Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
Разработка типового технологического процесса раскроя материалов и деталей на водоабоазивной установке используемой на ОАО ИАПО (дипломный проект)ID: 218264Дата закачки: 18 Мая 2021 Продавец: Abibok (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), Microsoft Word Описание: В дипломном проекте дано описание одного из новых прогрессивных методов обработки материалов резанием. Также были разработаны технологические процессы раскроя заготовок из алюминиевых и титановых сплавов, проведен анализ существующих методов раскроя, дана сравнительная характеристика фрезерного и водоабразивного метода, где показаны перспективы развития струйной обработки, а также дано описание проблем возникающих в процессе производства. Особый интерес представляет экспериментальная часть проекта. Для изучения качества поверхности были подготовлены образцы, обработанные с различными режимами резания на водоабразивной установке. В дипломном проекте также были затронуты, но недостаточно освещены следующие проблемы, возникшие непосредственно в процессе производства: использование более дешевых абразивных средств, но вместе с тем обеспечивающих необходимый уровень качества резки; а также проблема разрушения решетки (стола для установки плит), при раскрое заготовок толщиной более 10мм. Cодержание Аннотация__________________________ 4 Введение___________________________5 1 Анализ методов раскроя_____________ 7 1.1 Плазменная резка_______________ 7 1.2 Лазерная резка_________________ 8 1.3 Фрезерный раскрой___________________________ 9 1.4 Резка водоабразивной струей_______0 2 Теория метода резки водяной струей____13 3 Описание водоабразивной установки___ 17 3.1 Принцип действия__________________ 18 3.2 Устройство станка__________________ 18 3.2.1 Насос высокого давления___________18 3.2.2 Демпфер для погашения пульсаций____20 3.2.3 Режущая головка и дюза_________ 20 3.2.4 Абразивная дюза__________________ 22 3.2.5 Режущая головка и качество струи___ 22 3.2.6 Линейный уловитель_______________ 24 3.2.7 Шлам____________________________ 25 3.2.8 Рециркуляция абразивных средств_____26 4 Технология раскроя водоабразивной струей____ 4.1 Процесс обработки_____________________27 4.2 Технология врезания__________________28 4.2.1 Вертикальное положение режущей головки_ 29 4.2.2 Круговое движение_______29 4.2.3 Маятниковое движение____________ 30 4.2.4 Подрезание сверлом________________31 4.3 Технология резки____________________32 4.3.1 Разделение резкой_________________35 4.3.2 Влияние основных параметров на качество резки___________________37 4.3.3 Качество обрезного края______________38 4.3.4 Обработка контуров. Параметры__________40 4.3.5 Дефекты обработки угла____________41 4.3.6 Параметры на рабочий материал_________42 4.3.7 Качество абразивного материала__________42 5 Этапы разработки типовых технологических процессов раскроя материалов и деталей на водоабразивной установке WS4000__________45 5.1.1 Входной контроль____________________45 5.2.1 Нагрев для снятия остаточных напряжений__46 5.2.2 Отжиг__________________________47 5.3 Разработка программ________________48 5.3.1 Модуль DRAWIN_____________________48 5.3.2 Модуль NEST______________49 5.3.3 Модуль TECHNOLOGY_____________50 5.3.4 Модуль DATA____________________52 6 Расчет режимов резания для раскроя заготовок типа «Балка»___________________________56 7 Безопасность жизнедеятельности_____________57 7.1 Обзор источников опасности____________57 7.2 Анализ вредных производственных факторов___59 7.2.1 Освещенность производственных помещений_60 7.2.2 Оздоровление воздушной среды______61 7.2.3 Шум и виброизоляция________________ 65 7.3 Электробезопасность_____________66 7.4 Пожарная безопасность________________68 8 Технико- экономическое обоснование эффективности применения установки водоабразивной резки WS4000 фирмы «Trumpf»____________70 8.1 Дополнительные направления использования установки_______________71 Заключение_____________________________77 Приложения____________________________ 79 1. Технологический процесс «Раскрой алюминиевых плит»_______________ 80 2. Технологический процесс «Раскрой титановых плит»___________________89 3. Классификатор деталей раскраиваемых на установке WS4000 «Алюминиевый сплав»____101 4. Классификатор деталей раскраиваемых на установке WS4000 «Титановый сплав»___102 5. Сравнительная характеристика методов раскроя_ 6. Факторы влияющие на процесс резки водяной струей с абразивом____104 7. Система программного обеспечения____105 Список литературы___________________106 3 Описание водоабразивной установки WS4000 Водоабразивная установка WS4000 (рис.2) предназначена для раскроя заготовок из плит и листов с максимальными габаритными размерами 2х4м и толщиной до 100мм Установка WS4000 Рисунок. 2. Схема водоабразивной установки. 1.насос высокого давления 4.Водяная дюза 7.излелие/материал 2.линия высокого давления(водовод)5.Смесительная камера 8.стол для изделия 3.резцовая головка 6. Абразивная дюза 9.лучеуловитель 3.1 Принцип действия Насос высокого давления создает давление до 4000 бар, которое поступает по линии (водоводу) до резцовой головки. Линия высокого давления соединена с дюзой, в которой давление воды понижается. Образуется тонкая и очень сильная струя. Затем в смесительной камере к водяной струе подмешиваются абразивные частицы, и все это вместе фокусируется во второй дюзе (для абразива). Во время обработки изделие/материал лежит на столе. Водоабразивная струя проходит сквозь изделие/материал и выводит контур на изделии с помощью резцовой головки. Остаточная энергия струи абсорбируется под изделием в струеуловителе. Отработанная вода и отходы выводятся с рабочей зоны станка. 3.2 Устройство станка 3.2.1 Насос высокого давления. Насос высокого давления (рис.4) создает необходимое рабочее давление (до 4000 бар) и поставляет необходимое количество воды (до 3,3 л) в систему. Такой насос (на станках для резки водяной струей) работает, как правило, по принципу преобразования давления: насос в гидравлическом устройстве подает струю масла, которая необходима для привода преобразователя давления – макс 200 бар. Соотношение между гидравликой нижнего давления (масло) и гидравликой верхнего давления (вода) составляет 1:20 – это создает макс 4000 бар на стороне высокого давления. Когда поршень привода достигает своего конечного положения, радиальный поршневой насос меняет направление подачи: сторона А поглощает, сторона В – сжимает (или наоборот), при максимальной мощности частота подъема составит 60 двойных подъемов в минуту. Рисунок.4. Насос высокого давления 1.Водоснабжение 2. Гидравлическое устройство 3..Преобразователь давления 4. Фильтр нижнего давления 5. Фильтр верхнего давления 6. Демпфер 7.Управление А, В. обратные вентили 3.2.2 Демпфер для погашения пульсаций Колебания давления, которые возникают из-за осциллирующих движений поршня, поглощает демпфер. Колебания давления снижаются до 1%. Линия (водовод) высокого давления – по нему вода поступает до резцовой головки. Такая линия (водовод) должна отвечать двум основным требованиям: - стабильность, т.е. быть настолько надежной, чтобы выдержать давление до 4000 бар. - Подвижность, т.е. как единое целое быть настолько гибкой, чтобы линия (водовод) высокого давления могла следовать за любыми движениями резцовой головки. Фирма TRUMPF предоставляет линии (водоводы) высокого давления, изготовленные из аустенитовой стали, без шарниров. Водоводы такой формы мало поддаются износу, очень надежны 3.2.3 Режущая головка и дюза. Дюза для воды. (рис.5) Если резка выполняется только водяной струей, то резцовая головка состоит из трубки высокого давления, которая соединена с распылителем для воды. Распылитель для воды сделан просто: он состоит из сапфировых, рубиновых или алмазных пластинок – штейна - и металлического крепления форсунки. (рисунок.5) Рисунок 5. Дюза для воды 1. штейн дюзы 2.крепление дюзы 3. корпус дюзы Диаметр дюзы для воды (0,25-0,3мм) и рабочее давление насоса определяют расход воды. Мощность насоса при определенном рабочем давлении и определенной дюзе можно видеть на графике (рис. 6). Рисунок 6. График зависимости мощности насоса от диаметра дюзы и рабочего давления. 3.2.4 Абразивная дюза. Для резки водяной струей с абразивом дополнительно предусмотрена абразивная головка и смесительное отделение. В смесительной камере к водяной струе примешиваются абразивные частицы. Задача самого водного потока - ускорять движение абразивных частиц в процессе резки. Из-за высокой скорости водяного потока в абразивной головке создается вакуум. Распылитель для абразива установлен соосно с водной струей, имеет длину около 70 мм, диаметр от 0.8мм до 1.2мм Дюза - это изнашиваемая часть, т.к. в процессе работ она «шлифуется» абразивным веществом. Износ тем выше, чем длиннее дюза и чем больше абразивных частиц проходит через нее за единицу времени. Если же дюза будет очень короткой, тогда абразивные вещества не смогут получить достаточного ускорения. 3.2.5 Режущая головка и качество струи. От геометрии режущей головки (Рис. 7) и качества дюз для воды и для абразива зависят свойства водно-абразивной струи. • дюза для воды должна быть такой, чтобы получалась тонкая струя воды • геометрия резцовой головки должна быть такой, чтобы абразивные вещества подмешивались к водяной струе равномерно • струя должна проходить через дюзу точно по центру. • дюза для абразива должна быть достаточно длинной для того, чтобы абразивные вещества смогли получить достаточное ускорение и сфокусироваться. Если же дюза будет слишком длинной, то износ будет очень высоким . Оптимальный поток имеет очень большое усилие (силу) резки при экономичном использовании воды и абразива. Рисунок 7. Режущая головка. 3.2.6 Линейный уловитель. В процессе резки струя с высокой остаточной энергией выходит за нижнюю сторону изделия. По окончании процесса остаточная энергия струи должна быть абсорбирована. В простейшем случае это происходит в емкости для воды. На станке фирмы Trump установлен линейный уловитель – узкий, открытый сверху поддон, наполненный керамическими гранулами слоем 100мм, который служит для поглощения остаточной энергии. Уловитель (Рис. 8) соединяется с осью Х, и значит, он всегда находится под резцовой головкой. TRUMPF практикует это по следующим причинам: при установке емкости вода наполняет только линейный уловитель, поэтому используемое количество воды небольшое и общий вес станка незначительный изделие остается сравнительно сухим линейный уловитель постоянно промывается линейный уловитель способствует снижению шума к станине станка всегда есть подход с линейным уловителем проще содержать станок в порядке в процессе обработки вода нагревается. При наличии линейного уловителя материал/изделие нагревается местами, поэтому неточности сведены до минимума. колебания поверхности воды, которые появляются из-за высокой скорости водяной струи, не передаются на само изделие/материал вся отработанная вода, абразивные частицы постоянно вымываются из линейного уловителя и удаляются с рабочей зоны станка. Рисунок 8. Линейный уловитель 3.2.7 Шлам. После выполнения работы вода засоряется абразивными частицами, отходами и.т.п. Насос перекачивает воду в емкость, которая разделена на три части. Твердые частицы транспортируются затем в контейнер для отходов. Вода фильтруется. На таком станке можно резать практически любой материал, потому нельзя, в общем, сказать, как будут собираться отходы в каждом отдельном случае. Засорение происходит по следующим причинам: *абразивные частицы *истирание в линейном уловителе Вода, используемая при резке, содержит: * выпавшие в осадок частицы *растворившиеся частицы *металлы ( если обрабатывались металлы) Нужна ли будет последующая обработка отработанной воды, зависит от следующих факторов: • состав материала • требования закона Для последующей очистки воды на станке необходимо установить центрифугу и контейнер с фильтром. Воду, которая прошла последующее очищение, можно провести в канализацию. Оба приспособления ( см выше) можно очень быстро установить на станке. Как будут использованы отходы, зависит от местных законов. 3.2.8 Рециркуляция абразивных средств. На фирме TRUMPF разработана установка для рециркуляции абразивного материала, при помощи которой частицы абразива можно вновь использовать в процессе резки. Данные такой установки говорят за себя: Количество обработанного абразивного материала (за оборот) До 50 % ( обработанный абразивный материал можно рециркулировать) Режущая сила (усилие) обработанного абразивного материала До 98 %.Обработанный абразивный материал можно использовать в качестве нового абразивного материала Принцип. Мокрый шлам из станка поступает через фильтр в установку для рециркуляции. где частицы абразивного материала, которые можно использовать еще раз, отделяются от использованных частиц, пыли и большей частью от воды . Часть абразивного материала, которая будет использована вновь, -и только эта- просушивается и используется как ценный абразивный материал для дальнейшей резки Отработанная вода вместе с пылью и отходами снова поступает в станок и там вода опять отделяется от шлама, вода по круговороту опять поступает в станок, а шлам выводится с рабочей зоны станка. 4. Технология раскроя водоабразивной струей. 4.1 Процесс обработки. При резке водяной струей для обработки материала в качестве инструмента используется водяная струя. При этом речь идет как о чистой водяной струе, так и о водяной струе смешанной с абразивом. Резка чистой водяной струей Резка водяной струей с абразивом Принцип действия. Принцип действия. 1. Вода. 2. Генерация давления. 3. Сопло для подачи воды 1. Вода. 2. Генерация давления. 3. Сопло для подачи воды 4. Резервуар для абразива. 5. Абразивная головка. 6. Смесительная головка. 7. Абразивное сопло. мягкие, эластичные материалы; пищевые продукты; кожа и текстильные материалы. твердые, ломкие материалы; металлы, техническая керамика; композиционные материалы и ламинаты. 4.2 Технология врезания. Перед началом работы – собственно процессом резки, необходимо вначале сделать начальное отверстие. Если водная струя направлена на изделие/материал, то оно/он частично рефлектирует струю и таким образом ослабляет усилие резки и даже повреждает - при высоком давлении - дюзу для абразива. Поэтому разработаны несколько способов подрезания. 4.2.1 Вертикальное положение режущей головки. Примечание *Водно-абразивная струя включается при остановленной резцовой головке *изделие просверливается водно-абразивной струей насквозь. *в изделии возникает высокое динамическое давление *рефлектирующая струя забирает энергию у рабочей струи. Преимущества: *это самый быстрый метод при обработке мягких, однородных материалов (поделочные материалы) Недостатки: *подрезание при работе с твердыми и хрупкими материалами идет очень медленно *износ дюзы из-за рефлектирующей струи *динамическое давление может вызвать разрушение материала Применение *мягкие, однородные поделочные материалы. 4.2.2 Круговое движение режущей головки. Примечание. *Резцовая головка и водно-абразивная струя выполняют маленькие круговые движения. *В материале образуется воронкообразное отверстие. *Отраженная струя отклоняется в направлении, противоположном направлению перемещения, и и может улавливаться сенсорным кольцом вместе с отдельными частицами. *Незначительное динамическое давление в материале *Оптимальный радиус подрезания зависит от материала и толщины материала. Преимущества. *быстро. *чисто. Недостатки. • Начать контур трудно. • при маленьких контурах, например продольное отверстие, оптимальный радиус подрезания может быть слишком великим для продольного отверстия. Применение. *подрезание стандартное. 4.2.3 Маятниковое движение. Примечания: *Водяная струя с абразивом осуществляет возвратно- поступательное движение по прямой в направлении Х или по любому контуру. *Водяная струя с абразивом, совершая возвратно-поступательное движение, врезается в материал. *Незначительное динамическое давление в материале. Преимущества: *Контур можно начинать, не нарушая его *Подрезание узких контуров происходит без нарушения самого контура. Недостатки: *Разбрызгивание. Применение: *Врезание между двумя готовыми деталями. Рисунок 9. Виды врезания 4.2.4 Подрезание сверлом. При подрезании водно-абразивной струей внутри изделия/материала создается высокое динамическое давление, которое может повредить само изделие/материал, например, во время обработки ламинатов это может даже привести к деламинированию поверхности, поэтому начальную точку лучше просверливать. По этой причине на резцовой головке установлено приспособление для сверла (рис 10.) (предусмотрен как дополнительный) (рис. 7) Рисунок 10. Режущая головка с приспособлением для сверления 4.3 Технология резки. В процессе резки водяной струей с абразивом вода выполняет лишь функцию носителя. Резка осуществляется за счет определенного количества отдельных съемов материала, вызываемых ударением твердых частиц. Сфокусированная водяная струя с абразивом прорезает в заготовке узкую щель. Струя постепенно вводится в заготовку. Фаза 1. Во время резки водяная струя с абразивом с постоянной скоростью резки проводится по заготовке. В направлении, противоположном направлению резки, постепенно образуется изогнутая фронтальная поверхность (рис.11). Рисунок. 11 Образование фронтальной поверхности Фаза 2. Частицы твердых металлов из-за своей инерции уже не поспевают за струей. Это как бы расщепляет струю, поэтому локализуется процесс образования выемки. Выемка образуется только на небольшом отрезке. Так в процессе резки образуется ступень на изделии (рис.12). Рисунок. 12 Образование ступени. Фаза 3. Угол отклонения на поверхности ступени постоянно увеличивается. Под ступенью сносимый слой становится все меньше, таким образом ступень как бы "вдавливается" в заготовку до тех пор, пока ударяющиеся частицы больше не смогут производить съем материала (рис13.). Рисунок 13. Фаза 3. Фаза 4. Ступень относительно быстро «входит» в изделие, и несущиеся частицы не могут больше сносить слои на материале/изделии и делать выемку. Ступень сходит вниз, образуется сглаженный фронт резки (рис.14) Рисунок.14 Образование сглаженного фронта резки. Первоначальное состояние снова восстановлено. Описанный выше процесс повторяется с самого начала. В трехмерном изображении получаем следующую картину: (рис. 15) Рисунок 15. Схема резки. 4.3.1 Разделение резкой. - ширина разреза зависит от диаметра дюзы для абразива - вместе с износом дюзы для абразива увеличивается разрез Профиль разреза (рис. 16) *при высокой скорости резки легко получается V-образный профиль разреза *при низкой скорости резки профиль разреза - почти прямоугольный, при слишком низкой скорости получается А-образная форма: в нижней части материала/изделия из-за турбулентности образуется размыв. Рисунок 16. Профиль разреза С верхнего края разреза образуется легкое закругление углов (рис. 17). Чем дальше от поверхности обрабатываемого изделия будет расположена абразивная дюза, тем больше будет это закругление. Такой эффект можно использовать для закругления краев на изделии. Рисунок. 17 Обработка контура (Рис. 18) Поверхность, обработанная водно-абразивной струей, имеет характерную ребристость. Рисунок. 18 Схема обработки Струя искривлена против направления: на верхнем крае струя как бы уходит вперед от нижнего края. Обрабатывая контур на углах, необходимо выровнять, водоабразивную струю строго параллельно краю, иначе на нижней стороне изделия контур будет нарушен. 4.3.2 Влияние основных параметров на качество резки. а) Давление *глубина резки увеличивается вместе с увеличением давления. *качество обрезных кромок возрастает от увеличения давления. *с давлением увеличивается износ. Сильные колебания давления приводят к износу. Если (как со стеклом) подрезать при низком давлении, а резать при высоком давлении, то для этого сначала надо подготовить все подрезы, а потом уже начинать работу по резанию. б) Количество абразивного материала - оптимальное количество абразива зависит от обрабатываемого материала: - если подавать слишком мало абразива, то мощность водно-абразивной струи будет слишком незначительной. - Если подавать слишком много абразива, то частицы образуют “пробку”. рисунок 19. Воздействие количества абразива на качество обрабатываемой поверхности. в) Скорость резки *максимально возможная глубина резки обратно пропорциональна скорости резки *качество поверхности резки понижается с увеличением скорости резки Внимание! Давление и количество абразива меняются в зависимости от особенностей материала. 4.3.3 Качество обрезного края - зависит от скорости резки. На практике различают разделительную, качественную и тонкую резку. Разделительная резка – оптимальная по скорости резка, при которой деталь обрабатывается как можно быстрее. ( рис. 20) Рисунок 20. Зависимость качества резки от подачи. Качественная резка (Рис. 21) – отличается хорошим качеством краев и углов при экономично оправданной скорости резки Рисунок 21. Качественная резка. Тонкая резка (Рис. 22)– оптимально подходит для выполнения краев и четких контуров наилучшего качества. Поверхность получается очень гладкой, края прямоугольные. Рисунок 22. Тонкая резка. 4.3.4 Обработка контуров. Параметры. Обработка углов и небольших радиусов при работе на таком станке имеет особое значение, и следует принимать во внимание, что водно-абразивная струя – не инструмент с постоянной формой. Обработка углов - перед обработкой угла скорость резки понижается до скорости, необходимой для правильной обработки угла. После прохождения угла скорость принимает свое обычное значение. Результат зависит от следующих факторов: - скорость обработки на прямых линиях - скорость обработки самого угла - величина угла - длина пути ускорения и торможения Обработка малых радиусов Небольшие радиусы, особенно отверстия, также следует обрабатывать с пониженной скоростью, так как на обратной стороне изделия контур может получиться неточный. Результат зависит от следующих факторов: -величина радиуса -скорость обработки при закруглении Динамическая обработка контура- Управляющее устройство станка распознает величину углов или радиусов и динамично подгоняет скорость резки к контуру. В технологических таблицах даны только предельные величины для радиусов, углов и скорости. Между предельными значениями управление само выбирает оптимальную скорость обработки. 4.3.5 Дефекты обработки угла. Различают три типа дефектов обработки угла: Тип 1: Нос. На нижней стороне внешнего угла образуется “нос”. Причина: Скорость возле угла слишком высокая. Струя не достигает угла на оборотной стороне изделия и “соскакивает” на новую дорожку. Тип 2.Надрез. После изменения направления возникает размыв напротив нового направления. Причина: Ускорение слишком большое. Внимание! “Нос” и “Надрез” часто образуются вместе. Тип 3. Размыв. На углу образуется размывы. Причина: Скорость обработки в самом углу очень низкая. 4.3.6 Параметры на рабочий материал. Решающими параметрами являются механические свойства: *твердость *показатели вязкости *модуль эластичности Чем мягче и пластичнее металл, тем лучше ( то есть – быстрее) его можно обработать водно-абразивной струей. В последовательности Сталь- Цветные металлы – Легкие металлы возрастает скорость резки, если сравнить качество обрезного края .. Электрические и оптические свойства и теплопроводность металла не играют никакой роли при резке водно-абразивной струей. 4.3.7 Качество абразивного материала - имеет решающее значение для усилия (силы) резки. Пример: Абразивный материал должен отвечать следующим требованиям: высокая мощность резки, но небольшой износ. *незначительная примесь мелких частиц* • экологичность • рентабильность Высокая мощность резки – основана на процессе микроразделения, образующимся благодаря частицам абразивного материала. Мощность резки определяют следующие показатели: 1. Твердость. Чем тверже абразивный материал, тем выше мощность резки. 2. Зернение. Чем меньше величина гранул, тем тоньше будет обработка поверхности. Величина гранул должна быть меньше половины диаметра абразивной дюзы. 3. Поверхность. На поверхности частиц абразива должно быть как можно больше острых краев. Незначительное содержание примесей (мелких частиц, пыли и.т.п) в абразиве необходимо по следующим причинам: *высокое содержание примесей (мелких частиц, пыли) снижает мощность резки также увеличится количество абразива, необходимого для выполнения работы. *высокое содержание примесей увеличивает количество суспензии в отработанной воде. • В абразиве с высоким содержанием примеси могут образовываться комки. • Абразивный материал Гранат имеет очень низкое содержание примесей ( пыли, мелких частиц). Экологичность. Абразивный материал должен отвечать следующим требовниям: отсутствие опасности для здоровья обслуживающего персонала. • простота в обращении. Рентабельность и экономичность Для ответа на вопрос “Наскотлько экономично применение какого-то определенного абразива? ”, наряду с закупочной ценой следует обратить внимание на следующее: • мощность/ производительность резки, а отсюда необходимое количество абразива • качество и воспроизводимость готовых изделий • повышенный износ при повышенном содержании примесей( мелкие частицы, примеси и.т.п) • повышенное содержание суспензии в отработанной воде при повышенном содержании примесей в абразиве. • обращение. • Равномерное распределение гранул по величине • Способность к переработке Абразивные материалы, которые предлагают на рынке, имеют большие различия (при одинаковом обозначении), некоторые даже могут стать причиной сбоя/неисправности в работе станка. TRUMPF рекомендует использовать на своих станка американский Гранат фирмы Бартон. Причины: *Гранат соответствует всем вышеуказанным требованиям • Гранат имеет самую высокую из всех испытанных абразивов мощность( на 10 –25% выше чем других). • Гарантированное качество • Очень малое содержание примесей 5. Этапы разработки типовых технологических процессова раскроя материалов и деталей на водоабразивной установке WS 4000 Типовой технологический процесс раскроя материалов состоит из 4х основных этапов: 1. Входной контроль плит. 2. Термическая обработка (для титана) 3. Создание общей управляющей программы для раскроя листа (плиты), состоящей из комплекта деталей. 4. Раскройная операция. 5.1.1 Входной контроль Входной контроль плит осуществляется контролером цеха в соответствии с ГОСТ 2375579 «Плиты из титана и титановых сплавов» и СТП 0750 4910.32.27597 «Входной контроль материалов». При поступлении плит на раскройный участок необходимо проверить наличие и соответствие сопроводительной документации (паспорт входного контроля). Паспорт входного контроля должен содержать следующею информацию: марка материала, номер партии, номер плавки. Клейма на плите также должны содержать эту информацию. Затем необходимо проверить габаритные размеры плиты, неплоскостность и качество поверхности плиты. После проведения этих операций каждой плите присваивается индивидуальный номер, и информация заносится в паспорт. После проведения отжига от каждой плиты отрезаются образцы для контроля марки материала и механических свойств. Химический состав плит должен соответствовать ГОСТ 1980774. Завершающим этапом входного контроля плит является операция ультра звукового контроля (УЗК). УЗК проводится для каждой плиты и после проведения операции составляется карта УЗК, на которой если выявлены, отображаются дефектные точки и глубина их залегания. 5.2.1 Нагрев для снятия остаточных напряжений. Многие технологические воздействия на обрабатываемые детали сопровождаются возникновением в них остаточных напряжений, которые уравновешиваются в объеме детали. Значительные остаточные напряжения возникают в отливках и полуфабрикатах, неравномерно охлаждающихся после проката или ковки, в холодно деформированных полуфабрикатах или заготовках, в прутках в процессе правки, в сварных соединениях, при закалке и т.п. Остаточные напряжения, возникшие в указанных случаях, чаще всего нежелательны. Они могут вызвать деформацию деталей при обработке резанием или в процессе эксплуатации, а суммируясь с напряжениями от внешних нагрузок, привести к преждевременному разрушению или короблению конструкции; увеличивая запас упругой энергии (например, сварной конструкции), остаточные напряжения повышают вероятность хрупкого разрушения. Во многих сплавах они вызывают склонность к растрескиванию в присутствии коррозионно-активной среды. По величине остаточные напряжения могут достигать предела текучести. Для уменьшения остаточных напряжений изделия нагревают. С повышением температуры предел текучести понижается, поэтому остаточные напряжения вызывают пластическую деформацию и снижаются до уровня предела текучести металла при температуре нагрева. В стальных и чугунных деталях значительное снижение остаточных напряжений происходит в процессе выдержки при температуре 4500 С; после выдержки при температуре 600 С напряжения понижаются до очень низких значений. Время выдержки устанавливается от нескольких до десятков часов и зависит от массы изделия. В сплавах на основе меди и алюминия существенное уменьшение остаточных напряжений происходит при меньших температурах нагрева. Например, в холоднодеформированных латунных полуфабрикатах остаточные напряжения практически полностью снимаются в процессе отжига при температуре 200-300 С. По окончании выдержки при заданной температуре изделие медленно охлаждают, чтобы предотвратить возникновение новых напряжений. Допустимая скорость охлаждения зависит от массы изделия, его формы и теплопроводности материала; она обычно лежит в пределах 20-200 С/ч. 5.2.1 Отжиг Рекристаллизационный отжиг применяется для понижения прочности и восстановления пластичности деформированного металла, получение определенной кресталографической текстуры, создающей анизотропию свойств, и получение заданного размера зерна. Рекристаллизационный отжиг часто используют в качестве межоперационной смягчающей обработке при холодной прокатке, волочении и других операциях холодного деформирования. Температуру отжига обычно выбирают на 100-2000 С выше рекристаллизации. Рекристаллизационный отжиг может быть использован в качестве окончательной обработки полуфабрикатов. При отжиге титановых плит их нагревают до температуры 600-6300 С и охлаждают на воздухе, в течении 10 суток. 5.3 Разработка программ Разработка программ для станка WS4000 ведется программной системой “Tops 100”. Система “Tops 100” является системой программирования для станков с лазерной и водоструйной резки. Система имеет модульное строение: различные функциональные области системы распределены различными блоками программного обеспечения, так называемыми модулями. Модули отображаются во входном кадре (изображении), который появляется после загрузки системы Tops. 5.3.1 Модуль DRAWIN (чертеж) После выбора модуля DRAWIN появляется операционная среда (интерфейс пользователя). Во входной маске модуля DRAWIN показывается нулевая точка, облегчающая ориентацию. Она представляется в виде точки пересечения двух расположенных перпендикулярно друг другу вспомогательных линий. В модуле DRAWN (чертеж) собраны все функции, которые вам требуются для создания чертежей отдельных деталей. Чертеж детали является основой всех дальнейших операций. Вы можете создавать чертежи непосредственно в системе Tops или копировать их из других систем. Имеется очень большое количество функций, служащих для создания чертежей: Вспомогательные функции облегчают конструирование геометрии. Если вы не хотите создавать чертежи непосредственно в системе, возможно их перенести из других систем САПР, система предлагает различные стандартные интерфейсы к системам САПР. 5.3.2 Модуль NEST (вложение) В систему ToPs интегрировано два процессора вложения, которые вкладывают чертежи деталей по различным критериям на листовую заготовку. .Процессоры вложения Процессор вложения «расширенный прямоугольник» ориентируется вначале на границы детали в виде описанного прямоугольника. Процессор вложения «свободная геометрия» рассматривает действительную геометрию чертежа отдельной детали или многодетального пакета. .Определение задания на вложение В задании на вложение определяется, какие детали должны подвергнутся вложению. Для достижения оптимального использования листа, при вложении учитываются все детали и их возможные комбинации, которые находятся между минимальным и максимальным количеством. Это задание вы можете составить в системе ToPs или скопировать из системы более высокого уровня. В зависимости от задания на вложение, различают два типа вложения. Одна и та же деталь многократно укладывается на лист. На лист укладываются различные детали Определение опций вложения Вы можете выбирать между различными “опциями вложения”. В зависимости от геометрии различных деталей, которые вы хотите вложить, вы выбираете оптимальную стратегию. Основой вложения являются геометрия детали или горизонтальные или вертикальные границы деталей Показ результата вложения. Листы и результат вложения графически представляются на экране. В самом результате вложения, вы можете просмотреть, какое общее количество было вложено, сколько было создано листов и многое другое. В протоколе вложения указывается, почему отдельные детали не были подвергнуты вложению. Вложение листовых отходов. Если после обработки остаются листовые отходы, то их вы можете дополнительно использовать при вложении. Укажите размеры и количество листовых отходов. После этого система в первую очередь укладывают детали на листовые отходы. Ручное воздействие на расположение деталей на листе. Созданные системой Tops листы вы можете изменять произвольным образом. Вы можете удалять отдельные детали, добавлять новые детали или изменять положение отдельных деталей. 5.3.3 Модуль TECHNOLOGY (технология) В модуле TECHNOLOGY вы можете определять, изменять и подготавливать обработку, а также создавать управляющую программу. Автоматическое создание управляющей программы Система Tops 100 автоматически создает управляющую программу. Для этого она обращается к модулям управляющей программы, которые сохранены в базе данных. Моделирование обработки Обработка листа моделируется на экране. Технологическая карта Система Tops 100 создает вместе с управляющей прораммой технологическую карту, в которой содержится вся важная для обработки информация. Управляющую программу, технологическую карту и содержание экрана Вы можете в любой момент распечатать. Общие сведения о стратегиях обработки Принцип обработки листа называется стратегия обработки. У вас имеется следующие возможности: - расположение деталей на лист, - обработка раскроенных листов ( созданных в модуле NEST), - обработка методом раскроя: размеры отдельной детали соответсвует размерам листа, - обработка отдельной детали: обрабатывается только отдельная деталь, и создается текст управляющей программы. При этом расположение деталей на листе не производится. Изготовление решетки При изготовлении решетки детали отделяются от листа. Образуются отходы в виде решетки: Общий разделительный рез Детали располагается на листе, как и при изготовлении решетки. В отличие от метода изготовлении решетки, при общем разделительном резе не образуются отходы в виде решетки. Раскрой. Изготовление раскроя происходит всегда в том случае, если из листа изготавливается одна отдельная деталь: Размеры листа соответсвуют размерам прямоугольника, описанного вокруг отдельной детали ( размеры отдельной детали=размеры листовой заготовки). Внешний контур отдельной детали не обрабатывается замкнуто. Контур листа соответсвует частям изготавливаему внешнему контуру отдельной детали. Создание управляющей программы Условие: - Вы обработали лист или загрузили обработанный лист. - Обработка листа, включая выполняемые вручную изменения, завершения. Создайте управляющую программу, нажав START. Выбор технологической таблицы и свода правил Условия для обработки Для того, чтобы определить обработку, системе ToPs 100 требуется следующая информация: - станок, на котором Вы хотите обработать лист или деталь, - технологическая таблица, подходящая для материала, толщины листа и размеров контура, - свод правил, подходящий для технологической таблицы. 5.3.4 Модуль DATA (база данных) База данных содержит все данные, к которым обращается система на различных фазах программирования. Сохранения информации База данных заполняется фирмой TRUPF всей информацией, которая Вам требуется для обработки различных материалов на Вашем станке производства TRUPF. К ним относятся: - конфигурации станка; - параметры матералов; - технологические таблицы; - своды правил; - специализированные циклы. Текущие прикладные параметры Технологические таблицы и своды правил содержат текущие прикладные параметры, допущенные технологическим отделом фирмы TRUPF. Фирмой TRUPF регулярно издются обновленные версии библиотек данных, которые содержат новые прикладные параметры. Основа знаний База данных педставляют собой основу Ваших знаний и обладает способностью к расширению. Вы внесите в нее новые сведения о технологии обработки. При создании следующей программы система ToPs обращается к этим данным. База данных представляет собой организованную систему хранения информации ( данных), находящихся в определенной связи друг с другом. Работа с базой данных Ваши возможности при работе с базой данных заключаются в следующих действиях: - создание наборов данных (создание полностью новых или копирование существующих); - редактирование наборов данных (изменение записей в полях данных); - удаление имеющихся наборов данных. Контроль и изменение параметров станка BASE DATA 1 В маске «BASE DATA 1» Вы можете проверить и, при необходимости, изменить параметры вашего станка: - рабочая зона, - зона переезда, - максимальные размеры станка. FUNKTIONS 1- станки для резки водяной струей В этой маске вы найдете следующие функции: - скругление (режим контуров): В режиме контурного управления система управления заблаговременно обрабатывает последующие предложения управляющей программы. При изменении направления касательной она скругляет переходы. - Pathslope (ступени разгона и торможения): При активизации функции Pathslope ( глиссада) создается постоянная скорость по переходам предложений, благодаря чему струя обходит контур с постоянной скоростью. - система регулировки расстояние на основании электрической емкости. Своды правил Свод правил представляет собой набор правил, согласно которым протекают процессы принятия решений. Своды правил в системе ToPs для определения обработки. Информация сводов правил сохранена в базе данных. Решение о том, является ли контур большим, средним или малым, принимают своды правил. В модуле TECHNOLOGY система ToPs с помощью свода правил интерпретирует геометрию деталей (размеры контуров) и назначает обработку. - тип врезания, - скорость резки, - мощность лазера … 6 Расчет режимов резания для раскроя заготовок типа «Балка» Станок ФП17 Фреза 40, Lр75 Глубина фрезерования t=8мм. Ширина фрезерования В=70мм. Подача Sz-подача на зуб. Sz=0,05 мм на зуб.(табл. 35 [10]) Скорость резания – окружная скорость фрезы. V=(CvDq/ТmtхSzyВuzр)Кv [10] Cv = 22.5 (табл. 39 [10]) q = 0,35 х = 0.21 y = 0,48 u = 0,03 р = 0,1 m = 0,27 Кv = КmvКпvКuv Кmv – коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания. Кmv = 0,5 (табл.3 [10]) Кпv - коэффициент учитывающий влияние состояние поверхности заготовки на скорость резания. Кпv =0,9 (табл.5 [10]) Кuv - коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания. Кuv – 1,0 (табл.6 [10]) V =21,11мм/мин. Число оборотов n = 1000V/d = 1000.21,11/3,14.40 =168 об/мин. Sм = Szzn = 0,05.4.168 = 33,6. 7. Безопасность жизнедеятельности. Станок типа / TC WS 4000/ является надежным в эксплуатации станком, выполненным по последнему слову техники. Данный станок отвечает основным требованиям по технике безопасности и охране здоровья нормы ЕС по машиностроению 89/392/EWG. Несмотря на это станок может стать источником опасности, если он эксплуатируется недостаточно квалифицированным персоналом ненадлежащим образом и не по назначению. 7.1 Обзор источников опасности В предоставленном ниже обзоре источников опасности приведены основные источники опасности, представляющие собой потенциальную угрозу жизни и здоровью обслуживающего персонала. Станок и предохранительные устройства станка сконструированы и изготовлены в соответствии с требованиями нормы ЕС по машиностроению 89/392/EWG, так что угроза жизни персонала исключена. Дополнительные меры предосторожности, которые могут быть приняты пользователем, также приведены в обзоре источников опасности. Источник опасности Опасное место Вид опасности Дополнительные меры Механический фактор: защемление Между кареткой и брызговиком Между сенсором и заготовкой Между ограничите- лем и опорными сегментами Зажим заготовки Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Следить за тем, чтобы сигнальная лампа в режиме наладки светилась зеленым цветом В процессе резки Режущая головка Опасность травмирования - Удар Движение по оси Х Движение по оси Y Движение по оси Z Движение по оси U Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Источник опасности Опасное место Вид опасности Дополнительные меры В связи с выбросом жидкостей и газов под высоким давлением Гидравлический контур Контур высокого давления – трубо- проводы высокого давления Клапан режущей головки Демпфер пульсации Режущая головка Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность травмирования Надевать защитные очки Электрический фактор: В связи с электрическим контактом. Непосредственный контакт с токопрово- дящими в нормаль- ном и неисправном состоянии час- тями. Опасно для жизни Опасность вызываемая шумом Нарушение слуха Во время процесса обработки (насос высокого давления, режущая головка) Опасность для здоровья Надевать защитные наушники Опасность вызываемая неисправностью или выполнением неправильной фун- кции:Неисправность в системе электро- снабжения Приводы Управляющее напряжение Опасность травмирования Опасность травмирования Опасность вызываемая вибрацией Насос высокого давления 7.2 Анализ вредных производственных факторов. К вредным физическим производственным факторам характерным для процесса резания, являются: повышенная запыленность воздуха рабочей зоны, высокий уровень шума и вибраций, недостаточная освещенность рабочей зоны и повышенная влажность воздуха. Шум возникает вследствие упругих колебаний как машины в целом, и отдельных ее деталей, а также при прохождении струи воды и абразива через сопло станка, при врезании струи в обрабатываемый материал, при попадании струи в струеуловитель. Причины возникновения шума обусловлены конструкцией и характером работы машины и условиями эксплуатации. Аэродинамические шумы – эти шумы являются главной составляющей шума механической вентиляции, компрессоров. Гидродинамические шумы – эти шумы возникают в насосе подающием жидкость под высоким давлением в сопло станка. Электромагнитные шумы – шумы электромагнитного происхождения возникают в электрических машинах и оборудовании. Причиной возникновения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Недостаточная освещенность рабочей зоны связана с запыленностью оконных проемов и осветительных приборов, а также с отсутствием осветительных приборов и затенение оборудованием светового потока из оконных проемов. К опасным физическим производственным факторам относится применение подъемно-транспортного оборудования, а именно кран балки для подачи заготовки на раскрой. Вследствие неправильной строповки и эксплуатации оборудования, возможно соскальзывание строповочных канатов с крюков, что так же влечет травмы. Эксплуатация станочного оборудования связана с использованием электрической энергии. Электрический ток, проходя через организм, оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие, вызывая местные и общие электротравмы. Также опасно повышение напряжения в электроцепи или статического электричества, при котором может произойти замыкание через тело человека. 7.2.1 Освещенность производственных помещений Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП 23.05-95. Правильно спроектированное производственное помещение, улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции, повышает безопасность труда и снижает травматизм. Для работы на металлорежущих станках применяем совмещенное освещение, так как рабочая зона оборудования недостаточно освещена. По конструктивному исполнению естественное освещение в цехе верхнее. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина - коэффициент естественного освещения. По СНиП 23.05295 определяем коэффициент естественного освещения 2 4,2 %. (зрительная работа очень высокой точности, разряд зрительной работы II, подразряд зрительной работы в). Систему искусственного освещения выбираем комбинированную (общую равномерную в сочетании с местной). Освещенность Е=2000лк. Для общего освещения наиболее распространенными являются светильники прямого света в открытом исполнении типа ЛОУ, ЛСП, для помещений с небольшой запыленностью и нормальной влажности. Для местного освещения следует применять светильники типа НКС 01 напряжением 36 В., установленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была не ниже значений, для комбинированного освещения общее и местное 2000 лк., общее 200 лк., (рекомендуемая освещенность в механических цехах с металлорежущими станками и слесарными верстаками). Кроме того, должны быть предусмотрены меры по снижению отраженной блескости. Прямую блескость ограничивают правильным выбором защитного угла светильника, отраженную блескость ослабляют правильным выбором направления светового потока на рабочую поверхность, там где это возможно, следует заменять блестящие поверхности матовыми. Повышенная пульсация светового потока от использования газоразрядных ламп при питании их переменным током, исключается стабилизацией питающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп. Чистка ламп и осветительной арматуры для механического цеха должна производиться не реже двух раз в год. 7.2.2 Оздоровление воздушной среды Согласно СанПиН 2.24.548-96, показателями, характеризующими микроклимат в производственном помещении, является: температура окружающей среды, температура поверхностей, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, интенсивность теплового излучения. Для обеспечения здоровой воздушной среды в производственном помещениии участка раскроя параметры микроклимата должны соответствовать данным СанПиН 2.2.4.548-96. Вентиляция, как и отопление должны обеспечивать в рабочей зоне нормальные микроклиматические условия и допустимое содержание вредных веществ в воздухе. Для отопления производственных помещений категории Д, с выделением негорючих пыли и аэрозолей, следует предусматривать системы воздушного отопления совмещенные с вентиляцией, а также системы водяного отопления с гладкими трубами при температуре теплоносителя 150°С. В качестве побудителей движения воды используются водяные насосы и элеваторы (эжектирующее устройство). Для защиты рабочих помещений и рабочих мест от сквозняков в холодное время года ,у входных дверей ,ворот цеха необходимо применять отапливаемые тамбуры, а при наличии в зданиях в течение некоторого времени открытых проемов последние (для исключения поступления в здание холодных масс воздуха) оборудуются воздушно-тепловыми завесами с подогревом или без подогрева воздуха, также используется двойное остекление и по возможности двойной пол. Поскольку нагрев воздуха в производственном помещении от оборудования небольшой, то помимо естественной вентиляции следует применять механическую вентиляцию. В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами. Целесообразнее использовать приточную вентиляцию, поскольку на участке ведется работа на станке с ЧПУ, т.е. люди находятся в существенном удалении от оборудования, поэтому есть существенная необходимость в поддержании чистоты воздуха во всем объеме участка. Таблица 2.1 – Температуры, скорость и относительная влажность воздуха на постоянных и непостоянных рабочих местах производственных помещений. Период года Категория работ Оптимальные нормы на постоянных и непостоянных рабочих местах Температура воздуха, °С Скорость движения воздуха не более, м/с Относительная влажность, % Теплый Средней тяжести IIб 20,0-22,0 0,3 40-60 Холодный и переходный Средней тяжести IIб 17,0-19,0 0,2 40-60 Период года Категория работ Допустимые нормы Температуры воздуха, °С На всех рабочих местах На постоянных рабочих местах На непостоянных рабочих местах Теплый Средней тяжести IIб 26,7 27/30 29/31 Холодный и переходный Средней тяжести IIб - 15-21 13-23 Период года Категория работ Допустимые нормы Скорость движения воздуха не более, м/с Относительная влажность воздуха не более, % На постоянных и не постоянных рабочих местах Теплый Средней тяжести IIб 0,5 75 Холодный и переходный Средней тяжести IIб 0,4 75 . Рисунок 5.1 – Схема установки приточной вентиляции. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов: воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1 для забора чистого воздуха, устанавливаемого снаружи здания в тех местах, где содержание вредных веществ минимально (или они отсутствуют вообще); воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; наиболее часто воздуховоды делают металлическими, реже – бетонными, кирпичными, шлакоалебастровыми и т. п.; фильтров 3 для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, где воздух нагревается (наибольшее распространение получили калориферы, в которых теплоносителем является горячая вода или пар; используются также и электрокалориферы); вентилятора 5; приточных отверстий или насадков 6, через которые воздух попадает в помещение (воздух может подаваться сосредоточено или равномерно по помещению); регулирующих устройств, устанавливаемых в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов. Фильтр, калориферы и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении, в так называемой вентиляционной камере. Воздух подается в рабочую зону, причем скорости выхода воздуха ограничены допустимым шумом и подвижностью воздуха на рабочем месте. 7.2.3 Шум и вибрация Уровень звука создаваемый на расстоянии 1 м от зоны резания для металлорежущих станков составляет 60-100 ДБ. При типовых условиях эксплуатации верхний предел этого диапазона 90 ДБ по СН 2.24/2.1.8.562-96. Для уменьшения общего уровня шума, отдельные агрегаты (насос высокого давления для подачи воздуха, воды, установка для рекультивации абразива), устанавливаемые на станок, виброизолируются от упругой системы станка. Это так же относится к электрошкафам, которые сами не являются источником колебаний, но, имея большую площадь поверхности, интенсивно излучают шум. Виброизоляцией двигателей можно снизить звук оборудования на 6 ДБ и более. Также раскройный участок изолируется от непосредственного помещения цеха кирпичной стеной. Демпфирование инструмента позволяет уменьшить уровень тональных составляющих шума на 20 ДБ и более. Кожухи и ограждение на станке, предназначенные для устранения случайного контакта человека с подвижными механизмами выполняют в виде сетчатых панелей. Для уменьшения уровня шума используют звукоизолирующие панели, прикрепляемые с помощью виброизоляторов к наружным поверхностям интенсивных источников шума, они позволяют снизить уровень шума на 10 ДБ и более. Виброизоляция осуществляется путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, предшествующей передачи вибрации от станка к основанию или смежным конструкциям и соответственно на человека. 7.3 Электробезопасность При раскрое плит и листов используется силовая энергия напряжением 380В переменного тока с частотой 50Гц. Данный вид производства относится ко второму классу с повышенной опасностью. В целях снижения опасности поражения рабочих электрическим током должны предусматриваться следующие меры защиты: 1) внутри производственного помещения провода, не имеющие изоляции, подвешиваются на высоте не менее 3,5 м; 2) провода, не имеющие изоляции, и приборы с незащищенными токоведущими частями помещаются в специальные шкафы, закрывающиеся сплошным ограждением. 3) для устранения опасности поражения электрическим током используют малые напряжения в светильниках местного освещения, двойную изоляцию электропроводки и токоведущих частей оборудования, защитное заземление станка, зануление, защитное отключение оборудования. 4) для устранения опасности поражения электрическим током используют малые напряжения в светильниках местного освещения, двойную изоляцию электропроводки и токоведущих частей оборудования, защитное заземление станков, зануление, защитное отключение оборудования. Принципиальная схема защитного заземления оборудования в сети с изолированной нейтралью с напряжением до 1000 В представлена на рисунке 5.2. Заземлению подлежат трехфазные четырехпроводные сети. Задача заземления – устранение опасности поражения током при замыкании на корпус. Рисунок 5.2 – Принципиальная схема защитного заземления в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше. 1 – заземляемое оборудование (станки); 2 – заземлитель; r3 – сопротивление защитного заземления; I3 – ток замыкания на землю 6.4 Пожарная безопасность Вопросы обеспечения пожарной безопасности производственных зданий и сооружений регламентируются специальными государственными стандартами. В соответствии с СНиП 21-01-97 одноэтажный цех относится к помещениям III б степени огнестойкости. Так как на участке нет технологических процессов с различной взрыво- и пожарной опасностью не требуется предусматривать мероприятия по предупреждению взрыва и распространению пожара. Для целей тушения пожара на участке предусмотрены первичные средства пожаротушения: пожарные краны, асбестовые полотна, ящики с песком и флюсом, укомплектованные совковой лопатой, огнетушители. Извещатели пожара целесообразнее использовать ручного действия, предназначенные для выдачи дискретного сигнала при нажатии соответствующей пусковой кнопки или с кодом для защиты от случайных срабатываний, и автоматического действия для выдачи дискретного сигнала при достижении заданного значения физического параметра. Поскольку основными причинами пожара могут быть: неисправность электрооборудования; ремонт оборудования с отклонениями от технологических схем; самовозгорание промасленной ветоши; несоблюдение правил планово-предупредительного ремонта износ и коррозия оборудования, то лучше всего применить тепловые извещатели, так как содержащиеся в воздухе аэрозоли могут привести к ложному срабатыванию дымовых извещателей, а наличие в помещении движущихся объектов (электрокаров) и высокая стоимость ультразвуковых излучателей не позволяет их использовать, так как возможны ложные срабатывания. 8 Технико-экономическое обоснование эффективности применения установки водоабразивной резки WS 4000 фирмы «Trampf» По сравнению с методами раскроя листов, плит из аллюминевых и титановых сплавов (на фрезерных установках), их резка на установках водо-абразивной резки имеет следующие преимущества: - улучшаются использование материала за счет оптимизации карт раскроя и снижения до 1 мм ширины реза (количество деталей, которые могут быть изготовлены дополнительно из плит и листов, приведены в таблицах); - обработка выполняется одним инструментом (водой и абразивом), т. е. исключается необходимость изготовления фрез (концевых или дисковых для раскроя); - освобождаются станки с ЧПУ, применяемые для раскроя, для работ основного назначения (плиты раскраиваются на станках ВФ3М8, ФП7, стоимость которых велика); - возможен раскрой заготовок по криволинейным контурам (в настоящее время раскрой плит и листов в цехах МСЗ выполняется на прямолинейные заготовки); - установки WS 4000 и Byjеt 4022 BJD 4000 адаптированы для условий работы в системах CAM; - режимы обработки титановых плит большой толщины сопоставимы с фрезерованием, для меньших толщин, производительность раскроя значительно выше; - режимы раскроя алюминиевых плит сопоставимы с фрезерованием, для меньших толщин значительно выше; - возможно применение установок и для обработки деталей, например титановых подсборок шпангоутов при отрезке выводных пластин, вырезки темплентов для механических испытаний и т.д. Все это позволит, повысит КИМ не только плит, но и штамповок; - снижаются температурные и силовые воздействия на раскраиваемые плиты, что при последующей обработке позволит уменьшить деформации деталей. Применение установок WS 4000 или Byjеt 4022 DJD 4022 только для раскроя приведенных в таблицах номенклатуры деталей позволит использовать 611 кг титанового сплава и 1017 кг алюминиевых сплавов, для изготовления дополнительного количества деталей из материала ранее уходившего в стружку или обрезки, при этом остаются обрезки массой 529 кг из алюминиевых сплавов, и 412 кг из титановых сплавов, которые тоже можно будет применить в дальнейшем хотя бы на 30 % для изготовления мелких деталей. Установка Byjеt 4022 имеет большую энерговооруженность и по этому на 10…12% производительнее при резке титановых сплавов и имеет дополнительную возможность обработки в т.ч. и гравировки токоведущих дорожек печатных плат. Применение установок водо-абразивной резки позволит снизить затраты на материалы. Снижение затрат на титановые плиты и листы составляет в денежном выражении – 131,8 млн. руб. и на плиты из алюминиевых сплавов – 61,7 млн. руб. (всего 203,5 млн. руб.) на изделие только по деталям, приведенных в таблицах. В результате этого срок окупаемости установок водо-абразивной резки не превысит одного года.(т.к. стоимость установки WS4000 составляет 135 млн. руб.) 8.1 Дополнительные направления использования установок водо-абразивной резки 1. Обрезка вводных и выводных пластин на подсборках и шпангоутах после сварки: - исключается силовое воздействие на шпангоут, что уменьшает его деформации; - уменьшается ширина реза с 40 до 1 мм, что увеличивает кратность повторного использования выводных пластин; - снижаются затраты на твердосплавные фрезы. 2. Изготовление печатных плат: установка позволяет не только выполнять раскрой фольгированного стеклотекстолита, но и гравировать токоведущие канавки и прошивать отверстия под монтаж, т.е. выполнять полную обработку плат, обеспечивая экологичность процесса. При годовой загрузке 50 н/час, планируемой МСП, создание специального участка не целесообразно, в связи с низкой экологичностью традиционного процесса (пыль и газовыделение при механической обработке, и необходимость утилизации отходов при травлении). 2. Вырезка темплентов (образцов свидетелей) при входном контроле материала и по ходу технологических процессов изготовления ООЧС, при этом сокращается расход материала на образцы свидетелей из-за уменьшения ширины реза до 1 мм. Дополнительно необходимость учесть, что установки водо-абразивной резки могут выполнять маркировку путем гравировки по программе. Таблица сравнительных характеристик раскроя дюралевых плит № Исходные данные Наименование показателей Обработка на раскро- йном и продольно- фрезерном станке ФП-9 Раскрой на уста- новках водо-абразив- ной резки Масс дополни- тельно изготовлен- ных деталей 1 -плита 40х1200х4000; -деталь; -ширина реза 30 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 6 7 80х4000х40 35.8 73.92 2 -плита 40х1200х4000; -деталь; -ширина реза 30 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 15 - - 18 5х4000х45 2.52 156 3 -плита 70х1500х5000; -деталь -ширина реза 30 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 15 - - 18 45х5000х70 44 232 4 -плита 35х1200х6000; -деталь -ширина реза 30 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 33 35х1200х900 105,8 39 35х1200х900 35х30х5100 120,8 89,96 5 -плита 55х1200х6000; -деталь -ширина реза 10 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 30 55х870х1200 160 36 55х870х1200 78х5100х55 221 144 6 -плита 40х1500х6000; -деталь; -ширина реза 10 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 10 - - 10 40х50х1500 8,4 - 7 -плита 40х1200х10000; -деталь; -ширина реза 30 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 8 - - 16 40х15х10000 16.8 322,6 8 -плита 40х1500х6000; -деталь; -ширина реза 30 мм -число деталей, выкраиваемых из плиты; остаток: -размеры,мм; -масса,кг 8 - - 8 40х120х6000 80,6 - 9 Итого масса остатка, кг 318 529.9 1017.8 Таблица сравнительных характеристик раскроя титановых плит № Исходные данные Наименование показателей Раскрой на станке ВФ3-М8 Раскрой на установках водо-абразивной резки Масса дополни-тельного изготовлен- ных деталей 1 -лист 3.5х700х1500; -деталь 3.5х335х445; -фреза d=16 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 3 3.5х700х117 3.5х349х1500 9 6 3.5х700х165 3.5х30х1500 2.5 7.2 2 -плита 12х1200х3000; -деталь 12х1200х160; -фреза d=16 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 139 12х1200х102 12х144х3000 29 189 12х1200х30 12х80х3000 14,8 47,5 3 -плита 70х1000х2000; -деталь 70х510х860; -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 3 70х1000х350 70х100х2000 162 3 70х1000х470 70х140х2000 215,5 - 4 -плита 70х1000х2000; -деталь 70х130х400; -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 20 70х1000х240 70х150х2000 158,8 35 - 70х90х2000 56,7 246 5 -плита55х500х2600; -деталь 55х400х550; -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 4 55х500х240 55х60х2600 64,7 4 55х500х400 55х100х2600 104 - 6 -плита 55х500х2600; -деталь 55х480х2600; -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 1 55х20х2600 12,9 1 - - - 7 -плита 70х1000х2000; -балка -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; остаток: -размеры,мм -масса,кг 10 70х200х2000 126 22 - - 170,4 8 -плита 70х1000х2000; -выводные пластины 70х200х100; -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; -масса,кг 56 37 85 19 120 9 -лист 5х600х2300; 4х600х2500; -стрингеры 5х23х640; 5х27х640; -фреза d=40 -число деталей, выкраиваемых из листа; -масса,кг 38 10 97 6,3 20 Итого масса остатка,кг 599,4 412,5 611 Заключение Раскрой материалов с помощью водоабразивной струи позволяет, сэкономить до 50% материла при ширине раза 1мм, при фрезерном раскрое ширина реза составляет до 40мм в зависимости от диаметра фрезы. Таким образом, оставшейся материал возможно использовать для производства дополнительных деталей. Но по сравнению с фрезерным раскроем сам процесс резки обходится гораздо дороже вследствие дополнительных затрат на абразив, а также усиленного разрушения решетки стола при раскрое заготовок толщиной более 10мм. Что касается режущего инструмента то стойкость абразивной дюзы выше, и составляет около 40 часов в зависимости от условий эксплуатации и качества выполняемого реза. Кроме того, при раскрое листов возможно получение окончательной детали т.е. качество поверхности удовлетворяет всем требованиям чертежа но при этом образуется дефектный слой толщиной не более 0,5 мм следствии включения в материал абразивных частиц. Влияет ли этот дефектный слой на качество материала, а также на режущий инструмент, используемый при дальнейшей обработки заготовок, необходимо выяснить экспериментально. Для решения вопроса о замене абразива на более приемлемый необходимо изучить рынок абразивных средств, выбрать наиболее подходящие по качеству и провести экспериментальные исследования. Что касается снижения разрушения решетки необходимо изготовить приспособления удовлетворяющие данным требованиям. Здесь можно предложить два варианта разработки приспособлений: 1. Ячейки решетки располагаются таким образом, что бы непосредственно под режущей головкой ячейка отсутствовала. Во время резки процесс обработки останавливается, плита приподнимается, и ячейка решетки передвигается в нужном направлении. 2. 2-ой вариант заключается в перемещении ячейки под плитой без ее поднятия. 2-ой вариант я считаю наиболее перспективным так как отсутствует необходимость использования дополнительных вспомогательных средств (кран балки), а также устраняются возможные чрезвычайные ситуации возникающие при использовании подъемных средств, кроме того сокращается трудоемкость обработки. Исходя, из выше сказанного можно сделать вывод, что экономически более выгодно применять именно этот способ раскроя материалов т.к. дополнительные расходы при эксплуатации окупаются на экономии материала. Кроме того, в ряде случаев сокращается трудоем Размер файла: 6,2 Мбайт Фаил: 
(.rar)
------------------- Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные! Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку. Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот. -------------------
Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! |
||||
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Самолетостроение и космическая техника / Разработка типового технологического процесса раскроя материалов и деталей на водоабоазивной установке используемой на ОАО ИАПО (дипломный проект)
Вход в аккаунт: