4.Оборудование, оснастка и средства механизации

4.1 Технологическое оборудование

К технологическому оборудованию относится оборудование, на котором непосредственно выполняются операции технологического процесса.

Согласно технологическому процессу изготовления фрезы грибковой необходимо произвести следующие операции на термическом участке: стыковка заготовки; отжиг заготовки; закалка и отпуск режущей части фрезы; закалка и отпуск хвостовика.

Для осуществления данных операций термообработки необходимо следующее технологическое оборудование: машина контактной стыковой сварки; тигель (электропечь для предварительного отжига); электропечь с выдвижным подом для отжига; электропечь-ванна типа СП-35 высокотемпературная; печь – ванна соляная; масляная закалочная ванна; бак водяной для удаления масла и соли кипячением; печь шахтная для отпуска.

Рассмотрим подробнее каждый вид оборудования.

Машина контактной стыковой сварки МСО – 201 УХЛ4 предназначена для стыковой сварки непрерывным оплавлением и оплавлением с предварительным подогревом деталей из низкоуглеродистой стали сечением 120…1400 мм², а также заготовок инструмента и заготовок строительных конструкций из низколегированной стали, включая арматуру железобетона II и III классов, диаметром до 32 мм включительно.

Машина предназначена для работы в следующих условиях: температура окружающеё среды от + 1◦ С до + 35◦ С, влажность окружающей среды до 80% при температуре 25◦ С, атмосферное давление от 84,0 кПа (630 мм рт. ст.) до 106,7 кПа (800 мм рт. ст.). Предусматривается эксплуатация машины в закрытых отапливаемых (охлаждаемых) и вентилируемых помещениях.

Степень защиты машины – IPOO; частей, находящихся под напряжением сети – IP2O по ГОСТ 14254.

Класс машины по способу защиты человека от поражения электрическим током – 01 по ГОСТ 12.2.007.0.

Уровень вибрации машины не должен превышать норм, установленных ГОСТ 12.1.012.

Общий уровень звука не превышает 80 дБА.

Таблица 4.1

Технические характеристики машины контактной стыковой сварки МСО – 201 УХЛ4.

Наименование параметра	Норма
Рекомендуемый диапазон сечений свариваемых деталей, мм² из низкоуглеродистой стали из низколегированной стали	120 – 1400 120 – 800
Номинальный диаметр свариваемых деталей из низкоуглеродистой стали, мм	35
Номинальное напряжение трехфазной питающей сети при частоте 50 Гц, В	380
Число фаз для подключения машины	2
Наибольшая потребляемая мощность при коротком замыкании, кВА	310
Наибольшая допустимая длительная мощность, кВА, не более	43
Мощность при ПВ=50%, кВА	61
Наибольший вторичный ток, кА, не менее	45
Номинальный длительный вторичный ток, кА, не менее	8
Сопротивление вторичного контура постоянному току, мкОм	58
Вторичное напряжение холостого ходя, В: наибольшее, не менее наименьшее, не более	6,7 3,4
Коэффициент мощности при коротком замыкании на номинальной ступени, не менее	0,5
Число ступеней регулирования вторичного напряжения сварочного трансформатора	8
Номинальная ступень	7
Номинальное усилие зажатия, даН, не менее	4000
Усилие осадки, даН: номинальное (при давлении сжатого воздуха 0,49 МПа) наибольшее (при давлении сжатого воздуха 0,62 МПа) наименьшее	2000 2500 500
Ход подвижной плиты, мм, не менее	25
Наибольшая скорость осадки, мм/с, не менее	40
Скорость оплавления, мм/с	0,5 – 5
Расход охлаждающей воды, м³/с	8,33х10-³
Наибольший расчетный расход воздуха при давлении 0,49 МПа в цилиндрах осадки и зажатия, м³/ч, не более	0,5
Длительная производительность при сварке стержней сечением 320 мм², сварок/ч, не менее	140
Длительная производительность при сварке стержней номинального диаметра сварок/ч, не менее	120
Наибольшая кратковременная производительность при сварке стержней номинального диаметра, сварок/ч, не менее	160
Масса, кг, не более	720

В приложении в курсовой работе имеется рисунок – общий вид машины с обозначением составных частей.

Электропечь с выдвижным подом ПВП 500/12,5 предназначена для отжига, нормализации, закалки деталей в температурном диапазоне от 800◦ С до 1200◦ С.

Таблица 4.2

Технические характеристики электропечи с выдвижным подом ПВП 500/12,5

Наименование параметра	Норма
Внешние размеры, мм длина-ширина-высота	3100-1460-1800
Размер рабочей камеры, мм длина-ширина-высота	1100-660-800
Максимальная температура, ◦ С	1250
Мощность, кВт	50
Вес, кг	1700
Среда в рабочем пространстве	воздух
Число зон регулирования температуры	1
Регулирование температуры	автоматическое
Параметры питающей сети напряжение, В частота, Гц количество фаз	380 50 3

Условия эксплуатации.

Окружающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать значительного количества токопроводящей пыли, водяных паров и агрессивных газов в концентрациях, оказывающих вредное воздействие на комплектующие элементы и материалы электропечи. Температура окружающей среды от + 5◦ С до + 35◦ С. Относительная влажность окружающей среды не более 80% при температуре 25◦ С.

Описание конструкции.

Каркас печи изготовлен из стальных профилей покрытых листами конструкционной стали и представляет собой сварную конструкцию усиленной жесткости и прочности. Конструкция покрашена грунтовочной и покрывной краской. Части, подвергающиеся воздействию повышенных температур, покрыты термоустойчивой краской.

Футеровка электропечи выполнена из современных легковесных огнеупорных и волокнистых теплоизоляционных материалов. Внутренний слой футеровки стен печи выполнен из огнеупорного легковесного кирпича, а на внешнем слое установлены маты из керамического волокна, которые обеспечивают дополнительную теплоизоляцию.

Дверь печи выполнена поворотной распашной. Дверь открывается вручную. Дверь печи оборудована предохранительным кольцевым выключателем, который расположен на лицевой панели печи и обеспечивает отключение электронагревателей при открывании двери.

Под печи выполняется на подвижной тележке, которая выдвигается из рабочей камеры печи по специальным направляющим (рельсам). Тележка помещена на колеса соответствующей грузоподъемности, оборудованные ребордой обеспечивающей устойчивое перемещение колес по направляющим. Колеса установлены на подшипники качения. Под печи выкатывается вручную. Корпус тележки изготовлен из стальных профилей покрытых листовым металлом. Металлоконструкции покрашены термостойкой краской. Футеровка пода производиться из огнеупорного шамотного кирпича и волокнистых теплоизоляционных материалов. По периметру пода предусмотрен песчаный затвор, для уменьшения тепловых потерь. Нагреватели на поду закрываются жаростойкой плитой из карбидакремния.

Нагревательные элементы. Нагрев печи и садки производится излучением и конвекцией от электронагревательных элементов расположенных вдоль боковых и задней стенок, на поду и двери. Нагрев садки производится с пяти сторон. Нагревательные элементы, спирального типа из сплава Суперфехраль подвешены на керамических трубках и выполнены в соответствии с действующими правилами по безопасности. Контроль и регулирование температуры в камере печи осуществляется автономно, от температурного датчика (термопары). В качестве датчика температуры используется термоэлектрический преобразователь температуры градуировки ТПП.

Система управления температурным режимом. Контроль и регулирование температуры в электропечи осуществляется электронным шкафом управления с цифровой индикацией температуры, который выполнен в виде отдельного шкафа и взаимодействует с термопарами, установленными в рабочей камере электропечи.

В приложении к курсовой работе имеется рисунок электропечи с выдвижным подом ПВП 500/12,5.

Электропечь-ванна типа СП-35 высокотемпературная предназначена для закалки быстрорежущей стали.

Технические характеристики:

Рабочая температура - 1300◦ С

Тип трансформатора - ТПТ-600

Мощность - 60,5 кВт

Напряжение высокой стороны - 380/220 В

Напряжение низкой стороны - 5,5-17,4 В

Число фаз - 3

Производительность печи - 30 кг/час

Рабочие размеры:

Глубина ванны - 580

Расстояние между противоположными гранями - 220

В приложении к курсовой работе имеется рисунок электропечи-ванны типа СП-35.

Печь-ванна соляная

Технические характеристики:

Температура нагрева изделий - 1050±5◦ С

Рабочая среда - 45% KCl, 55% NaCl

Мощность - 60 кВт

Количество фаз - 3

Напряжение питающей сети - 380 В

Рабочее напряжение трансформатора - 11,9 В

Количество трансформаторов - 1

Тип трансформатора - ТПТ-60 АО

Размеры рабочего пространства - 400х500х450 мм

Объем соли в ванне - 0,07 м³

Регулировка температуры - автоматически

Градуировка потенциометра и термопары - ХА

Масляная закалочная ванна

Таблица 4.3

Технические характеристики масляной закалочной ванны

Наименование параметра	Норма
Размер рабочей камеры, мм длина-ширина-высота	900-700-700
Масса садки, кг	50
Температура поддержания масла, ◦ С	40-60
Установленная мощность, кВт	11
Среда в рабочем пространстве	масло
Температурный датчик	Термосопротивление
Регулирование температуры	автоматическое
Параметры питающей сети напряжение, В частота, Гц количество фаз	380 50 3

Условия эксплуатации.

Окружающая среда должна быть пожаровзрывобезопасной, не содержать значительного количества токопроводящей пыли, водяных паров и агрессивных газов в концентрациях, оказывающих вредное воздействие на комплектующие элементы и материалы. Температура окружающей среды от +5◦ С до +35◦ С. Относительная влажность окружающей среды не более 80%. Помещение, где установлена ванна, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

Описание конструкции.

Каркас ванны закалочной представляет собой герметично сваренную из листовой и профильной стали емкость, внутри которой установлены узел подогрева и перемешивания масла. Конструкция покрашена грунтовочной и покрывной краской.

Узел подогрева снабжен трубчатыми электронагревателями (ТЭН) и обеспечивает нагрев масла до требуемой температуры. Система подогрева обеспечивает постоянство температуры закалочного масла независимо от такта работы и температуры окружающей среды.

Система охлаждения включается автоматически при достижении температуры, выставленной на терморегуляторе. Охлаждение масла осуществляется в теплообменнике проточной водой.

В системах перемешивания и охлаждения масла предусмотрена запорная арматура, необходимая для обеспечения гибкого регулирования процессов при различных массах обрабатываемых изделий.

Ванна оборудована краном для аварийного слива масла.

Высокоэффективное перемешивание закалочной жидкости осуществляется специальной мешалкой. Скорость потока подбирается с целью ламинарного омывания поверхности деталей и «сбивания паровой рубашки», образующейся в процессе закалки. Для регулирования скорости вращения лопастей мешалки, её двигатель оснащен частотным регулятором скорости.

Печь шахтная ПШО 7.10/7 предназначена для отпуска, снятия напряжений, отжига металлов и других видов термообработки при температуре до 700◦ С в условиях воздушной атмосферы.

Таблица 4.4

Технические характеристики печи шахтной ПШО 7.10/7

Наименование параметра	Норма
Размер рабочей камеры, мм диаметр-высота	700х1000
Максимальная температура, ◦ С	700
Мощность, кВт	30
Вес, кг	1700
Среда в рабочем пространстве	воздух
Число зон регулирования температуры	1
Регулирование температуры	автоматическое
Параметры питающей сети напряжение, В частота, Гц количество фаз	380 50 3

Условия эксплуатации.

Окружающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать значительного количества токопроводящей пыли, водяных паров и агрессивных газов в концентрациях, оказывающих вредное воздействие на комплектующие элементы и материалы электропечи. Температура окружающей среды от +5◦ С до +35◦ С. Относительная влажность окружающей среды не более 80%.

Описание конструкции.

Каркас печи изготовлен из стальных профилей покрытых листами конструкционной стали и представляет собой сварную конструкцию усиленной жесткости и прочности. Конструкция покрашена грунтовочной и покрывной краской. Части, подвергающиеся воздействию повышенных температур, покрыты термоустойчивой краской.

Футеровка электропечи выполнена из современных легковесных огнеупорных и волокнистых теплоизоляционных материалов.

Конструкция крышки печи выполнена из металлических профилей и обшита листами из конструкционной стали. Внутри конструкции уложен волокнистый теплоизоляционный наполнитель. Крышка печи поднимается и опускается вручную.

Электропечи данного типа оборудованы системой принудительной циркуляции печной атмосферы (состоящей из вентиляторов и экранов из нержавеющей стали), которая обеспечивает движение нагретого воздуха в рабочей камере через загрузку и равномерное распределение температуры по всему объему рабочей камеры (±5◦ С). Вентиляторы установлены в верхней части печи.

Нагрев печи и садки производится излучением и конвекцией от электронагревательных элементов расположенных вдоль боковых стенок печи. Нагрев садки производится равномерно со всех сторон, нагреватели на крышке не размещаются. Нагревательные элементы выполнены в соответствии с действующими правилами безопасности электротермических установок.

Контроль и регулирование температуры осуществляется от температурного датчика (термопары), расположенного в рабочей камере, что позволяет обеспечить высокую равномерность распределения температуры в рабочем пространстве. В качестве датчика температуры используется термоэлектрический преобразователь температуры градуировки ТХА.

Регулировка действительной температуры в печи относительно требуемой температуры осуществляется с помощью терморегуляторов. Управление температурным режимом производится за счет величины подаваемой на нагреватели мощности, которая в процессе нагрева может составлять от 0% до 100% от установленной мощности.

К приспособлениям, используемым при термической обработке, относятся:

поддоны, противни, корзины, ковши, клещи, крюки, елочки, этажерки.