- •Содержание
- •1. Пояснительная записка
- •2. Содержание разделов курса
- •3. Опорный конспект лекций
- •3.1. Термическая обработка стали
- •Характеристика превращений переохлажденного аустенита
- •Характеристики структур
- •Критический диаметр прокаливаемости улучшаемых сталей
- •3.2. Химико-термическая обработка стали
- •Химический состав некоторых сталей, %, для цементации
- •3.3. Термическая обработка чугунов
- •Механические свойства вчшг после термической обработки
- •3.4. Термическая обработка алюминиевых сплавов
- •3.5. Термическая обработка титановых сплавов
- •Химический состав некоторых титановых сплавов
- •3.6. Термомеханическая обработка
- •3.7. Механикотермическая обработка
- •3.8. Лазерное термоупрочнение
- •Способы поверхностного упрочнения деталей машин
- •3.9. Электроимпульсные технологии обработки материалов
- •Электроимпульсные процессы
- •Параметры сэто инструментальных сталей
- •3.10. Технологии обработки неметаллических материалов Технология изготовления и тепловая обработка деталей из конструкционных пластмасс
- •Технология изготовления изделий из термопластов
- •Режимы формования термопластов
- •Технология изготовления термореактивных полимеров из прессовочных масс
- •Время подогрева таблеток в термошкафу при температуре 130…150 0с
- •Режимы формования прессовочных масс
- •Технология производства и тепловая обработка изделий из силикатного стекла
- •Пример состава шихты для получения листового полированного стекла флоат-способом
- •Получение стеклокристаллических материалов и изделий
- •Изготовление и тепловая обработка технической керамики
- •Технология изготовления изделий из углеродных и графитовых материалов
- •3.11. Технические расчеты при термической обработке
- •Примеры технических расчетов
- •Примеры расчетов технологического оборудования
- •Средняя производительность печей и печей-ванн
- •Средние нормы удельной производительности электрических и плазменных печей
- •Ориентировочные нормы удельного расхода вспомогательных материалов
- •Ориентировочные нормы удельных расходов энергоносителей
- •Нормы расхода вспомогательных технологических материалов для термической обработки изделий
- •Загрузочная ведомость
- •Сводная ведомость состава оборудования проектируемого цеха
- •Сводная ведомость потребного количества и стоимости различных видов технологической энергии
- •3.12. Планировка участков термической обработки Термическая обработка поковок автомобиля
- •Планировки производства листового полированного и закаленного стекла Производство полированного стекла
- •Производство автомобильного закаленного гнутого листового стекла
- •4. Описание практических занятий
- •5. Практические занятия и примеры выполнения
- •6. Варианты для практических занятий
- •7. Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Глоссарий
- •Библиографический список
Примеры технических расчетов
Пример 1. Рассчитать задолженность камерной печи (потребное время работы) для закалки режущего инструмента. Годовая программа составляет Q=2800 шт. или 16800 кг. Количество изделий в садке по технологической карте nс=8 шт. или масса садки составляет 48 кг. Количество садок (М) в годовой программе будет М=Q/nс=2800:8 или 16800:48 = 3500 садок.
Нормированное время на обработку одной садки принято равным Тс=60 мин, тогда нормированное время на годовой объем производства по данному наименованию изделий составит = 3500 часов.
Следовательно, потребное время работы (Пз) оборудования камерной печи для закалки инструмента на выполнение годовой программы составит 3500 пече-часов.
Полученные данные заносятся в загрузочную ведомость.
При расчете задолженности оборудования по удельной (цеховой) производительности необходимо знать производительность печи. Для камерной печи марки СНЗ.3,06,52,0/10 (Н-15) производительность составляет Р=50 кг/ч. Тогда потребное время (П3) работы камерной печи для закалки инструмента на выполнение годовой продукции П3 = Q/Р = 16800/50 = 3360 пече-часов.
Пример 2. Рассчитать количество - камерных печей СР3.3,06,52,0/10 (Н-15) для закалки инструмента. Расчет производится исходя из потребного времени работы и действительного годового фонда времени оборудования:
Nр = П3/Ф.
Подсчет действительного годового фонда времени работы оборудования ведется по формуле
Фд= [(365-А-В) а m Кр пече-часов,
где 365 - календарный годовой фонд времени в днях;
А- количество выходных дней в году-52;
В- количество праздничных дней в году - 8;
а- количество часов работы в смену - 8;
m- количество смен - 1;
Кр– коэффициент потерь времени на ремонт, переналадку режимов и на разогрев печи (принимается в пределах 6…10 %, т.е. Кр= 0,94…0,90).
Фд= [(365-52-8)8∙10,94 = 2294 часа,
тогда Nр = П3/Ф = 3500/2294 = 1,52 шт.
Принимаем количество печей Nпр = 2 шт.
Определяем коэффициент загрузки печей: Кз=Nр/Nпр∙100=1,52/2,0 = 76 %.
Полученные данные заносятся в сводную ведомость состава оборудования.
Справочные данные представлены в таблицах.
Примеры расчетов технологического оборудования
Пример 1. Рассчитать необходимое количество технологических установок для лазерной закалки вала из стали ШХ15 (рис. 45) на твёрдость 58…60 HRC. Годовая программа выпуска 20000 шт. Режимы упрочнения: Р = 800 Вт, d = 4 мм, = 4 мм/с, дорожки накладываются по кольцу по всей длине вала, коэффициент перекрытия Кп = 1,5.
Рис. 45. Схема лазерного термоупрочнения (схема «кольцо») вала из стали ШХ15
Расчет времени на лазерную обработку и количества оборудования.
Длина окружности:
C = D = 3,14 ∙ 20 = 62,8 мм.
Количество лазерных дорожек (колец):
n = 135 / (2+4) = 22,5.
Общая длина лазерной дорожки:
L = Cn = 62,8 ∙ 22,5 = 1413 мм
Время обработки одной детали:
t = L / = 1413 / 4= 353,25 с.
Время на перемещение вала в процессе обработки, а также на установку и съём вала (определяется экспериментально):
tп-з =35,75 с.
Общее время обработки одной детали:
tобщ = t + tп-з = 353,25 + 35,75 = 389 с.
Часовая производительность оборудования:
Р = 3600 / tобщ = 3600 / 389 = 9,25 шт./ч
Задолженность оборудования:
Пз = Q / P = 20000 / 9,25 = 2162,16 часа.
Расчетное количество лазерных установок:
Np = П3 / Фд = 2162,16 /3369,4 = 0,64
Принимаем количество лазерных установок Nпр = 1.
Коэффициент загрузки оборудования:
К3 = Np /Nпр = 0,64 / 1 = 0,64 или 64%.
Коэффициент загрузки оборудования показывает, что лазерную установку как высокопроизводительное и универсальное оборудование после выполнения годовой программы можно использовать и для других операций.
Пример 2.Рассчитать необходимое количество технологических установок для лазерной закалки вала из стали ШХ15 (рис. 46) на твёрдость 58…60 HRC. Годовая программа выпуска 20000 шт. Режимы упрочнения: Р = 800 Вт, d = 4 мм, дорожки накладываются спирально по всей длине вала, скорость вращения вала = 6 об/с, линейная скорость перемещения вала = 5 мм/с.
Рис. 46. Схема лазерного термоупрочнения (схема «спираль») вала из стали ШХ15
Расчет времени на лазерную обработку и количество оборудования.
Длину спирали Lсп рассчитывают по формуле Овсянкина:
.
Время обработки одной детали:
t = Lсп / = 1625,63 / 5 = 325,12 с.
Время на установку и съём вала (определяется экспериментально):
t п-з =20 с.
Общее время обработки одной детали:
tобщ = t + tп-з = 326 + 20 = 346 с.
Часовая производительность оборудования:
Р = 3600 / tобщ = 3600 / 346 = 10,4 шт./ч.
Задолженность оборудования:
П3 = Q / P =20000 /10,4 = 1923,08 ч.
Расчетное количество лазерных установок:
Np = П3 / Фд = 1923,08/ 3369,4 = 0,57.
Принимаем количество лазерных установок Np = 1.
Коэффициент загрузки оборудования:
К3 = Np /Nпр = 0,57 / 1 = 0,57 или 57%.
Коэффициент загрузки оборудования показывает, что лазерную установку как высокопроизводительное и универсальное оборудование после выполнения годовой программы можно использовать и для других операций.
Таблица 13