двухмерный эскиз профиля спирального диска
Далее используя команду «Повернутое основание» получаем трехмерное изображение спирального диска (рисунок 18).
Рисунок 18 - Трехмерное изображение спирального диска
Далее строим профиль зубьев и вырезаем их по траектории, строим спираль (рисунок 19).
Рисунок 19 - Диск спиральный
По аналогии строим остальные детали токарного патрона, которые затем объединяем в сборке (рисунок 20).
Рисунок 20 - Объемная модель токарного патрона
Виртуальные испытания самоцентрирующегося трехкулачкового токарного патрона проводим согласно методике, представленной в методической части.
Более наглядно состояние шестерни показано на рисунке 21.
Рисунок 21 - Самая напряженная область шестерни из стали 40Х
На рисунке 21 видно, что максимальные напряжения возникают в момент зацепления шестерни с диском. Для снижения этих напряжений можно предложить заменить сталь 40Х на сталь 60ПП с последующей объемно-поверхностной закалкой (рисунок 22).
Рисунок 22 - Анализ шестерни после замены материала
Таким образом, компьютерное моделирование позволяет исследовать влияние материала детали на напряженное состояние.
Анализ 3D модели приводной шестерни приведенный на рисунках 21 и 22 позволяет установить следующие особенности напряженно-деформированного состояния:
1 Зуб приводной шестерни нагружается неравномерно. Наиболее нагруженная часть зуба с напряжением 380 МПа является центральная часть.
2 При выборе материала и режимов термического упрочнения необходимо учитывать особенности нагружения.
3 Целесообразно провести анализ влияния геометрических параметров зацепления (зуба шестерни и зуба спирального диска) с целью оптимизации условий нагружения в месте контакта.
3.2 Разработка конструкции, технологии и оборудования для изготовления приводной шестерни из сталей пониженной прокаливаемости
Для металлических деталей работающих на трение, изгиб, кручение, высокая твердость требуется только на поверхности, а в сердцевине, в некоторых случаях, она не только не нужна, но даже нежелательна.
Такое сочетание свойств достигается поверхностной закалкой, при которой до температуры закалки нагревается только наружный слой детали, который затем немедленно охлаждается. Сердцевина при этом сохраняет свои первоначальные свойства. Нагрев поверхностного слоя детали может осуществляться электротоком (током высокой частоты, и при контактном электронагреве) в электролите или газовым пламенем (обычно ацетилено-кислородным пламенем).
Поверхностная закалка ТВЧ (токами высокой частоты) является одним из самых эффективных методов термической обработки металлов. По сравнению с обычными методами закалки поверхностная закалка (ТВЧ.) имеет следующие преимущества:
1 Возможность получения закаленного слоя любой глубины.
2 Высокая производительность.
3 Получение высокой твердости.
4 Почти или полное отсутствие окалины и коробления.
5 Возможность закалки любых поверхностей и деталей различной конфигурации.
6 Возможность полной автоматизации процесса закалки.
Индукционная или высокочастотная термообработка получила широкое распространение во всех отраслях машиностроения и имеет самое разнообразное назначение: для закалки деталей и инструмента, нормализации, отпуска, плавки, нагрева под ковку и штамповку, напайки пластин из твердого сплава и т. п.
Сущность метода индукционного нагрева ТВЧ заключается в том, что нагреваемая деталь помещается в электромагнитное высокочастотное поле индуктора (согнутая по конфигурации детали медная трубка). При этом в детали индуктируются переменные так называемые токи высокой частоты, плотность которых неравномерна по сечению, они оттесняются возникающим внутри детали быстропеременным магнитным полем к поверхности нагреваемой детали (так называемый поверхностный эффект) [11].
В связи с высокой плотностью индуктированных токов на поверхности нагреваемой детали и происходит быстрый нагрев ее поверхностного слоя.
Интенсивность явления поверхностного эффекта зависит от частоты тока. Чем выше частота тока, тем меньше его проникновение в глубину изделия. Поверхностная закалка индукционным нагревом зарекомендовала себя, как, высокопроизводительный и экономичный способ поверхностной термообработки, обеспечивающий высокое качество термически обработанных изделий, полностью соответствующий требованиям современного массового производства.
Для закалки приводных шестерен токарных патронов будем использовать станки для глубокого индукционного нагрева стали пониженной прокаливаемости. Данный вид оборудования наиболее подходит для данной детали, поскольку при нагреве в машинном генераторе будут сильнее нагреваться впадины, а в ламповом генераторе - вершины зубьев [1].
3.3 Проведение стендовых испытаний
Согласно методике, представленной в методической части провели стендовые испытания по наработке на отказ и на срок сохраняемости точности самоцентрирующихся токарных патронов.
Получены следующие результаты, представленные в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Результаты испытаний по наработке на отказ
Наработка, циклов |
Состояние рабочих поверхностей деталей |
Перечень отказов |
|
5000 (диаметр заготовки 50 мм) |
Рабочие поверхности приводной шестерни находятся в хорошем состоянии, изменений не наблюдается |
Нет |
|
5000 (диаметр заготовки 50 мм) |
Рабочие поверхности приводной шестерни находятся в хорошем состоянии, изменений не наблюдается |
Нет |
Таблица 2 - Результаты испытаний по наработке на срок сохраняемости точности
№ интервала |
Наработка, циклов |
Фактические значения точностных показаний |
|
1 |
5000 |
Радиальное биение оправки Ш 32 мм - 98 мкм |
|
Радиальное биение оправки Ш 50 мм - 98 мкм |
|||
Радиальное биение оправки Ш 55 мм - 98 мкм |
|||
Радиальное биение кольца Ш 160 мм - 99 мкм |
|||
Радиальное биение кольца Ш 150 мм - 99 мкм |
|||
Торцовое биение кольца Ш 150 мм - 68 мкм |
|||
Торцовое биение кольца Ш 160 мм - 68 мкм |
|||
2 |
5000 |
Радиальное биение оправки Ш 32 мм - 100 мкм |
|
Радиальное биение оправки Ш 50 мм - 100 мкм |
|||
Радиальное биение оправки Ш 55 мм - 100 мкм |
|||
2 |
5000 |
Радиальное биение кольца Ш 160 мм - 100 мкм |
|
Радиальное биение кольца Ш 150 мм - 100 мкм |
|||
Торцовое биение кольца Ш 150 мм - 70 мкм |
|||
Торцовое биение кольца Ш 160 мм - 70 мкм |
|||
3 |
2000 |
Радиальное биение оправки Ш 32 мм - 100 мкм |
|
Радиальное биение оправки Ш 50 мм - 100 мкм |
|||
Радиальное биение оправки Ш 55 мм - 100 мкм |
|||
Радиальное биение кольца Ш 160 мм - 100 мкм |
|||
Радиальное биение кольца Ш 150 мм - 100 мкм |
|||
Торцовое биение кольца Ш 150 мм - 70 мкм |
|||
Торцовое биение кольца Ш 160 мм - 70 мкм |
В соответствии с данными, представленными в таблицах можно сделать вывод, что приводная шестерня токарного патрона изготовленная из стали пониженной прокаливаемости выдержала испытания и, следовательно, может применяться для дальнейшего производства.
4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОГО РЕШЕНИЯ
В настоящее время приводные шестерни самоцентрирующихся токарных патронов изготавливаются из стали 40Х. Применение данного материала не позволяет получать приводные шестерни с повышенным срок службы. Увеличение срока службы можно добиться заменой данного материала на сталь пониженной прокаливаемости, типа сталь 60ПП, с последующей объемно-поверхностной закалкой токами высокой частоты.
Так как стоимость стали 60ПП по сравнению со сталью 40Х выше, экономию от применения данного материала будет получать потребитель.
Сравнение стоимости шестерни и токарного патрона, а также срока службы токарного патрона представлено в таблице 3.
Таблица 3 - Сравнение двух вариантов применения материалов
Наименование |
Сталь 40Х |
Сталь 60ПП |
|
Стоимость шестерни, руб. |
6997 |
7396 |
|
Стоимость токарного патрона, руб. |
529000 |
530197 |
|
Срок сохраняемости точности, год |
1,5 |
3 |
Как видно из данной таблицы, при небольшом увеличении стоимости, срок службы токарного патрона увеличивается вдвое. Следовательно, можем подсчитать экономическую эффективность для потребителя:
При приобретении 100 токарных патронов с увеличенным сроком службы необходимо потратить 53019700 руб.
Для того чтобы токарные патроны обычного срока службы проработали такое же количество времени, что и токарные патроны с увеличенным сроком службы их необходимо вдвое больше, т.е. 200 штук.
Стоимость 200 токарных патронов обычного срока службы составляет 105800000 руб.
Экономия составляет: 105800000 - 53019700 = 52780300 руб.
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ ШЕСТЕРЕН ИЗ СТАЛЕЙ ПОНИЖЕННОЙ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ
Приводные шестерни, изготавливаемые из сталей пониженной прокаливаемости должны подвергаться объемно-поверхностной закалке токами высокой частоты для получения оптимальных эксплуатационных свойств.
Применение сталей пониженной прокаливаемости, типа стали 60ПП, и объемно-поверхностной закалки токами высокой частоты позволяет добиться формирования упрочненного поверхностного слоя. Наличие упрочненного поверхностного слоя и мягкой сердцевины позволяет детали выдерживать высокие напряжения.
Для изготовления шестерен привода самоцентрирующихся токарных патронов разработан технологический процесс, включающий следующие технологические операции:
005 Транспортирование
010 Закалка
015 Контроль
020 Укладывание
025 Транспортирование
Технология закалки ТВЧ приводных шестерен.
Станок для закалки приводных шестерен 7690-1933;
Машинный генератор ППЧВ-250/10 кГц;
Деталей на столе станка 20 шт.;
Деталей в индукторе 6 шт.;
Индуктор 0770-4089;
Стойка;
Напряжение генератора - 600…610 В;
Ток генератора - 140…150 А;
Мощность генератора - 50…55 кВт;
Охлаждение в основном спрейере - 0,65…0,7 с.;
Охлаждение в дополнительном спрейере - 1,8…2 с.;
Время нагрева одной детали 601 с.;
Темп выдачи закаленных деталей - 101 с.
6. ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ШЕСТЕРЕН ПРИВОДА
Разработка планировки - весьма сложный и ответственный этап проектирования, когда одновременно должны быть решены вопросы осуществления технологических процессов производства и экономики, техники безопасности, выбора транспортных средств, механизации и автоматизации производства, научной организации труда и производственной этики.
Основные требования:
- должны быть предусмотрены рабочие места для руководства инженерно-технического персонала;
- при разработке планировки следует рационально использовать не только площадь, но и весь объём цеха и корпуса;
- планировка должна быть «гибкой», т.е. необходимо предусматривать возможность перестановки оборудования при изменении технологических процессов.
Планировку оборудования необходимо увязывать с применениями подъёмно-транспортными средствами. В планировке предусматривают кратчайшие пути перемещения заготовок, деталей, узлов в процессе производства, исключающие возвратные движения. Грузопотоки не должны пересекаться между собой, а также не пересекать и не перекрывать основные проезды, проходы и дороги, предназначенные для движения людей.
Расположение оборудования, проходов и проездов должно гарантировать удобство и безопасность работы: возможность монтажа, демонтажа и ремонта оборудования; удобство подачи заготовок и инструментов; удобство уборки отходов.
Оборудование в цехе необходимо размещать в соответствии с принятой организационной формой технологических процессов. При этом нужно стремиться к расположению производственного оборудования в порядке последовательности выполнения технологических операций обработки, контроля и сдачи деталей или изделия.
Следуя технологическому процессу разрабатывается планировка участка, которая состоит из части производственного помещения, где имеются как стены с оконными проемами, так и глухие. Производственное помещение имеет несущие колоны, которые располагаются на расстоянии друг от друга 6000 мм. На участке имеется электромостовой кран грузоподъемностью Q=15/3 тонн, предназначенный для монтажа и демонтажа оборудования, его ремонта, а также для подстовления и отставления от оборудования производственной тары.
Так как единичное и мелкосерийное производство при изготовлении шестерен из сталей 60ПП методом ОПЗ экономически не выгодно, то применяют крупносерийное. Исходя, из типа производства применяем 7 станков для закалки приводных шестерен. На планировке участка указано место расположения производственной тары, место нахождение рабочего относительно станка, необходимые технические подводы, средства пожаротушения, аппарат с газированной водой. Также имеется место расположение контрольного стола для проверки качества изделий.
7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА, ТБ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Мероприятия по охране труда.
Электротермические установки с машинными и ламповыми генераторами могут размещаться как в отдельных, так и в общецеховых помещениях. В последнем случае они должны быть ограждены. Установки должны иметь конструктивные ограждения с механической или электрической блокировкой на дверцах ограждения, препятствующие открыванию их без снятия напряжения. Блоки электротермических установок, имеющие в схеме конденсаторы, которые при отключении напряжения могут сохранить заряд, должны быть снабжены устройствами для автоматического разряда конденсаторов при открывании дверцы блоков.
...Подобные документы
Расчет и разработка конструкции технологической оснастки для изготовления изделия "Гофра". Расчет гнездности оснастки. Конструирование формообразующих полостей. Расчет усадки и исполнительных размеров формообразующих деталей. Тепловой расчет оснастки.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.08.2014Разработка конструкции и технологии изготовления ночного прицела, соответствующего сложившимся на современном рынке высоким техническим требованиям. Механическая обработка корпусных деталей оптических приборов. Проектирование технологической оснастки.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 09.12.2016Оценка технологичности изделия. Обзор методов изготовления деталей. Операции технологического маршрута. Обоснование сортамента заготовки и метода ее изготовления. Расчет режимов резания при токарной обработке. Разработка технологической оснастки.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 12.01.2016Характеристика оборудования для изготовления резиновых изделий. Расчет гнездности оснастки, исполнительных размеров формообразующих деталей, параметров шины, установленного ресурса оснастки. Материалы деталей, их свойства, технология переработки.
курсовая работа [649,7 K], добавлен 30.10.2011Анализ технологичности конструкции детали "вал". Расчет коэффициента использования материала, унификации элементов конструкции. Выбор технологических баз токарных операций. Разработка и обоснование маршрута изготовления детали. Выбор модели станка.
контрольная работа [55,5 K], добавлен 04.05.2013Требования к материалам для изготовления клиновых кордшнуровых ремней. Формировании потерь как основа оптимизации конструкции. Определение конструктивных и нагрузочных факторов, ответственных за формирование потерь и расчет параметров деформации.
диссертация [12,0 M], добавлен 05.08.2011Описание конструкции и служебного назначения детали. Определение типа производства и его характеристика. Анализ детали на технологичность и разработка технологии обработки. Проектирование технологической оснастки. Организация участка механического цеха.
дипломная работа [643,0 K], добавлен 17.11.2010Назначение, условия эксплуатации стальной детали "Опора". Разработка технологии изготовления отливки. Выбор оборудования для изготовления форм и стержней, материалов и смесей. Разработка конструкции модельно-опочной оснастки, технологии плавки и заливки.
курсовая работа [367,7 K], добавлен 01.07.2015Анализ конструкции мельницы "МШЦ 3,8х5500". Разработка маршрутной технологии изготовления крупногабаритных деталей и операционной технологии изготовления детали "стенка торцевая". Техническое нормирование времени операции и испытание оборудования.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 27.10.2017Технология изготовления заготовки зубчатого колеса, разработка и описание конструкции детали; обоснование выбора вариантов. Определение размеров и отклонений заготовки и припусков на механическую обработку; расчет массы, выбор оборудования и оснастки.
курсовая работа [31,4 K], добавлен 13.03.2012Continuous Acquisition and Lifecycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла. CALS в России. CALS-технологии. Предпосылки. Международная нормативная документация. Стандарты общего назначения.
реферат [442,4 K], добавлен 05.09.2007Конструкторская компоновка общего вида и технологический расчет узлов машины для нанесения логотипа на металлическую тару. Разработка пневматической схемы машины и расчет конструкции пневмоблока управления. Описание технологической схемы сборки машины.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 20.03.2017Технологический анализ конструкции. Определение типа производства. Оценка структуры технологического процесса, последовательности и содержания операций. Выбор метода контроля точности изготовления изделия, оборудования и технологической оснастки.
курсовая работа [532,8 K], добавлен 09.05.2015Выбор материала конструкции, сварочных материалов, оборудования и инструментов. Организация рабочего места. Изучение технологической схемы изготовления конструкции. Деформации и напряжения при сварке. Контроль качества сварных соединений конструкции.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.01.2015Технология конструирования и проектирования комплекта женской одежды. Основные требования к одежде и подбору материала. Методика построения и проверки чертежа. Разработка и построение модельной конструкции. Анализ конструкции изделия на технологичность.
курсовая работа [54,2 K], добавлен 16.09.2009Анализ процессов и устройств для сборки и монтажа, технологичности конструкции изделия. Разработка технологической схемы сборки, вариантов маршрутной технологии, выбор технологического оборудования и оснастки. Проектирование технологического процесса.
курсовая работа [340,2 K], добавлен 01.12.2009Описание работы центробежного насоса. Расчет элемента конструкции ротора. Инженерный анализ вала методом конечных элементов. Разработка каталога разнесенной сборки. Описание и назначение конструкции. Разработка технологического изготовления деталей.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 09.11.2016Анализ достоинств и недостатков уплотненной токопроводящей жилы. Расчет конструктивного расхода материала, выбор оборудования и технологической цепочки изготовления провода на ЗАО "Атлант". Нормы выработки и трудоемкость изготовления монтажного провода.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 15.06.2012Применение метода виброакустической диагностики для определения состояния подшипников. Описание работы установки виброакустического контроля. Разработка технологического процесса изготовления детали. Разработка конструкции специального инструмента.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.08.2017Технология изготовления и схема раскроя материала детали "Планка", анализ технологичности ее конструкции, в том числе и технологическая схема штамповки. Методика расчета исполнительных размеров пуансонов и матриц, а также расчета пуансона на прочность.
курсовая работа [414,9 K], добавлен 08.02.2010