Участок на базе станков с числовым программным управлением по изготовлению корпусных деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Машиностроение является важнейшей отраслью народного хозяйства, опре6деляющей уровень и темы развития всех других отраслей промышленности, сельского хозяйства, энергетики, транспорта и др.

Быстрое развитие машиностроительного производства настоятельно требовало научного разрешения вопросов, связанных с изготовлением машин требуемого качества в установленном производственном программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и вещественного труда, т.е. при наименьшей собственности.

Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин является одним из наиболее ответственных этапов технологической подготовки производства. Технологический процесс должен обеспечивать высокую производительность труда и требуемое качество изделий при минимальных затратах на их изготовление.



1. Характеристика объектов производства

Среди большого разнообразия машиностроительной продукции весьма распространенную группу составляют корпуса, которые служат для размещения отдельных деталей, механизмов и агрегатов. Являясь важнейшими элементами конструкции машин, эти детали должны обеспечивать точность взаимного расположения установленных на них деталей и сборочных единиц, как статическом положении, так и при эксплуатации изделия.

В соответствии с целевым назначением корпусные детали должны обладать следующими свойствами: прочностью, жесткостью, герметичностью, виброустойчивостью, долговечностью.

Прочность является основным критерием работоспособности для корпусных деталей, подвергаемых большим нагрузкам, главным образом ударным и переменным.

При изготовлении корпусных деталей должны быть обеспечены в установленных пределах параллельность и перпендикулярность осей основных отверстий относительно друг друга и плоских поверхностей.

В зависимости от конструктивного исполнения и сложности, к корпусным деталям предъявляются технические требования:

- точность расстояния между двумя параллельными плоскостями 0,02 - 0,5мм.

- диаметры основных отверстий под посадку подшипников должны соответствовать 6 - 8 квалитетам.

- параметры шероховатости плоских базирующих поверхностей

Ra=2,5 - 6,3мкм, поверхностей главных отверстий Ra=1,25 - 0,16мкм, а для ответственных деталей до Ra=0,08мкм.

Основная и дополнительные детали, которые были взяты на базовом предприятии ОАО «Икар», являются деталями стойка. Они относятся к типу тел вращения. Все детали изготовляются из стали 25Л.

2. Технологический раздел

2.1 Служебное назначение и анализ технологичности детали

Одним из важных этапов проектирования является отработка конструкции детали на технологичность. Целью данного этапа является выявление возможности снижения себестоимости и трудоемкости изготовления без ущерба для служебного назначения детали, за счет незначительных изменений в ее конструкции.

В результате качественной оценки детали на технологичность, можно сделать следующие выводы:

1. Материал детали - сталь 25Л ГОСТ 977-88 полностью соответствует условиям эксплуатации и требованиям по прочности, износостойкости, поверхностным деформациям и т.п.

2. Конструкция детали обеспечивает достаточную жесткость при механической обработке на металлорежущем оборудовании.

3. Деталь имеет элементы, удобные для закрепления заготовки при обработке.

4. Формы поверхностей, подлежащих обработке, не представляют сложности (в основном - поверхности вращения); имеется возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов.

5. С точки зрения обеспечения заданной точности и шероховатости поверхностей деталь не представляется сложной.

Количественную оценку технологичности проведем по следующим показателям: коэффициенты использования материала (КИ.М.), точности обработки (КТ.Ч.), шероховатости поверхности (КШ).

Коэффициент использования материала:



(2.1.)

Здесь МД и МЗ - соответственно массы детали и заготовки в базовом варианте, кг.

(2.2.)

Данное значение Ки.м свидетельствует о рациональном использовании материала в условиях среднесерийного производства.

Определим коэффициент точности [2]:

(2.3.)

где Аср - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

Согласно чертежу детали ориентировочно можно определить АСР = 10.

Тогда КТ.Ч. = 0,9. Так как КТ.Ч. > 0,8, то деталь можно считать по этому параметру технологичной.

На основании качественного и количественного анализа на технологичность можно сделать следующий вывод: деталь вполне технологична, нет необходимости вносить в ее конструкцию какие-либо изменения.

2.2 Определение типа производства

Тип производства по ГОСТ 3.1121-84 характеризуется коэффициентом закрепления операций (КЗ.О.):

1 < КЗ.О. < 10 - массовое и крупносерийное производство;

10 < КЗ.О. < 20 - среднесерийное производство;

20 < КЗ.О. < 40 - мелкосерийное производство;

40 < КЗ.О. - единичное производство.

Величина коэффициента закрепления операций определяется по формуле [25]:

(2.4.)

где О - суммарное число различных операций, выполняемых на производственном участке в течение месяца;

Р - суммарное число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Определим расчётное количество станков, необходимых для выполнения каждой станочной операции (Cpi) [25]:

( 2.5).

где N-объём годового выпуска деталей, шт.;

tшт - штучное время i-ой операции, мин.

Fо- эффективный годовой фонд времени работы станка;

Кв - средний коэффициент выполнения норм времени. При обработке на станках с ручным управлением Кв =1,1 - 1,2 ,на станках с ЧПУ, автоматах, полуавтоматах и агрегатных станках Кв =1,0;

Кр- коэффициент , учитывающий потери по организационно-техническим причинам. Для расчетов можно принять Кр = 0,95.

Определяем принятое количество оборудования на каждой станочной операции (Si ) ,для чего расчетное количество станков (Cpi ) округляется увеличением до целых значений. .

Рассчитываем коэффициент загрузки каждого места (ззi ) [25]:

(2.6.)

Определяем число операций, закреплённым за одним рабочим местом(Оpmi )

(2.7.)

где зн нормативный коэффициент загрузки оборудования .Для расчётов примем =0,7.

Количество заготовок в партии для одновременного запуска можно определить по формуле [25]:

(2.8.)

где Sn- количество запусков в год. Для крупносерийного производства

Sn =12.

Результаты вычислений представлены в таблице 1.

Таблица 2.1

№ Операции	t ш.-к.,мин	Сpi	Qp.mi	Кз.о.
010 Токарная	2,68	0,56	0,13	10,16
015 Токарная с ЧПУ	2,7	0,69	0,16
020 Токарная с ЧПУ	1,7	0,84	0,10
025 Фрезерная	2,8	0,8	0,13
030 Сверлильная	1,6	0,71	0,08

Тип производства крупносерийный.

Объем годового выпуска N = 9800шт.

Общий объем годового выпуска всех деталей N = 85400шт.

Партия n = 816шт

2.3 Анализ базовых технологических процессов

При изготовлении основной и дополнительных деталей на базовом предприятии технологические процессы их изготовления построены по принципу дифференциации операций с использованием универсального и полуавтоматического оборудования. Данный принцип построения технологического процесса подразумевает использование широкой номенклатуры технологической оснастки, вспомогательного режущего инструмента. При изготовлении деталей часто мешаются их базовые поверхности.

Кроме того, при обработке деталей, используются устаревшие конструкции инструмента и марки инструментальных материалов.

Перечисленные выше недостатки базового технологического процесса, существенно увеличивают себестоимость и трудоемкость изготовления деталей.

Более подробно рассмотрим технологический процесс изготовления основной детали.

005. Заготовка - отливка

010. Токарная операция. Оборудование - токарно-винторезный станок 1К62;

На этой операции проводится черновое точение заготовки с одной стороны, а именно, подрезка торца и точение канавки.

015.Токарная операция с ЧПУ. Оборудование - токарной станок 1П756ДФ3;

На этой операции проводится подрезка торца, растачивание отверстий и нарезание резьбы.

020. Токарная операция с ЧПУ. Оборудование - токарной станок 1П756ДФ3;

На этой операции проводится окончательная подрезка торца, растачивания отверстия под резьбу и нарезание резьбы.

020.Фрезерная. Оборудование - Вертикально фрезерный станок 6Н12.

На этой операции фрезеруются пазы.

030.Сверлильная операция. Оборудование - сверлильный станок 2А55; приспособление -кондуктор. На этой операции проводится сверление 2 отверстий на ушах стойки.

035.Слесарная. Верстак. Приспособление - тиски. Притупляются острые кромки.

040.Моечная

045.Контрольная.

При близком ознакомлении с базовым технологическим процессом выявляется возможность перекомпоновки операций в связи с вводом высокопроизводительных станков с ЧПУ. Это приведет к уменьшению вспомогательного времени, увеличению концентрации переходов, а значит к увеличению производительности и точности обрабатываемой детали.

Для уменьшения основного времени рационально будет применить современные конструкции режущего инструмента.

2.4 Выбор заготовки

Выбор вида исходной заготовки является ответственным этапом разработки технологического процесса, так как коренным образом влияет на технологию механической обработки детали.

Особенно важно правильно выбрать заготовку для условий автоматизированного производства, когда обработка ведется на автоматических линиях, специальных и агрегатных станках полуавтоматах и автоматах.

Исходя из физико-механических свойств материала детали, наиболее лучшим методом получения заготовки является литьё. В условиях серийного производства наиболее рациональным способом получения заготовки является литьё в песчаных формах.

Себестоимость заготовки:

, (2.9.)

гдеСi - базовая стоимость одной тонны заготовок, С = 360 руб.;

КТ, КС, КВ, КМ, КП - коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства

МЗ, МД - масса соответственно заготовки и детали: МЗ = 22,38 кг; МД = 15кг.

Sотх - цена 1 т отходов, Sотх = 80 руб.

Коэффициенты:

КТ = 1 - для отливок нормальной точности;

КС = 0,7 - для отливок в песчаных формах;

КВ = 0,87 - для заготовок массой от 10 до 25 кг;

КМ = 1,22 - для заготовок из стали 40Х;

КП = 0,88 - для второй группы серийности.

S заг. =(22,3810,70,871,220,88)-(22,38-15)=4,67руб.

Затраты на годовой выпуск заготовок S = 4,67 ?4800 = 22416 руб. (по ценам 1981г.).

Расчет себестоимости заготовки произведен по методике изложенной в технической литературе [2]. Данный метод расчета себестоимости является неточным, т.к. он не учитывает других факторов влияющих на себестоимость заготовки.

2.5 Разработка маршрутных и операционных технологических процессов

Маршрутные технологические процессы изготовления основной и дополнительных деталей разработаны на основе базового технологического процесса и ориентированы на автоматизированное производство. Технологические процессы их изготовления построены по принципу концентрации операций. При этом сокращается число установок заготовок на станок, широко применяется многоинструментная обработка одной или нескольких поверхностей. При этом повышается точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, производительность обработки за счет снижения основного и вспомогательного времени, сокращается длительность производственного цикла, упрощается календарное планирование, возрастают требования к точности станка, его технологическим возможностям.

Маршрутное описание технологического процесса заключается в сокращенном описании всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Построение технологического маршрута обработки во многом определяется конструктивно-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной технологии существенно зависит от типа производства, уровня автоматизации и применяемого оборудования.

Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем деталей необходимой конфигурации и размеров, а также обеспечения качества ее поверхности.

Проектный маршрутный технологический процесс представлен в таблице 2.2 и комплекте технологической документации в приложении.

Таблица 2.2

№ опер.	Наименование и краткое содержание операции	Оборудование	Технологические базы, приспособление	Эскиз
005	Заготовительная - литьё	Песчаные формы
010	Токарная с ЧПУ. Подрезать торцы, точить диаметр 78h12 ,точить под углом 45 с диаметра 71 напроход	Токарно-винторезный станок 16К25Ф3	Приспособление: патрон трехкулачковый самоцентрирующий.
015	Токарная с ЧПУ.Подрезать торец 31, расточить диаметры 61,70,87,87,точить фаску	1П756ДФ3	Приспособление: патрон трехкулачковый самоцентрирующий, кулачки.
020	Токарная с ЧПУ. Подрезать торец в размер 260, Расточить диаметр 57 под резьбу, диаметр 61 .Точить фаску	1П756ДФ3	Патрон, оправка
025	Фрезерная Фрезеровать 2 паза шириной 19 Центровать 2 отверстия Сверлить 2 отверстия диаметром 14H12	Станок СВМ-1 Ф4	Приспособление фрезерное
030	Слесарная. Зачистить заусенцы	Стол слесарный	Тиски.
035	Моечная. Промыть деталь.	Моечная машина
040	Контрольная.	Стол контрольный	.

2.6 Технологические расчеты

Определение припусков, операционных размеров и допусков на обработку.

Припуски на механическую обработку поверхностей заготовки могут быть определены:

опытно-статистическим методом;

расчетно-аналитическим методом.

В данной работе для поверхностей 61 и 260 припуски определяем расчетно-аналитическим способом, для остальных - по таблицам /3/.

Опытно-статистический метод.

Масса детали m=15кг.

Материал заготовки: 25Л.

Годовой выпуск: 13800шт.

Деталь относится к 1 весовой группе отливок (/6/, таблица 2).

Тип производства: серийный.

Способ литья: литьё в песчанно-глинистые формы .

Степень точности поверхностей отливок: 13 (/6/, таблица 5).

Класс точности размеров: 9 (/6/, таблица 7).

Ряд припусков: 3 (/6/, таблица 7).

Радиус закругления - 5 мм. Литейные уклоны - 7°.

Таблица 2.3 - Размеры заготовки

Размер детали по чертежу, мм	Припуск, мм	Допуск	Размер заготовки, мм
Ш61	11	3,2	50
Ш61	11	2,8	50
Ш90	10	2,4	80
260	10	3,6	270
68	1	2,8	67

Расчетно-аналитический метод.

Расчет припусков аналитическим методом ведем согласно методике / 3,4,5/.

Технологический маршрут обработки поверхности состоит из чернового и чистового растачивания. Токарная обработка производится в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.

Используя составленный маршрутный технологический процесс, записываем технологические переходы для обрабатываемых поверхностей в порядке последовательности их выполнения (см. табл.2.3.).

Минимальный припуск при обработке отверстий (двусторонний припуск):

(2.10.)

гдеRZ i-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);

???? - суммарные отклонения расположения поверхности;

i - погрешность установки заготовки при выполняемом переходе.

Значения Rz i-1, h i-1 определяем для каждого технологического перехода по соответствующим таблицам.

Литьё RZ =200 мкм , h = 250 мкм.

Черновое растачивание RZ = 100 мкм , h = 100 мкм.

Чистовое растачивание RZ = 25 мкм , h = 25 мкм

Суммарное значение пространственных погрешностей при обработке отверстия в патроне определяется / 3 /:

Где ?ом - отклонение заготовки детали в зависимости от способа крепления;

?ц - величина отклонения расположении заготовки центровки.

Находим / 3 / ?ом = 0,24 мм, ?ц = 0,47 мм. Тогда имеем:

Остаточные пространственные отклонения с достаточной для практических целей точностью определяем по эмпирической формуле:

Здесь КУ - коэффициент уточнения формы:

после чернового растачивания КУ = 0,06; сост = 0,032мм;

после чистового растачивания КУ = 0,04; сост = 0,021 мм;

Рассчитанные значения ??заносим в соответствующие графы таблицы

Минимальный припуск:

- под черновое обтачивание:

,

- под чистовое обтачивание:

,

Минимальный расчетный размер для каждого технологического перехода:

- после чернового обтачивания:

,

- после чистового обтачивания:

,

- заготовки:

.

Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

,

,

,

,

Аналогично определяются припуски и на размер 65.

Определим погрешность установки:

При установке заготовки в 3-х кулачковый патрон:



, где

.

Тзаг - допуск на заготовку, Тзаг=1600 мкм,

,

.

- погрешность закрепления для трех кулачкового патрона.

.

Погрешность установки на последующих переходах определяется аналогично.

Результаты занесём в таблицы

Таблица 2.4

Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам (ш61)
Маршрут обработки	Элементы припуска	Расчетный припуск	Расчетный размер	Допуск	Размер по переходам	Предельные припуски
	Rz, мкм	h, мкм	с? мкм	2Zmin, мкм	D, мм	Td, мкм	Dmin	Dmax	2Zmn	2Zmax
Литьё	80	220	120			3200	58,5	60,1
Растачивание черновое	50	100	31,7	1956	61	740	61	61,74	1900	1040

Таблица 2.5

Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам (260)
Маршрут обработки	Элементы припуска	Расчетный припуск	Расчетный размер	Допуск	Размер по переходам	Предельные припуски
	Rz, мкм	h, мкм	с? мкм	2Zmin, мкм	D, мм	Td, мкм	Dmin	Dmax	2Zmin	2Zmax
Литьё	80	300	100			5200	270	264,2
Растачивание черновое	50	50	25	1956	262,5616	3600	265,5	261,35	1990	2850
Растачивание чистовое	25	50	21,1	463,4	259	1000	259,5	260,5	460	1080
Растачивание чистовое	25	25			259	1000	259	260

Расчет режимов резания.

Элементы режимов резания устанавливаются в следующей последовательности:

определяется глубина резания t;

выбирается подача S;

рассчитывается по эмпирическим формулам скорость резания V;

рассчитывается частота вращения шпинделя станка n;

корректируются по паспортным данным станка S и n;

уточняется скорость резания;

определяется момент и мощность резания (при необходимости);

производится проверка рассчитанных режимов резания.

В данной работе расчет режимов резания производим для двух операций: фрезерной и токарной.

Расчет режимов резания для фрезерной операции.

Фреза:

Принимаем глубину резания t = 31 мм. Подачу назначаем согласно рекомендациям [10] Sz = 0,06 мм. Скорость резания:

(2.11.)

Здесь коэффициент СV и показатели степеней m,y,р,u и x зависят от вида обработки, материала режущей части, обрабатываемого материала и величины подачи.

При фрезеровании стали 25Л имеем:

CV = 690; m = 0,35; y = 0,5; q = 0,2,х=0,3,y=0,4б,u=0.1,р=0 (табл. 39,40, [10])

Т - стойкость фрезы, Т = 120 мин;

где Кмv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

Кмv=1,383;

Кnv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,

Кмv=0,8

Киv - учитывает коэффициент, учитывающий материал инструмента,

Киv=1

Тогда скорость фрезерования:

Частота вращения шпинделя:

гдеD - диаметр обрабатываемой поверхности, D = 80 мм.

Принимаем частоту вращения n=800 мин.

V=201 м/мин

Отсюда находим минутную подачу:

Находим силы резания:

(2.12.)

где Сp=261,x=0,9,y=0,8,u=1,1,w=0.1 Тогда получаем:

Pz=19213,109 Н.

Крутящий момент:

(2.13.)

где D-диаметр фрезы, мм

Мкр=7685,24 Н м.

Находим мощность резания:

отсюда получаем:

Ne=60,638 кВт.

Сверло:

Принимаем глубину резания t = 7 мм. Подачу назначаем согласно рекомендациям [10] S = 0,20 мм. Скорость резания:



(2.14.)

Здесь коэффициент СV и показатели степеней m, y и x зависят от вида обработки, материала режущей части, обрабатываемого материала и величины подачи.

При сверлении отверстий в заготовке из стали 25Л имеем:

CV = 7; m = 0,2; y = 0,7; q = 0,4 (табл. 29,30, [10])

Т - стойкость резца, Т = 45 мин;

(2.15.)

где Кмv - учитывает влияние на скорость резания материала заготовки; КМ=0,8;

Киv - учитывает глубину сверления, КП = 1,0;

Кlv - учитывает материал инструмента, КИ = 1,0

Тогда скорость резания:

Частота вращения шпинделя:

гдеD - диаметр обрабатываемой поверхности, D = 14 мм.

Принимаем частоту вращения n=550 мин.

Уточняем скорость резания в связи с принятой стандартной частотой вращения шпинделя:



Находим мощность резания:

гдеMкр - крутящий момент:

гдеСМ= 0,0345; у = 0,8; q= 2,0; Kp= 6,978.

Тогда мощность резания:

Данные для центровочного сверла выбираем из справочника и заносим в операционную карту.

Расчет режимов резания для токарной операции.

Резец 2120-4148 Т5К6:

Принимаем глубину резания t = 5, 5 мм. Подачу назначаем согласно рекомендациям [10] S = 0,8 мм. Скорость резания:

(2.16.)

Здесь коэффициент СV и показатели степеней m, y, u, p и x зависят от вида обработки, материала режущей части, обрабатываемого материала и величины подачи.

Тогда получаем:

CV = 340; m = 0,2, y = 0,45, x = 0,15 (табл. 29,30, [10])

Т - стойкость резца, Т = 50 мин;

(2.17.)

где КМV - учитывает влияние на скорость резания материала заготовки; КМ=0,8;

КПV- учитывает состояние поверхности, КП =0,85;

КИV - учитывает материал инструмента, КИ = 1

Тогда скорость резания:

V=90,66 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

гдеD - диаметр обрабатываемой поверхности, D = 88 мм.

Принимаем частоту вращения n=350 мин.

Уточняем скорость резания в связи с принятой стандартной частотой вращения шпинделя:



Вычислим величину силы резания:

где CP=300; x=1; y=0,75; n1=1,

Мощность резания определяется по формуле:

Ne=(2.18.)

Ne==15,8 кВт.

Мощность, которую должен обеспечить станок:

где Nдв - мощность электродвигателя привода главного движения, кВт; з - механический КПД.

Nс=17,6кВт.

Таким образом Ne < Nc

Данные для других инструментов выбираем из справочника и заносим в операционную карту.

Техническое нормирование операций.

Техническое нормирование фрезерной операции:

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени ТШ-К:

гдеТШТ - норма штучного времени;

ТП-З - норма подготовительно-заключительного времени;

n - размер партии запуска.

Штучное время:

гдеtО - основное время;

tВ - вспомогательное время;

tОБС - время на обслуживание рабочего места;

tЛП - время перерывов на отдых и личные потребности.

Нормирование фрезерной операции 025 проводим согласно рекомендациям, приведенным в [2,10]. Основное время на операцию складывается из затрат времени на каждый технологический переход:

(2.19.)

Основное время на каждый технологический переход определяем по известной формуле:



(2.20.)

гдеL - длина обрабатываемой поверхности;

l - сумма длин врезания и перебега;

Имеем:

Вспомогательное время: (2.21.)

гдеtВУ - время на установку и снятие заготовки; tВУ = 0,3 мин;

tМВ - время на вспомогательные ходы ; tМВ = 0,82 мин;

tкон - время на контроль ; tкон = 0,10мин;

Тогда tВ = 1,22 мин.

Оперативное время:

(2.22.)

Время на обслуживание рабочего места и личные потребности берутся в процентах от оперативного времени:

Тобс+Tлп=10%Топ

Тобс+Tлп=0,27 мин

(2.23.)

Норма подготовительно-заключительного времени при обработке на станке СВМ-1 Ф4 ТП-З = 36 мин.

Партия запуска:



(2.24.)

гдеN - годовой выпуск деталей, N = 9800;

Sn - число запусков в год (принимаем Sn = 12).

Имеем:

Тогда штучно-калькуляционное время:

Техническое нормирование токарной операции(015)

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени ТШ-К:

гдеТШТ - норма штучного времени;

ТП-З - норма подготовительно-заключительного времени;

n - размер партии запуска.

Штучное время:

гдеtО - основное время;

tВ - вспомогательное время;

tОБС - время на обслуживание рабочего места;

tЛП - время перерывов на отдых и личные потребности.

Нормирование токарной операции 015 с ЧПУ проводим согласно рекомендациям, приведенным в [2,10]. Основное время на операцию складывается из затрат времени на каждый технологический переход:

Основное время на каждый технологический переход определяем по известной формуле:

гдеL - длина обрабатываемой поверхности;

l - сумма длин врезания и перебега;

Имеем: :

Вспомогательное время:

гдеtВУ - время на установку и снятие заготовки; tВУ = 0,14 мин;

tМВ - время на вспомогательные ходы ; tМВ = 1,14 мин;

tкон - время на контроль ; tкон = 0,15мин;

Тогда tВ = 1,28 мин.

Оперативное время:

Время обслуживания рабочего места и время на личные потребности составляет 10 % от оперативного времени. Тогда:



Тобс+Tлп=10%Топ

Тобс+Tлп=0,226 мин

Норма подготовительно-заключительного времени при обработке на станке 1П756ДФ3 ТП-З = 30 мин.

Партия запуска:

гдеN - годовой выпуск деталей, N = 9800;

Sn - число запусков в год (принимаем Sn = 12).

Имеем:

Тогда штучно-калькуляционное время:

Техническое нормирование токарной операции(020)

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени ТШ-К:

гдеТШТ - норма штучного времени;

ТП-З - норма подготовительно-заключительного времени;

n - размер партии запуска.

Штучное время:



гдеtО - основное время;

tВ - вспомогательное время;

tОБС - время на обслуживание рабочего места;

tЛП - время перерывов на отдых и личные потребности.

Нормирование токарной операции 020 с ЧПУ проводим согласно рекомендациям, приведенным в [2,10]. Основное время на операцию складывается из затрат времени на каждый технологический переход:

Основное время на каждый технологический переход определяем по известной формуле:

гдеL - длина обрабатываемой поверхности;

l - сумма длин врезания и перебега;

Имеем: :

Вспомогательное время:

гдеtВУ - время на установку и снятие заготовки; tВУ = 0,14 мин;

tМВ - время на вспомогательные ходы ; tМВ = 0,933 мин;

tкон - время на контроль ; tкон = 0,15мин;

Тогда tВ = 1,233 мин.

Оперативное время:

Время обслуживания рабочего места и время на личные потребности составляет 10 % от оперативного времени. Тогда:

Тобс+Tлп=10%Топ

Тобс+Tлп=0,115 мин

Норма подготовительно-заключительного времени при обработке на станке 1П756ДФ3 ТП-З = 30 мин.

Партия запуска:

гдеN - годовой выпуск деталей, N = 9800;

Sn - число запусков в год (принимаем Sn = 12).

Имеем:

Тогда штучно-калькуляционное время:

2.7 Разработка операционного технологического процесса

Операционные технологические процессы изготовления основной детали, а также маршрутные технологические процессы по изготовлению дополнительных деталей можно найти в комплекте документов.

Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется непрерывным совершенствованием технологии изготовления изделий. В свою очередь это требует научно-обоснованного подхода к анализу экономичности разрабатываемых технологических процессов механической обработки деталей и экономическому стимулированию их внедрения.

Целесообразность разработанного технологического процесса механической обработки заготовки определяется на основе сравнительной экономической эффективности двух вариантов: базового и проектного на примере сравнения отдельных технологических операций.

Приведем сведения о маршрутах обработки. Базовый технологический процесс состоит из 5-и операций:

Токарная

Токарная с ЧПУ

Токарная с ЧПУ

Фрезерная

Сверлильная

В проектном варианте технологического процесса последние две операции объединяются и производятся на станке СВМ1 Ф4, а также первую операцию переводим на станок с ЧПУ.

В соответствии с действующей методикой расчета экономической эффективности новой техники в машиностроении общим экономическим показателем эффективности является величина годовой экономии на приведенных Д Сп, определяемая из уравнения:

Д Сп=Сп1-Сп11, (2.25.)



где Сп1 и Сп11 - соответственно сумма годовых приведенных затрат базового и проектного вариантов, р.

Сумма годовых приведенных затрат по каждому варианту можно определить по формуле:

Сп=(Сi+En·Ki), (2.26)

где i - номер технологической операции в каждом варианте технологического процесса;

Ci - годовая технологическая себестоимость i-ой операции по вариантам, р;

EH - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, ЕН=0,15;

Кi - сумма годовых капитальных затрат на i-ой операции по вариантам, р.

Расчет ведем в соответствии вышеуказанной методике по специальной программе. Результаты расчёта приведены в приложении.

2.8 Описание и расчёт инструментных наладок

В данном дипломном проекте спроектированы 3 инструметных наладки. Выбрана система координат, определены координаты точек движения режущего инструмента. В таблице на каждом листе представлены режимы резания и время обработки.

На первом листе графической части дипломного проекта представлена инструментная наладка токарной обработки основной детали(стойки) на токарном станке с ЧПУ 1П756ДФ3(операция №015).

На данной операции обработка ведётся пятью инструментами(проходным, проходным и резьбовым резцами).

Материал режущей части Т5К10.

На втором листе представлена наладка этой же детали на токарном станке с ЧПУ 1П756ДФ3(операция №020).

На данной операции обработка ведётся тремя инструментами(проходным, проходным, канавочным и резьбовым резцами).

Материал режущей части Т5К10.

На третьем листе представлена инструментная наладка фрезерной операции на станке СВМ1 Ф4(операция №025).

На данной операции обработка ведётся тремя инструментами(дисковой фрезой и центровочным и спиральным свёрлами).



3. Конструкторский раздел

3.1 Проектирование станочного и контрольного приспособлений

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

В общем, объеме средств технологического оснащения примерно 50% составляют станочные приспособления. Применение станочных приспособлений позволяет:

надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением ее жесткости в процессе обработки;

стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;

повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;

расширить технологические возможности технологического оборудования.

В данной работе проектируется приспособление для фрезерной операции отверстий на станке СВМ-1 Ф4. Чертёж приспособления выполнен на формате А1.

3.1.1 Расчёт фрезерного приспособления

Сила зажима должна обеспечить надежное закрепление заготовки в приспособлении и нe допускать сдвига, поворота или вибрации заготовки при обработке.

На деталь действует сила резания от фрезы Рz и крутящий момент, возникающая при сверлении. Необходимо определить силу зажима детали в приспособлении. Схемы действия сил представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1.

Составим уравнения равновесия сил и моментов:

Относительно точки F:

,тогда осевая сила будет равна

где , , .

Q=21903,907 Н.

Относительно точки U:

,отсюда осевая сила равна



где ,

Q=2,594 Н

Очевидно, что наиболее сильная осевая сила при фрезеровании. Значит, расчёты по диаметру болта ведём для осевой силы Q=21903,907H.

Определим внутренний диаметр резьбы болта:

(3.1.)

где - допускаемое напряжение болта,

Выбираем из справочника( 11):

- наружный диаметр резьбы болта

-средний диаметр резьбы болта

Для достижения необходимой осевой силы Q с помощью затягивающей гайки необходимый момент составит:

(3.2.)

где , - угол наклона резьбы

- коэффициент трения на торце гайки

- наружный диаметр шайбы

- диаметр отверстия для установки болта



3.1.2 Расчет контрольного приспособления на точность

Это приспособление служит для контроля соосности детали стойка и сопрягаемой с ней деталью крышка.

Суммарная погрешность контрольного приспособления может быть рассчитана по формуле:

Д (3.3)

гдеу - систематическая составляющая пограничностей изготовления установленных элементов приспособления;

р - систематическая составляющая погрешностей передаточных устройств;

э - систематическая составляющая погрешностей изготовления эталона;

ЕБ - погрешность базирования детали в контрольном приспособлении;

Ез - погрешность закрепления детали в приспособлении;

ЕП - случайная составляющая погрешностей передаточных устройств;

Еэ - случайная составляющая погрешностей изготовления эталона;

Ем - погрешности метода измерения, вызываемые погрешностями измерительных (отсчетных) устройств, колебаниями температуры и др.

Систематические погрешности у, р, э учитываем при настройке контрольного приспособления, следовательно их из расчета исключаем

Еб=1/2 Т Ш67 + Тбиен=0,01+0,1=0,11

Ез=0; Еп=0;

Еэ=0,016; Ем=0,01

Рассчитываем суммарную погрешность:



3.1.3 Расчёт токарного приспособления

Заготовка с диаметром базы 108 закреплена в самоцентрирующем зажимном приспособлении. На неё действуют радиальные силы, число которых n , и крутящий момент. Произведём расчёт данного приспособления.
Найдём силу зажима, действующую на зотовку:

(3.4.)

где Dз= 108; f- коэффициент трения, f = 0,25; n = 1.

Мк выбираем из режимов резания; Мкр = 7685,24 Н/м

Тогда получаем:

Рз = 284,64 Н

Исходя из схемы, приведённой на рис3.2., мы можем вычислить силу Q необходимую для трёхкулачкого патрона.

Рис. 3.2.

Отсюда видно, что сила Q будет равна

, тогда (3.5.)

, получаем Q = 31 Н

Исходя из полученных данных, выбираем пневмоцилиндр, который устанавливаем на патрон.

3.2 Проектирование средств автоматизации производственного процесса “Компоновка РТК”

На операции 15 технологического процесса штучное время составляет Тшт.=2,712 мин.

Так как t0=1,08 мин

tв=1,18 мин

тип производства - среднесерийный, то необходима автоматизация данной токарной операции. В качестве способа автоматизации выбираем роботизацию.

Роботизация - это автоматизация механообрабатывающего производства на основе использования промышленных роботов. Основными этапами роботизации являются: выбор объекта роботизации, формирование системы задач и требований к проектированию РТК, внедрение и эксплуатация РТК. Основными источниками экономической эффективности ПР и РТК являются: повышение производительности оборудования или повышение производительности труда в результате замены ручного труда при загрузке деталей, транспортировании деталей и выполнении основных технологических операций.

3.2.1 Компоновка РТК

Компоновка РТК механической обработки показана на графическом листе 8 дипломной работы.

Данный комплекс предназначен для токарной обработки деталей до 40 кг в условиях серийного производства. Роботизированный комплекс состоит из токарного станка с ЧПУ 1П756ДФ3, ПР портального типа мод. МА80Ц25.09, магазин-накопитель, склад-стелаж для технологической оснастки , систему ЧПУ ПР. Управление роботом осуществляется устройством модели МС-2101. Данное устройство предусматривает возможность работы в режиме диалога «станок-робот». Устройство построено по принципу синхронного микропрограммного автомата с конечным числом состояний и жестким циклом управления.

Техническая характеристика ПР МА80Ц25.09:

грузоподъемность - 40 кг;

число степеней подвижности - 5;

СУ - цикловая;

привод - гидравлический;

- наибольшие линейные перемещения, мм:

по оси X( при скорости 0,8 м/с) -1080

по оси r( при скорости 0,4 м/с) -500

- наибольшие угловые перемещения, град:

(при скорости 1,53рад/с=90град/с) -100

(при скорости 0,76рад/с=45град/с) -90

(при скорости 1,53рад/с=90град/с) -90

Помимо перечисленного оборудования в состав РТК входят магазин-накопитель заготовок и деталей со специальной тарой, оснащенных специальной технологической оснасткой, для укладки и ориентации заготовок с возможностью захватывания ПР.

3.2.2 Захватное устройство

Захватное устройство ПР предназначено для базирования и удержания объекта в определенном положении при манипулировании. На листе графической части 9 показана конструкция двух позиционного захватного устройства для деталей типа стойка. За счет профилирования губок схвата достигается высокая стабильность установки (0,05...0,07 мин).

Схваты роботов осуществляют функции: удерживают объект манипулирования во время его транспортирования; базируют положения объекта манипулирования относительно манипулятора. Схваты удерживают объект манипулирования с помощью сил трения, возникающих при кинематическом воздействии его элементов на объект манипулирования, фиксации объекта манипулирования по имеющимся на нем выступам, отверстиям, штифтам, позам и другим поверхностям, которые могут быть использованы в качестве баз, а также электромагнитных сил и вакуума.

При выборе типа схвата необходимо учитывать множество факторов, основными из которых являются свойства объекта манипулирования, масса, форма и ее изменения в процессе обработки на технологическом оборудовании, требования к времени захвата и точности удерживания, свойства захватываемой поверхности.

Исходные данные: масса объекта манипулирования 17 кг; Расчет сил, действующих в местах контакта ЗУ с объектом манипулирования, ведем согласно указаниям. Составляем расчетную схему (рисунок 1). Тогда силы N1 и N2 определяются следующим образом:

, (3.6.)

Где Rn - сила реакции на п-ю губку захвата;

Rn = mg = 22,38* 9.8 =219,32 H

j- угол между проекцией силы Rn на плоскость и силой Ni,

= 55 °;

- коэффициент трения губки захвата с заготовкой;

= 0,15.

Имеем из уравнения (10.1):



Сила трения

Fт=Fт1=Fт2=,

где - коэффициент трения,

Fт=0,15*153,54=23Н.

Рис. 3.3. Расчетная схема для определения сил

Усилие удержания заготовки F, Н:



.

В качестве привода ведущего звена используем гидроцилиндр

Такой привод имеет следующие преимущества:

простота управления;

невысокая стоимость;

надежность;

отсутствие источников загрязнения;

пожаро- и взрывобезопасность.

Недостатками пневматических приводов является: необходимость устройств подготовки сжатого воздуха, невысокая статистическая жесткость.

Определим диаметр поршня привода схвата из соотношения

, мм

где Р- усилие привода схвата,

- давление энергоносителя, для пневмопривода 0,4мПа;

- КПД привода, =0,85…0,95;

- КПД схвата, =0,94.

мм

Диаметр поршня привода принимаем 1700 мм.

3.2.3 Расчет производительности

Для расчета производительности необходимо показать алгоритм работы роботизированного комплекса, который приведён в таблице 3.1.



Таблица 3.1

Команда	Действия	Расчет Т, с
Исходное положение: Рука ПР во втянутом положении находится перед рабочей зоной станка, , захватное устройство (ЗУ) разжато.
1 Останов станка, открытие ограждения.	Снятие детали со станка.	4
2 Выдвижение руки робота на линию центров		2
3 Зажим ЗУ		1
4 Разжим кулачков патрона.		1
5 Сдвиг каретки вправо (вывод детали из патрона)		100-1
6 Задвижение руки робота.		2
7 Перемещение каретки ПР к магазину накопителю(в отсек с готовыми деталями)		10
8 Выдвижение руки робота		2
9 Разжим ЗУ		1
10 Втягивание руки на 1500 мм		2
11 Перемещение каретки ПР к магазину накопителю(в отсек с заготовками)		2
12 Выдвижение руки робота		2
13 Зажим ЗУ(захват заготовки)	Снятие детали и установка новой заготовки	1
14 Задвижение руки робота		2
15 Сдвиг каретки вправо(к шпинделю станка)		10
		2
16 Выдвижение руки робота на линию центров		2
18 Сдвиг каретки влево(ввод заготовки)		1
19 Разжим ЗУ		1
20 Задвижение руки робота		2
21 Зажим кулачков патрона	Работа станка	1
22 Закрытие ограждения		4
23 Пуск станка

Для определения длительности цикла работы комплекса с учетом перекрытия (совмещения) времени выполнения отдельных приемов и действий необходимо построение циклограммы работы РТК.

Циклограмму отроим в масштабе 1с = 1 мм в соответствии с разработанным алгоритмом работы. Циклограмма представлена на 8 листе графической части.

Определяем длительность цикла работы Тц = 57+143=200с=3,35мин.

По циклограмме определим время простоев оборудования:

Простой станка Тпр1 = 57с =0,95мин.

Простой ПР Тпр = 200-57=143с=2,4мин.

Производительностью РТК называется количество обрабатываемого продукта в единицу времени. Зная период рабочего цикла определяем цикловую производительность РТК. Методика расчета представлена в /5/.

Расчет номинальной сменной производительности:

Qц=480/3,35 =143,28 шт (3.7)

Принимаем Qц= 143 шт.

Рассчитаем фактическую сменную производительность:

Qф= Qц шт

где - коэффициенты потерь

- коэффициент, учитывающий простои по техническим причинам;

- коэффициент, учитывающий потери времени на переналадку оборудования;

- коэффициент потерь по организационным причинам.

Принимаем Qф=101 шт

Сравним полученный результат с требуемой производительностью, для чего предварительно определим такт выпуска по формуле:

,

где - суммарный объем выпуска по всей номенклатуре деталей, закрепленных за РТК , N=85400 шт.

Fд- эффективный годовой фонд времени работы оборудования,

Fд =3470 ч- для двухсменного работы РТК

Fд =5120 ч- для трехсменного работы РТК

Тогда для двухсменного режима работы РТК

,

для трехсменного работы РТК

Тогда требуемая производительность

Qц=

Qсм2=480/2,43=197,3 шт. Принимаем Qсм2=197 шт.

Qсм3=480/3,59=133,7шт. Принимаем Qсм3=138 шт.

Емкость накопителя: Е0,5 Q см, где

- сменная производительность деталей (изделий) в смену.

Поскольку , где

- продолжительность рабочей смены;

- длительность (время) цикла, мин;

Окончательно получаем шт.

Принимаем ёмкость магазина накопителя .

Получено повышение производительности.

Таким образом, обработка детали в РТК производительнее, чем обычная обработка, Это в свою очередь означает, что автоматизация данного технологического процесса целесообразна.

4. Исследовательский раздел

4.1 Анализ методов получения заготовок литьём

Литейное производство занимает ведущее положение в производстве заготовок деталей для всех отраслей современного машиностроения. При изготовлении машин на отливки приходится в среднем более 20% их себестоимости и трудоемкости. Такое его значение объясняется целым рядом серьезных преимуществ перед другими способами получения заготовок, среди которых первым следует назвать возможность изготовления отливок практически любой конструктивной сложности; вторым -- возможность получения заготовок-- отливок с минимальным объемом механической обработки, требуемой для получения готовой детали, и третьим, вытекающим из двух первых -- обеспечение наиболее высокого коэффициента использования металла (КИМ) при изготовлении деталей машин.

Отливки изготавливаются из самых различных литейных сплавов. При этом, однако, эти сплавы должны удовлетворять определенным требованиям в отношении необходимого уровня их литейных свойств.

В нашей промышленности существуют различные технологические процессы получения заготовок методом литья. Самым распространенным и универсальным является литье в разовые песчаные формы. Используется литье в разовые керамические формы, в постоянные металлические формы. Изготавливаются отливки методом литья под давлением, центробежным способом и др. Все эти технологические процессы имеют определенные возможности и области применения.

4.2 Изготовление отливок в песчаных формах

Назначение литейной формы состоит в том, чтобы обеспечить необходимую конфигурацию и размеры отливок, заданную точность и качество поверхности, определенную скорость охлаждения залитого металла, способствующую формированию надлежащей структуры и качества отливки. Элементы песчаной литейной формы показаны на рис. 4.1. «Для изготовления песчаной формы необходимо иметь модельный комплект и другую литейную оснастку. Модельный комплект должен включать в себя всю оснастку для получения полости формы. Он состоит из модели отливки стержневого ящика, моделей элементов литниковой системы, прибыли и выпора. При необходимости модельный комплект должен включать также шаблоны для контроля размеров и конфигурации формы.

Модель служит для получения отпечатка в форме 1 (рис. 4.1), стержневой ящик -- для изготовления стержня 8, который устанавливается в форму с целью создания полости в отливке. Кроме того, в литейной форме имеются литниковая воронка 10, стояк 11, зумпф 13, шлакоуловитель 12 и питатели 14, 15, представляющие в совокупности литниковую систему. Литниковая система нужна для подвода жидкого металла из заливочного ковша к полости формы /. Зумпф предохраняет нижнюю полуформу от размыва и попадания продуктов ее размыва в полость формы и в отливку. Шлакоуловитель необходим для предотвращения попадания шлака и других частиц в полость формы.

Прибылью 7 называют технологический прилив, предотвращающий образование усадочных раковин и пор в теле отливки. Через выпор 5 выходят воздух и газы, которые образуются в полости формы во время ее заливки расплавленным металлом. Газы возникают и в порах формовочной и стержневой смесей. Если их не удалять, то они могут попасть в отливку, образуя газовые раковины. Поэтому для лучшего удаления газов в верхней и нижней полуформах, а также в стержнях устраивают вентиляционные каналы 6, способствующие выходу газов.

Уплотнение формовочной смеси 2 в нижних и верхних полуформах, как правило, выполняют в опоках 3, 4, представляющих собой открытые с противоположных сторон металлические ящики. После изготовления полуформ низа и верха и стержней производят сборку форм и их заливку жидким металлом.

После затвердевания и охлаждения отливок до требуемой температуры их извлекают из формы путем разрушения последней на выбивных решетках.

Далее отливки "подвергают обрубке (отделению литниковой системы, прибылей, заусенцев и других) и очистке, затем, если необходимо -- термообработке. Перед сдачей в механический цех все отливки проходят необходимый контроль. В некоторых случаях литейные дефекты могут быть устранены путем заварки, пропитки специальными составами или другими способами.

Рис 4.1. Устройство литейной формы.

Материалы, из которых изготовляют песчаные формы, называют формовочными. Основные требования, предъявляемые к формовочным материалам: огнеупорность, низкая стоимость, недефицитность, нетоксичность, долговечность. Различают исходные материалы, формовочные смеси для изготовления форм, стержневые смеси для изготовления стержней, отработанные смеси и материалы для окраски и отделки форм и стержней.

Исходными являются материалы, из которых приготовляют формовочные и стержневые смеси, а также материалы для окончательной отделки форм и стержней.

Формовочные и стержневые смеси представляют собой предварительно подготовленные, взятые в определенной пропорции, равномерно перемешанные между собой исходные материалы.

Материалами для окончательной отделки форм и стержней служат огнеупорные литейные краски, замазки, клеи и другие, часто называемые вспомогательными.

Ручная формовка

Применяется при единичном производстве отливок (ремонтное литье, уникальные единичные отливки). Например, необходимо изготовить отливку, эскизкоторой представлен на рис.4.2, а. Модель изготавливают обычно из дерева, наиболее дешевого легко обрабатываемого материала. Размеры модели должны быть больше размеров отливки на величину литейной усадки металла и припуска на механическую обработку (если таковая предусмотрена).

В рассматриваемом случае наиболее простой является формовка по цельной, неразъемной модели. Модельные плиты могут быть деревянными или легкими металлическими. Модель / устанавливается на модельную плиту 2, где помещают опоку 3 (рис. 4.2., б). Поверхность модели и плиты посыпают разделительным составом (сухим песком) для уменьшения прилипания смеси к оснастке. Затем на модель насыпают формовочную смесь, уплотняя ее трамбовкой (ручной или пневматической). Уплотнение повышает проч ность формовочной смеси. После уплотнения смеси счищают ее излишки, опоку вместе со смесью и моделью снимают с модельной плиты, одновременно поворачивая полуформу на 180°, в нескольких местах ее прокалывают стальной проволокой с заостренным концом (душником) для создания вентиляционных каналов. На перевернутую опоку устанавливают вторую опоку 4 таких же размеров в свету, модели стояка с воронкой 5 и выпора 6 (рис. 4.2.,в), после чего в опоку насыпают формовочную смесь и уплотняют ее. По расположению при заливке формы металлом эта опока называется опокой верха. В верхней полуформе душником накалывают вентиляционные каналы 7. Далее из формы удаляют модели отливки, стояка и выпора. Для этого после извлечения моделей стояка и выпора снимают верхнюю полуформу, одновременно поворачивая ее на 180°. Модель, находящуюся в нижней полуформе, осторожно расталкивая, извлекают. От отпечатка модели стояка в нижней полуформе вручную прорезают канал, через который во время заливки жидкий металл пойдет от стояка в полость формы. Подобный канал прорезают и к выпору. Устраняют возможные дефекты формы, возникшие при извлечении моделей и других операциях, обдувают обе полуформы сухим сжатым воздухом для удаления возможного засора и производят сборку формы. Готовая форма показана на рис. 4.2., г.

Для получения более высокого качества поверхности отливок используют два вида формовочной смеси: облицовочную и наполнительную. Облицовочной смесью формируют слой формы толщиной 10--50 мм, с которым непосредственно соприкасается жидкий металл во время его заливки и последующего охлаждения. Для уменьшения физико-химического взаимодействия между металлом и материалом формы в состав облицовочной смеси вводят более огнеупорные материалы.



Рис. 4.2. Эскиз отливки (а); технологических операций формовки (б, в) и собранной формы (г).

Машинная формовка применяется для повышения производительности труда и точности отливок. Существует большое разнообразие формовочных машин, упрощенная классификация которых приведена в табл. 4.1. На заводах массового производства (автомобильных, тракторных и др.) действуют автоматизированные формовочные линии. На рис. 4.3 приведены схемы некоторых формовочных машин.



Таблица 4.1.

Рис 4.3. Схемы уплотнения формовочных смесей.

При уплотнении на встряхивающих формовочных машинах (рис. 4.3., а) модельная плита / с моделью 2, опокой 3 и наполнительной рамкой 4 устанавливаются на стол формовочной машины 5. Из бункера сверху в опоку насыпают смесь. Под поршень 6 подается воздух под давлением (5... 6) -105 Па, поднимающий стол до тех пор, пока не откроется выпускное отверстие 7, через которое воздух из-под поршня уходит в атмосферу. Стол при этом резко опускается вниз, ударяясь о цилиндр 8. Смесь уплотняется за счет движения по инерции вниз. Так повторяется несколько десятков раз. Смесь хорошо уплотняется у модели, верхние же ее слои остаются недоуплотненными. Доуплот-нение осуществляют вручную или допрессовкой на той же машине. Прессование полуформ может быть верхним и нижним. При верхнем прессовании сначала уплотняются слои формовочной смеси, расположенные в верхней наполнительной рамке (рис 4.3., б).

При нижнем прессовании: (рис. 4.3, в) сначала уплотняются слои смеси, находящиеся на модельной плите и самой модели. Для достижения большей равномерности уплотнения формовочной смеси по высоте опоки прессовая колодка иногда делается профильной, повторяя профиль модели. Прессовые формовочные машины производят до 120 полуформ в час с наибольшими размерами опок в свету 760 X 680 X 1 Ю мм.

Разновидностью верхнего прессования является уплотнение формовочной смеси так называемой многоплунжерной прессовой головкой (рис. 4.3., г), состоящей из нескольких десятков независимых друг от друга плунжеров /, работающих под давлением масла или воздуха. Такое прессование обеспечивает наибольшую равномерность уплотнения по всему объему опоки.

При пескодувно-прессовом уплотнении (рис. 4.3.,д) весь процесс осуществляется в два этапа. Сначала в полость /, заключенную между вертикально расположенными модельными плитами 2 и 3, формовочная смесь 4 подается пескодувным методом с помощью воздушного давления, предварительно уплотняясь. Затем модельная плита 3 подается поршнем влево, прессуя смесь. По окончании прессования плита 2 сначала отходит влево, затем разворачивается вверх, занимая положение, показанное штрихпунктиром на рисунке. Ком смеси модельной плитой 3 подается влево до упора в предыдущий ком 5, плотно прилегая к ранее изготовленным формам, после чего все формы передвигаются влево к заливочной установке. Весь процесс от уплотнения смеси до заливки металлом автоматизирован. Производительность автоматизированной формовочной линии составляет 360 форм в час и более (при наличии стержней -- 300 форм в час). Существует также процесс вакуумно-прессового уплотнения форм.