
книги / Технология и оборудование термической обработки металлов
..pdf21
Операция |
|
Тип нагревательного |
Формула расчета-удель |
|
|
устройства |
ного времени нагрева |
0тцуск |
300 |
Электроцресс с штампами 1,5 мин/мм УТ для'новых |
|
|
|
|
изделий |
|
|
2 . Инструмент |
|
Закалка |
850 |
Камерная печь |
1,2-1,5 мин/мм УХ |
|
850 |
Соляная ванна |
0,5-0,7 мин/т УТ |
|
1250 |
|
(0,2-0,3)мин + 0,12 мин/мм. |
Отпуск |
300 |
Масляная ванна |
УТ |
0,6-43,7 мин/мм УТ |
|||
'зоо |
Шахтная пеЧь |
1,5.ч + 2 мин/мм УТ |
|
|
550 |
|
1,5-2 ч |
|
550 |
Селитровая ванна |
0,75*1 ч или 0,4 ъшя/ш |
обработка |
-70 |
Камера |
УТ |
1-1,5 мин/мм УТ |
|||
холодом |
|
|
|
|
|
3. Кузнечные штампы |
|
Закалка |
850 |
Камерная печь |
1 ,5-2,0 мин/мм УТ |
Отпуск |
550 |
Щелевая!печь |
1 ,5-2,0 мин/мм УТ |
Отпуск . 700 |
0,8 -1,0 мин/мм УТ |
||
хвостовой |
|
|
|
части |
|
|
|
П р и м е ч а н и е : Приведенные денные относятся к нагре ву изделий из углеродистой стали. Для других отелей следует ввес ти коэффициенты ЛГ- 1,5 - для легированной, К = 2,0 - для высокозромистой.
Ориентировочное время выдержки £ и скорости диффузии, не обходимые при определении времени на создание слоя заданной тол щина приведены в табл.3.1.4
5. Подбор оптимального варианта схемы загрузка (начертить
эскизы применяемых приспособлений), 6. Описание *необходимых дополнительных операций (защита
поверхности при химико-термической обработке, промывка, очист ка, правка и т .д .).
7. Описание контрольных операций с учетом ответственности назначения детали или изделия.
22
Таблица 3.1.4.
Ориентировочное время выдержки 7} и скорости диффузии
Операция |
ТемпеВремя минимальной Скорость |
||
paggpa, выдержки £ |
диффузии, |
||
|
|
|
мм/ч |
Закалка, отжиг, нормализация |
850 |
(0,2-0,3)вреиени |
- |
|
|
нагрева |
|
Отпуск сталей перлитного |
300 |
(0,2-0,3)времени |
—• |
класса |
|
нагрева |
|
Отпуск сталей мартенситного 6130-650.4-6 ч |
— |
||
класса |
180 |
0,1 ч/мм УТ |
— |
Отцуск - старение для особо |
|||
точных изделий |
|
— |
|
Цементация в твердом карбю |
925 |
о д |
|
ризаторе |
|
— |
0,115 |
Цементация (ндтроцемент8ция)925(850) |
|||
газовая |
|
- |
|
Азотирование газовое |
500 |
0,01 |
|
Азотирование жидкостное |
570 |
- |
0,15 |
3.2. Выбор оборудования
Основное оборудование выбирается на основании годовой про-. граиыы выпуска по укрупненным показателям, а затем по нормиро ванному времени. Вспомогательное оборудование выбирается по ук рупненным показателям. При выборе оборудования используются ти пажи основного, дополнительного и вспомогательного оборудования, разработанные ВЫИИЗТО [Гб] а также сборники номенклатуры изде лий, выпускаемых заводами электротехнической промышленности.
Рекомендуется сначала сделать предварительный расчет .коли чества оборудования по укрупненным показателям. Для этого одрег деляют производительность участка и делят ее на производитель-, нооть выбранного оборудования:
|
П у,- <р |
/7- |
|
|
п\об |
где Пуц - |
производительность участка, |
кг/ч; |
/7 - |
промзводительнооть единицы оборудования (печи, ванны), |
|
|
определяемая по типажам оборудования, кг/ч; |
23
Tl - количество единиц оборудования;
J- программа запуска - программа участка с учетом 0,1% брака, А^ » Л*1,001 кг;
Ф- фонд времени работы оборудования, определяемый в за висимости от сменности работы оборудования:
Количество смен |
Годовой фонд времени |
|
оборудования |
2 |
3561 |
3 |
5724 |
4 |
5596 |
Затем проводят расчет количества оборудования по нормирог ванному времени. Он более точен, так как учитывает действитель ную' производительность печи.
Зная размеры рабочего пространства печи (конвейера, под-? дона), обрабатываемые детали размещают таким образом, чтобы детали равномерно омывались газовой средой, но чтобы нагрузка на под не превншала допустимую.
Действительная производительность выбранного типоразмера оборудования определяется из соотношений:
для оборудования периодического действия
|
|
а |
|
|
^об.д Ъ * |
где |
- |
действительная производительность единицы оборудо |
|
|
вания; |
G |
- |
вес садки; |
£ |
г |
время обработки одной садки'; |
для оборудования пульсирующего в непрерывного действия
(г • т у |
к* |
, |
|
где /77количество деталей, |
т |
|
|
одновременно находящихся в рабочем |
|||
пространстве печи; |
|
|
|
$ - вес однбй детали. |
|
|
|
Рассчитывается коэффициент загрузки оборудования |
|||
*- |
„ 2 S S S L |
, |
|
з |
V |
" |
|
где К расу " количество оборудования рассчитанное; Л прш “ количество оборудования принятое.
24
Коэффициент загрузки должен быть в пределах 0,89 < Кз £ 0,98. Ес ли К3 оказался больше или меньше, надо соответственно увеличить
или уменьшить типоразмер оборудования или принять оборудование
другоготипа.
. При расчете производительности печей периодического дейст
вия (камерные, шахтные печи) необходимо учитывать вес деталей,
загружаемых в печь (вес садки), который не должен превышать мак симально допустимое значение этого параметра, указанное в спра
вочниках и каталогах. При расчете производительности печей непре рывного действия (толкательные, конвейерные, карусельные печи) следует учитывать максимально допустимую нагрузку на конвейер
или максимальную загрузку поддона указанную в каталогах. Пример 1
Предварительный выбор оборудования по укрупненным показа телям т. е. на основании табличных значений производительности
печей.
Проводится закалка заготовок с размерами 50Х100Х200мм. Го
довая программа выпуска Ав = 500 т. Требуется определить опти
мальный типоразмер и количество закалочных печей.
Обработку в данном случае можно проводить в конвейерных, толкательных, шахтных, камерных печах, размещая детали на кон вейере, поддоне, в корзинах, в коробах. Возьмем для расчета камер ную печь СНЗ 3.6,5.2710 с производительностью 50 кг/час и конвей ерную печь СКЗ 8.50.2,5/11,5 с производительностью 200 кг/час. [5].
Годовая программа с учетом брака и передела (программа«за
пуска) составит:
А3 = Ав X 1,001 = 500 X 1,001 = 500,5т/г. (1,001 - коэффициент, учитывающий брак, составляющий 0,1% от годовой продукции).
Действительный фонд времени при трехсменной работе :
Фл =[365 - (8 + 52 + 40)] X 3 X 8 X 0,9 = 5724 часа.
(0,9 - коэф ф ициент пересчета номинального ф онда
времени на действительный при учете, что на ремонт и переналадку
оборудования расходуется 10% времени).
Часовая производительность участка: Пуч =Аз/Фд =500500 / 5724 = 87 кг/час.
Количество печей: п = Пуч / Пп.
Для камерных печей: п = 87 / 50 = 1,74 Для конвейерных печей: п =87 / 200 = 0,435
Принятое количество печей составит 2 камерные, или
.25
1 конвейерная.
Коэффициент загрузки |
Кз = П р а с ч е т н о е / П п р и н я т о е |
Для камерных печей |
Кз = 1,74 / 2 =0,87 |
. Для конвейерных печей |
Кз = 0,435 /1 = 0,435 |
Коэффициент загрузки имеет оптимальное значение для ка мерных печей. Конвейерную печь данного типоразмера принимать
не следует.
Пример 2 Расчет оборудования по укрупненным показателям, и, нормиро
ванному времени.
Требуется рассчитать количество оборудования для нитроце
ментации зубчатых колес с размерами, указанными на рисунке! Вес детали 1 кг, годовая программа выпуска Ав=2000 т.
О
СО
0 1 8 0
Рис. 1
Для обработки таких деталей можно использовать камерные, конвейерные, шахтные, толкательные печи.
Проведем расчет количества оборудования по укрупненным показателям.
Программа запуска А3 = АВХ 1,001=2000 X 1,001= 2002 т
Действительный фонд времени Фд = 5724 часа.
Производительность участка: Пуч = Аз/Фд=2002000/5724=350 кг/ч.
Допустим, что на участке работают две толкательные печи.
Производительность одной печи составит: Пп=Пуч /2 = 350/2 =175 кг/ч
По типажам электротермического оборудования [10] выбираем толкательную печь СТЦ 6.70.4./10 с производительностью 150 - 240
кг/час.
Для проверки правильности выбора оборудования проведем
расчет количества оборудования по нормированному времени.
26
Печь СТЦ - 6.70.4./10 имеет размеры рабочего пространства 600 X 7000 X 400 мм.
Детали разместим на поддоне с размерами: 600 X 370 мм. Ширина
поддона - 600 мм.- должна быть такой, чтобы между стенкой печи и поддоном было расстояние не менее 200 мм. (Рис.2.) Длина поддона
-370 мм.- должна быть меньше его ширины во избежание перекосов
инагромождения поддонов в печи.
Рис. 2. Рис. 3.
В соответствии с размерами поддона детали на. нем размещают ся в шести стопах (Рис.2) В каждой стопе детали собираются на стержнях, укрепленных на поддоне. По высоте в стопе набирается 12 деталей. Общий вес деталей на поддоне составляет:
= (6 X 12) X 1кг. = 72 кг.
Вес деталей на поддоне не превышает максимально допусти
мого, который по типажу составляет 140 кг.
По длине печи размещается п = 7000 / 370 = 19 поддонов. Принимаем, что время нагрева и выдержки деталей в печи со
ставляет т общее = 7 часов =420 мин.
Определим темп толкания: t т = t общ/ п =420 /1 9 = 22 мин. Действительная производительность печи составит:
Ппд.= С д П т Х 60 = 72 / 22 X 60 = 196 кг/час.
Задолженность участка: Туч = А 3/ Ппд=2002000/196 = 10214 час.
Количество печей: n = Т УЧ / Ф д=10214 / 5724 = 1,78 Принимаем 2 печи.
Коэффициент загрузки составит:
К з =п расч/ п принятое = 1,78 / 2 = 0,89
Вспомогательное оборудование (закалочные баки, моечные машины и т.д) выбирают в соответствии с требованиями технологии и размерами рабочего пространства. Количество вспомогательного оборудования рассчитывают по укрупненным показателям.
27
3.3. Оформление технологической документации
Оформление технологической документации производится после деталь ной разработки технологии и оборудования, необходимого для выполнения всех операций термообработки и контроля.
Технологическая документация заполняется по правилам единой системы технологической документации ЕСТД в соответствии с ГОСТами, указанными в разделе 2.5.
Все технологические операции термической обработки детали в термиче ском цехе записываются в маршрутно-рперационную карту (МК/КТП) или в карту технологического процесса (КТП) или в карту типового технологического процесса (КТТП).
Ниже приводятся правила оформления карты технологического процесса термической обработки.
Основные надписи в карте выполняются чертежным шрифтом в соответст вии с ГОСТом 3.1103 - 74.
Содержание граф в карте технологического процесса термической обра ботки по ГОСТу 3.1405 —74, форма 1 и 1а заполняется в соответствии со схемой, приведенной ниже.
Содержание граф в картетехнологического процесса
Номер
графа
I
Содержание графы
Наименование предцриятия-разра- ботчикэ технологических докумен тов
Рекомендации по заполнению
ПГГУ
2 |
Наименование технологического |
Карта технологического |
|
документа |
процесса термической об |
3 |
Обозначение обрабатываемой дета |
работки |
|
||
|
ли по конструкторское докумен |
|
4 |
ту |
|
Наименование вида работ техноло-"7дучшение (закалка и |
||
|
гического процесса |
отпуск)" |
|
|
"Цементация с непосред |
5 |
|
ственной закалкой"и т .д . |
Обозначение технологического |
Не заполняется |
|
|
документа по ГОСТУ 3.I20I-&5T |
|
6Литеры, присвоенные технологиНе заполняется ческому документу
7 |
Порядковый номер листа докуменЛист . |
Лист |
||
8 |
та |
- I ’ |
|
2 |
Общее количество листов доку- |
Листов |
. |
Листов |
|
|
ментов |
п |
I*9 |
о |
|
28 |
|
Номер |
Содержание графы |
Рекомендации |
по заполнению |
||
графы |
|
|
9 |
Характер работы, выполняемой |
"Разработал" |
10 |
лицами,подписавшими документ |
"Проверил" |
Фамилии лиц, подписавших доку |
Записываются четко чер |
|
|
мент |
тежным шрифтом |
11Подписи ЛИЦ, фамилии КОТОрЫХ
указаны в графе 10
12Дата подписи документа
13Графы заполняются при внесении Не заполняются изменений в карту технологичес
кого процесса
18 |
Обозначение технологического |
Не заполняются |
|
процесса по ГОСТУ 3.1201—^5 |
|
19Номер цеха,в котором выполняет ся термообработка.
20Номер участка, конвейера,поточ ной линии,склада «рабочего места
21Номер операции в технологичесОбозначается трехзначной кой последовательности выполнецифрой,начиная с 005,еде
ния процесса (включая контроль |
дующая операция 010 л |
и перемещения) |
т . д . , прибавляя 5 |
22Наименование и содержание опе рации.Допускается в графе указы вать те?спичес*7ге требования
23 |
Код,наименование (модель)инвен- |
СШО-Ю.20/3 |
|
тарный номер оборудования |
CT3A-I2.35.4/7 |
24Код,наименование приспособления Подвеска инструмента
25 |
Наименование и характеристика |
ПСА-08 |
|
среды,в которой производится на-Масло индустриальное |
|
|
грев и охлаждение детали |
"20" |
26 |
Твердость |
35 НКС 280 НВ |
27.Глубина слоя
28 |
Температура среды нагрева или |
920-10°С цементации |
|
охлаждения детали |
20-50°С закалочного масла |
29 |
Время нагрева технологической |
Указывается в минутах |
|
выдержки, охлаждения |
|
30 |
Скорость детали в рабочем про- |
Указывается для проходных |
|
странстве агрегата |
печей |
31Количество деталей в .присвой соблении
32Количество деталей в агрегате
Остальные графы не заполняются
Пермский фи/mat
б П К и Т Л . t Н Ш сантехники
Карта технологического |
'to il Ottas- и W a*it ' |
|
процесса термической |
domcpo |
|
_____ обработки |
|
|
if |
Наименобтше, марка материала |
Носа |
|
*
I* * « / | ПЪ*о и Ф ж П
и йота
Н а и м е н о в а н и е
| | |
и с о д е р ж а н и е о п е р а ц и и
тг г
-
“
OSopydoSofjue ЯрчаюсоЕлет/^
наим енование |
" |
“ Т Й Г |
i. |
С а е З а |
инЗент арний |
наименование)\1 |
‘ |
||
23 м " еР ) |
24 |
_____ |
1 |
|
2 5 |
||||
1 |
|
|
|
|
1
- - - - |
1 |
О |
решим роботы 11 Cot |
||
|
|
i |
|
§ 5 |
1 » |
|
f i |
26IWf |
I I |
|
|
|
i f |
||
1 |
|
||
23 ~19 |
|
1 |
|
~ЛГ1Л X? |
|||
|
|
. |
|
1 |
|
— |
- |
\ |
|
||
|
|
_____ 1 |
|
|
1 |
- |
|
i |
||
|
\
1
~
1
1 1
1 |
|
|
|
\ щ |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
й |
I t ! |
| |
i b |
Ml ^ |
|
|
щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
: |
|
|
|
~ |
• |
- |
• ~ - |
1
u
Tn i
g i l l
7 ш т
^ l r
—
—
|
-----------1 |
|
(2 |
JL_ |
U_____ |
|
Уисл1 |
|
|
|
|
|
ЬаьроЬ !to |
-------- |
|||
|
_______I |
|
• |
Пввй |
|
|
||
■ 1 M |
|
! |
|
|
|
|
||
H |
i |
|
Htoump • |
____ |
__ |
|
||
и н |
я |
ПодпиПГ лот а |
;Шнkjcm fndbK^H Подпись JUI та |
|
||||
JSL |
.11____ |
|
|
|
|
го
со
30
3.4. Планировка термического цеха
Основным принципом при составлении плана расположения оборудования в цехе является обеспечение прямоточности движения деталей в процессе их термической обработки в соответствии с технологическим процессом и уста новление оптимальных расстояний между оборудованием и элементами здания. При размещении оборудования следует учитывать следующие требования:
-размещение оборудования следует производить по участкам;
-крупное оборудование (агрегаты толкательные, конвейерные, рольганго вые^ барабанные) следует размещать вдоль цеха в несколько рядов, оставляя со ответствующие проходы и проезды между печами;
-камерные или шахтные печи располагают в одну или несколько линий. Загрузочная сторона камерных печей должна быть расположена на одной ли
нии. Печи следует располагать вдоль стен цеха на расстоянии 1,5-2 м друг от друга и от элементов здания;
-закалочные баки и ванны для охлаждения располагаются от печей на рас стоянии 1-1,5 м;
-моечные машины устанавливают в печном зале;
-установки для нагрева ТВЧ с ламповым генератором устанавливают в от дельном помещении. Допускается располагать установки для нагрева ТВЧ в общем помещении цеха при условии хорошего ограждения их металлической сеткой;
-правильное отделение, участки жидкостного цианирования и приготовле ния твердого карбюризатора отделяют от общего помещения цеха;
-пескоструйные и дробеструйные аппараты, установки для приготовления контролируемых атмосфер, генераторные станции должны быть расположены у наружных стен цеха или в пристройках и оборудованы вентиляцией. Дробест руйные установки полностью герметизированные, снабженные хорошей венти ляцией, допускается устанавливать в помещении цеха;
-оборудование для правки деталей и контроля располагают в печном зале
всоответствии с организацией технологического процесса;
-к оборудованию должен быть обеспечен свободный доступ для монтажа, осмотра и ремонта;
-в цехе необходимо предусмотреть площадки для складирования деталей до и после термообработки и место ОТК;
- в термическом цехе необходимо предусмотреть 1-2 проезда шириной 3-4 м.