49723

Розробка технології термічної обробки шпильки

Курсовая

Производство и промышленные технологии

У проекті був проведений вибір матеріалу для виготовлення деталі відповідного призначення типу шпилька та вибраний режим її термічної обробки. Було запропоновано прогресивні методи термічної обробки, гартування та відпуск. Був проведений вибір основного та допоміжного обладнання.

Украинкский

2014-01-07

161.88 KB

3 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КПІ”

КАФЕДРА МЕТАЛОЗНАВСТВА ТА ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з курсу: ,,Технологія, обладнання та проектування термічних цехів”

на тему: ,,Розробка технології термічної обробки шпильки”

    Керівник:                                                              Виконавець:

    Христенко В. В.                  Студент гр. ФТ – 71

Поляков І. А.

     _______________       ФТ – 7109

                                                                         __________________

Київ 2010

Завдання

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

2

ФТ – 7109

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В. В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Завдання

Літ.

Акрушів

1

ІФФ, ФТ – 71

Шпилька довжиною 500 і діаметром 25 мм,  повинна мати такі механічні властивості:  σв ≥ 950 МПа, σт ≥ 850 МПа, δ ≥ 11 %, НВ 280…..320. Річна програма    5000 штук.

1)  Дати  коротку характеристику виробу (призначення, умови роботи, вимоги тощо);

2) Обрати матеріал та обґрунтувати його вибір з урахуванням вартості та потрібних механічних, фізико – хімічних та технологічних властивостей;

3) Розробити маршрутну технологію виготовлення виробу;

4) Розробити технологію термічної обробки виробу;

4.1) Обрати та обгрунтувати технологічний процес термічної обробки;

4.2)  Розробити технологічні параметри обраного режиму /температуру, час   нагрівання та витримки, швидкість та час охолодження, робоче середовище та інше/;

4.3) Вказати методику контролю якості виробу;

5)  Коротко охарактеризувати сутність перетворень, що відбуваються в сталях (сплавах) на всіх етапах термічної обробки з урахуванням впливу легуючих елементів. Вказати кінцеву структуру і властивості обраної сталі (сплава) після термічної обробки.

    

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

3

ФТ – 7109

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В. В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Зміст

Літ.

Акрушів

1

ІФФ, ФТ – 71

Зміст

         Завдання…………………………………………………………………………..…2

         Зміст…………………………………………………………………………………3

           Реферат…………………………………………………………………………...…4

         Вступ……………………………………………………………………………...…5

         1 Виробничо – технологічна частина……………………………………………..6

           1.1 Коротка характеристика виробу, що піддається термічній обробці..............6

         1.2 Вибір матеріалу та його обґрунтування………………………………………6

         1.3 Розробка маршрутної технології………………………………………………7

         1.4 Розробка технологiї термічної обробки виробів……………………………...8

           1.4.1 Вибір і обгрунтування технологічного процесу термічної обробки……...8

         1.4.2 Розробка режимів термічної обробки…………………………………....….8

         1.4.3 Кінцева структура і властивості деталі……………………………………11

         1.4.4 Контроль якості деталі……………………………………………………...12          

         1.5 Розрахунок річної програми по операціям термічної обробки…………….12

        1.6 Вибір головного обладнання для термічної обробки………………………..13

        1.7 Визначення продуктивності головного обладнання……….……..……........14

        1.8 Визначення ефективного річного фонду часу роботи основного

     обладнання.…………………………………………………………………....15 

         1.9 Розрахунок необхідної кількості головного обладнання………..…….........16

        1.10 Вибір необхідної кількості додаткового і допоміжного

                обладнання…………………………………………………………................18

1.11 Розрахунок трудомісткості термічної обробки……………………………20

         2 Охорона праці та навколишнього середовища…………………......................21

Висновки………………………………………………………………………..…27

Список використаної літератури…………………………………………...........28

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

4

ФТ – 7109

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В. В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Реферат

Літ.

Акрушів

1

ІФФ, ФТ – 71

Реферат

Пояснювальна записка до курсового проекту складається: 1 книга,                          28 сторінок, 2 специфікації, 4 таблиці.

У проекті був проведений вибір матеріалу для виготовлення деталі відповідного призначення типу шпилька та вибраний режим її термічної обробки. Було запропоновано прогресивні методи термічної обробки, гартування та відпуск. Був проведений вибір основного та допоміжного обладнання.

ГАРТУВАННЯ, ВІДПУСК, СТАЛЬ 40Х, ГОЛОВНЕ ТА ДОПОМІЖНЕ ОБЛАДНАННЯ, ПРОГРЕСИВНІСТЬ, ПРОДУКТИВНІСТЬ, ОХОРОНА ПРАЦІ.

Вступ

Розвиток сучасного машинобудування, будівництва в значній мірі залежить від прогресу в технології. Вдосконалення технологічних процесів визначає ріст ефективності виробництва: підвищення продуктивності праці, економію матеріальних і енергетичних ресурсів, а також якість продукції.

В даній роботі розроблено технологію термічної обробки деталі типу шпилька. Вона успішно використовується в будівництві і при ремонті. Існує безліч видів робіт, коли застосування шпильки стає просто необхідним.Такий кріпильний виріб, як шпилька різьбова, дозволяє міцно зафіксувати різьбові з'єднання. Вона застосовується для підвіски воздуховодів, систем вентиляції на стельових перекриттів, а також для кріплення дерев'яних брусів і дощок, з’єднання частин верхньої і нижньої опоки при одиничному виробництві,  установки рекламних щитів, при споруді опалубки для заливки, а у поєднанні з гайкою і посиленою шайбою – для з’эднання довгих сторін конструкції.

В даному випадку шпилька має циліндричну форму з річною програмою випуску 5000 штук. Термічна обробка складається з гартування та високого відпуску.

Етапи технології термічної обробки шпильки умовно можна розділити на наступні: вибір матеріалу для шпильки, розробка технології та режимів термічної обробки, контроль якості виробу. Але крім перерахованих вище етапів необхідно ще провести якісний аналіз усього виробничо-технологічного процесу виготовлення шпильки, починаючи з виробу матеріалу і закінчуючи розробкою планування дільниці термічної обробки.

Таким чином, в даному курсовому проекті будуть розроблені всі етапи виготовлення деталі типу шпилька.   

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

5

ФТ – 7109

3.01ПЗ

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В. В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Вступ

Літ.

Акрушів

1

ІФФ, ФТ – 71

  1.  

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

6

ФТ – 71

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В. В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Виробничо – технологічна частина

Літ.

Акрушів

15

ІФФ, ФТ – 71

Виробничо – технологічна частина

1.1 Коротка характеристика виробу,  що піддається термічній обробці

Шпилька – це стержень з різьбою на одному кінці для загвинчування в одну із з’єднувальних деталей, і з різьбою для нагвинчування гайки на другому. В основному шпильки застосовують у тих випадках, коли нераціонально використовувати болти і гвинти великої довжини. Вона також використовується як кріпильна деталь машин і механізмів, виконана у вигляді циліндрового стрижня, на кінцях якого є різьблення. Призначена для з'єднання між собою деталей, що мають гладкі або різьбові отвори.

Для даного виробу необхідно проводити таку термічну обробку, щоб можна було отримати такі технічні властивості: твердість матеріалу на рівні                             НВ 280…..320, σв ≥ 950 МПа, σт ≥ 850 МПа, δ ≥ 11 %.

Основними умовами роботи шпильки являються: розтяг або стиснення, а при вигинанні різьба може працювати на зріз.

1.2 Вибір матеріалу та його обґрунтування

Для виробництва деталей типу ,,шпилька” із заданими технічними властивостями можна використовувати такі сталі:

1) конструкційні середньовуглецеві сталі 30, 35,45;

2) конструкційні леговані сталі 40ХН, 40Г, 35Х, 40Х, 38ХА, 45Х, 40ХС, 40ХФ тощо [1].

Але при виборі матеріалу із якого буде виготовлятись виріб, слід враховувати не тільки механічні, ай фізико – хімічні і технологічні властивості, а також економічні фактори.

Матеріал має бути якомога дешевшим, не дефіцитним, мати добру прогартовуваність, та хороші показники текучості.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

7

ФТ – 7109

Для   виготовлення шпильки слід вибрати конструкційну леговану сталь – 40Х. Тому, що порівнюючи з більш дешевими середньовуглецевими (наприклад сталлю 35), сталь 40Х задовольняє заданим вимогам (НВ 280…..320, σв ≥ 950 МПа,  σт ≥ 850 МПа, δ ≥ 11 %, KCU ≥ 59 Дж/см2) [1], тоді як сталь 35 має (НВ 280…..300,   σв ≥ 540 МПа,  σт ≥ 810 МПа, δ ≥ 10 %) [1].  Сталь 40Х має  хорошу порогартованість через присутність хрому  і тому заданий виріб (d = 25мм) повністю  прогартується у воді тоді як сталь 35 при такому ж діаметрі виробу не має таких гарантій              (таблиця 1).

Таблиця 1 – Прогартовуваність сталей 35

Марка сталі

Кількість мартенсита, %

Крит.діам. у воді, мм

Крит.діам. в маслі, мм

сталь 35

50

22 – 35

6 – 12

сталь 40Х

50

38 – 74

16 – 48

Використовувати для даної деталі більш леговані за 40Х сталі з економічної точки зору нераціонально. Так, наприклад, поширена сталь 40ХН хоча й має значно кращу прогартовуваність і більш високиий комплекс механічних властивостей [1], та із – за наявності в своєму складі дорогого і дефіцитного нікеля веде до значного збільшення собівартості готового виробу.

Тому враховуючи вищезазначене остаточний вибір матеріалу слід зупинити на відносно дешевій сталі 40Х.

1.3 Розробка маршрутної технології

Враховуючи форму і невеликі розміри деталі, в якості заготовки слід рекомендувати сортовий прокат круглого перерізу і наступну маршрутну технологію виготовлення виробу:

1)  відрізка заготовки ( заготовчий цех );

2)  термічна обробка ( термічний цех );

3)  механічна обробка ( механічний цех ).

1.4 Розробка технології термічної  обробки  виробів

1.4.1 Вибір і обгрунтування технологічного процесу термічної обробки

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

8

ФТ – 7109

З урахуванням вибраної сталі (40Х) і враховуючи необхідні властивості       (НВ 280…320, σв ≥ 950 МПа, σ0,2 ≥ 785 Мпа,  σт ≥ 850 МПа, δ ≥ 11 %, KCU ≥ 69 Дж/см2), потрібно провести таку термічну обробку [1]:

1) Гартування: температура 830 – 850 °С, що на (30…50) °С вище за точку Ас3 [1], охолоджуюче середовище – вода кімнатної температури (20 – 30 °С);

2) Відпуск:  температура 500 – 600 °С [1], охолодження у воді кімнатної температури або в мінеральному маслі , з ціллю усунення відпускної крихкості (так, як деталь не складної форми, то охолодження раціонально проводити у воді);

3) Дробеструменева очистка;

4)  Рихтовка (якщо необхідна);

5)  Контроль якості виробу.

1.4.2 Розробка режимів термічної обробки

Гартування сталі 40Х проводимо при  температурах 830...850 °С.

Загальна тривалість нагрівання деталей під гартування τзаг складається з часу нагрівання до заданої температури τн і часу витримки при цій температурі τв [2], тобто:

                                                         τзаг = τн + τв.                                                              (1)    

Під час гартування, як правило, беруть [2]:

                                                   τв= 1/5 τн.                                                 (2)

Для виробів з перерізом до 100 мм час нагрівання τн становить [2]:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

9

ФТ – 7109

                                                    τн=k1*k2*W                                                              (3)

дe k1 – коефіцієнт нагрівального середовища, хв/см; 

    k2 коефіцієнт рівномірності нагрівання;

    W – геометричний показник виробу, см.

З огляду, що вибрана для деталі сталь легована і нагрівання планується проводити до температур 830…850 °С в електропечі з повітряним середрвищем, коефіцієнт k1 буде дорівнювати 45 хв/см [2]. Окрім того, нагрівання (враховуючи відносно невелику річну програму) раціонально проводити в камерних електропечах з нерухомим подом з малими відстанями між виробами, і тому коефіцієнт k2 буде рівним 1,4 [2].

Геометричний показник деталі W можна розрахувати за формулою, як для суцільного циліндра [2]:

                                                   W = D * l / (4*l + 2*D),                                                  (4)

де D – діаметр деталі, см;

    l – довжина деталі, см.

Тоді

W = 2,5 * 50 / (4*50 + 2*2,5) ≈ 0,6 см.

Підставляючи відповідні значення величин у формулу (3), знаходимо час нагрівання τн  до температур гартування:

τн = 45 * 1,4 * 0,6 ≈ 38 хв.

Час витримки τв при температурі гартування, згідно формули (2) буде:

τв = 1/5 * 38 ≈ 8 хв.

Отже, загальний час нагрівання на операції гартування τзаг складе:

τзаг = 38 + 8 = 46 хв.

Відпуск деталі (у сталі заготовки), який планується вести при температурах 500…600 °С, раціонально проводити в шахтних електропечах з повітряним середовищем.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

10

ФТ – 7109

Тоді, згідно табл. 3.11 [2], тривалість нагрівання до температур відпуску τн  в зазначених вище умовах при геометричному показнику виробу W = 0,6 см буде складати орієнтовно біля 11 хв.

Тривалість витримки при прийнятих температурах відпуску τв визначають з розрахунку 10 хв + 1 хв на 1 мм умовної товщини (діаметра) деталі, що буде становити:

τв = 10 + 1 * 25 = 35 хв.

Загальний час нагрівання на операції відпуску τзаг  буде:

τзаг = 11 + 35 = 46 хв.

Час охолодження τох при гартуванні та відпуску можна визначити, якщо знати швидкість охолодження, але остання сама змінюється під час процесу. Швидкість охолодження Vох для температурного інтервалу від  температури гартування  до  500 °С з достатньою точністю можна визначити за номограмою Блантера [6]. При подальшому охолодженні швидкість охолодження менша приблизно в 4 – 6 раз.

За цією номограмою швидкість охолодження Vох  в центрі виробу в інтервалі ,,температура гартування – 500 °С” визначається в залежності від форми (l/D), діаметра D виробу та охолоджувального середовища (в даному випадку – вода кімнатної температури). Для даного випадку:

Vох = 65 °С / с.

У загальному вигляді час охолодження τох під час гартування розраховують за формулою [2]:

                                                                                              (7)

де tгарт – температура нагріву для гартування, °С;

Vox – швидкість охолодження в середовищі (визначають за номограмою Блантера), °С/c.

Отже,

Тривалість охолодження τох після відпуску (яке планується виконувати у              воді ~ 20 °С) можна орієнтовно визначити за дещо модифікованою формулою (5):

                                                                                               (6)

де tвідп. – температура відпуску, °С;

    tк – кінцева температура охолодження, °С;

    Vох – швидкість охолодження, °С/c.

Середні розрахункові значення величин, які входять у формулу (6), будуть: tвідп. = 550 °С, tк = 20 °С, Vох = 65 °С/c.

Тоді орієнтовно:

1.4.3 Кінцева структура і властивості деталі

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

11

ФТ – 7109

Сталь 40Х – доевтектоїдна, має у своєму складі (0,36…0,44) % вуглецю, тобто початкова структура представляє собою суміш фериту і перліту.

Так, як після гартування проводимо високий відпуск, який проводять при               500 – 600 °С [1, 4], то кінцева структура представляє собою сорбіт відпуску (зернистий сорбіт), такий сорбіт забезпечить оптимальні характеристики міцності, пластичності і ударної в’язкості. Саме така структура краще всього приймає ударні, перемінні та динамічні навантаження.

Механічні властивості виробу після розробленої технології наступні:                 σ0,2 = 850…910 МПа, σв = 950…1150 МПа, δ5 = 11…14 %, ψ = 49…60 %,                  КСU = 69…147 Дж/см2, НВ 280…325 [1].

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

12

ФТ – 7109

1.4.4 Контроль якості деталі

В якості кінцевого контролю проводиться:

1) Зовнішній огляд на наявність поверхневих дефектів, в тому числі гартувальних тріщин (100%);

2) Контроль твердості – на приладі ТШ (твердість повинна складати                    HB 280…320; 2 – 3 деталі від садки);

3) Контроль биття (100%). При необхідності – рихтовка.

1.5 Розрахунок річної програми по операціям термічної обробки

Річна виробнича програма − основна вихідна величина для розрахунку потрібної кількості обладнання, виробничих площ, джерел енергії і допоміжних матеріалів.

Загалом річну програму деталі типу ,,шпилька”, можна розрахувати за формулою [2]:

                                                              (7)

де − річна програма, т;

− відсоток запасних деталей (0…3%);

− відсоток бракованих деталей при термічній обробці (0…3%);

− відсоток бракованих деталей після термічної обробки (0…1,5%);

  − відсоток деталей, що підлягають руйнівним методам контролю (0…2%).

Величину    називають коефіцієнтом збільшення програми . Значення , , , є різними  і залежать від різних факторів. У нашому випадку і коефіцієнт  враховувати не потрібно. Значення та залежать від складності технологічних процесів термічної і подальшої механічної обробок деталей, їх значення приймаємо 0 та 1 відповідно.

Отже отримаємо,            

                                                                                                        (8)

Далі розрахуємо річну програму за масою, для цого розрахуємо масу однієї деталі.

Так, як деталь типу ,,шпилька” має форму циліндра, то:

                                                         m = ρ * V                                                          (9)

                                                       Vц. = П * R2 * H                                                    (10)

Vц. = 3,14 * (12,5 мм)2 * 500 мм = 245313 мм3 = 245,3 см3 = 0,0002453 м3.

ρ = 7,85 г/cм3 = 0,00785 кг/м3.

mдет. = 7,85 * 245,3 = 1926 г = 1,9 кг.

Отже, річна програма за масою становить:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

13

                ФТ – 7109

m = 5000 * 1,9 = 9643 кг = 9,6 т.

1.6 Вибір головного обладнання для термічної обробки

На основі розробленого процесу і режиму термообробки для забезпечення виконання технологічного процесу вибираємо наступне обладнання:

- для гартування піч типу СШЗ – 06.06/10;

- для високого відпуску піч типу СШО – 06.06/7.

Характеристики даних печей наведено у таблиці .

Таблиця 2 – Характеристика обладнання

Тип

Обладнання

Потужність,

кВт

Робоча температура, 0С

Розміри робочого простору, мм

ширина

висота

СШЗ-06.06/10

50

1000

600

600

СШО-06.06/7

36

7000

600

600

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

14

                ФТ – 7109

1.7 Визначення продуктивності головного обладнання

Так як при одному і тому ж типі обладнання можна виконувати різні за тривалістю операції термічної обробки, що змінює значення продуктивності обладнання, то продуктивність будемо визначати розрахунковим шляхом.

Для термічної обробки шпильки для гартування найбільш ефективним може бути використання шахтної пічі типу СШЗ – 06.06/10, а для відпуску − електрична шахтна піч типу СШО 06.06/7.

Визначимо погодинну продуктивність установок за формулою [2]:

                                                            (11)

де − нормований час обробки однієї садки деталей, год;

    − маса садки деталей, які можна розмістити в робочому просторі обраного обладнання, кг.

Масу садки легко визначити знаючи масу однієї деталі, їхню кількість в робочому просторі, яка залежить від способу укладки деталей.

Нормативний час обробки однієї садки деталей [2]:

               (12)

де − час, який витрачається  на загрузку  деталей в простір печі, хв.;

              − час нагріву деталі до заданої температури, хв.;

              − час витримки деталей в середовищі печі, хв.;

       − час, затрачений на розгрузку печі, хв.

Для процесу гартування деталей однієї садки нормативний час обробки складає:

За умовою маса деталі рівна 1,9  кг, оскільки садка шахтної пічі типу                 СШО 06.06/10  вміщує 70 деталь, то маса садки буде:

= 70 * 1,9 = 133 кг

Погодинна продуктивність печі становить:

         або           

Для відпуску деталей однієї садки нормативний час обробки складає :

За умовою маса деталі рівна 1,9  кг, оскільки садка шахтної пічі типу                 СШО 06.06/7  вміщує 70 деталь, то маса садки буде:

= 70 * 1,9 = 133 кг

Погодинна продуктивність печі становить:

         або           

1.8 Визначення ефективного річного фонду часу роботи основного обладнання

Номінальний фонд часу роботи становить:

Фн = (365–В – С) * З * τ                       (13)

де В – річна кількість вихідних днів;

    С – кількість святкових днів, що не збігаються з вихідними;

    З – кількість змін за добу;

    τ – тривалість однієї змін

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

15

                ФТ – 7109

Для виконання заданої річної програми (5075 штук шпильок) обладнанню достатньо працювати в одну зміну. Тривалість однієї зміни складає 8 годин.

Ефективний (дійсний) річний фонд часу знаходимо по формулі [2]:

Фд0 = Фн (1- )                                 (14)

де Р, П – витрати часу на ремонт та переналагодження обладнання, %

Розрахуємо номінальний фонд робочого часу для печі СШЗ 06.06/10   та

СШО 06.06/7:

Фн1 = (365 – 104)*1*8 = 2024 год.

Фн2 = (365 – 115)*1*8 = 2024 год.

Ефективний річний фонд часу роботи СШЗ 06.06/10  становить:

Фд10 = 2024 (1- ) = 1903 год.

Ефективний річний фонд часу роботи печі СШО 06.06/7   дорівнює:

Фд20 = 2024 (1- ) = 1903 год

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 20

ФТ2104.7.090104 ПЗ

1.9 Розрахунок необхідної кількості основного обладнання

Потрібна кількість годин Е для виконання даної програми для відповідної операції термообробки деталей [2]:

Еі = Пі / Рі                                                                  (15)

де  Пі – річна програма термічної обробки виробів, кг;

       Рі – продуктивність обраного обладнання для обробки деталей, кг/год.

Для печі СШЗ 06.06/10 потрібна кількість годин становить:

                     Еі = 9643 / 88,7 = 108,7 год

Для печі СШО 06.06/7 потрібна кількість годин складає:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

16

                ФТ – 7109

                     Еі = 9643 / 88,7 = 108,7 год

Розрахункову кількість одиниць обладнання Кр   потрібного для виконання заданої програми розраховуємо за формулою [2]:

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 17

ФТ – 7109

Кр = Еі / Ф0Д                                  (16)

де  Ф0Д  – ефективний річний фонд часу роботи обладнання, год

Для печі СШЗ 06.06/10  кількість одиниць обладнання Кр становить:

        Кр =  108,7 / 1903 = 0,057 * 100 ≈ 6 %

Для відпуску кількість одиниць обладнання Кр буде:

        Кр =  108,7 / 1903 = 0,057 * 100 ≈ 6 %

В свою чергу коефіцієнт завантаження обладнання η розраховується за формулою  [2]:

 η = Кр / Кпр                                          (17)

де Кпр – заокруглене значення коефіцієнту завантаження.

η = 6 / 1 = 6 – для СШЗ 06.06/10

η = 6 / 1 = 6 – для СШО 06.06/7

Таблиця 3 – Розрахунок необхідної кількості основного обладнання 

Облад-нання

Опера-ції терміч-ної обробки

Найме- нуван-ня деталі

Річна програма Пі, кг

Продук-тивність одиниці облад-нання Рі, кг/год

Необ-хідна кількість годин

роботи Еі, год

Річний фонд часу роботи

Облад-нання Фд, год

Кількість одиниць

обладнання

Коефі-цієнт заванта-ження

Облад-нання η

Розра-хунко-  ва Кр

Прий-нята Кпр

СШЗ 06.06/10

Гарту-вання

шпи-лька

5075

88,7

108,7

1903

0,057

1

6

СШО 06.06/7

відпуск

шпи-лька

5075

88,7

108,7

1903

0,057

1

6

Коефіцієнт завантаження печі для гатування та відпуску становить            6 %. Це значить що обрана піч дуже сильно недозавантажена. Потрібно було вибрати піч меншої конструкції, але такої не існує. Тому вибираємо піч шахтну – СШЗ 06.06/10 для гартування та СШО 06.06/7 для відпуску. Завантажуємо їх по максимуму (одна садка – 70 деталей), і одночасно із виготовленням даної продукції будемо шукати замовлення зі сторони.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 18

ФТ – 7109

1.10 Вибір необхідної кількості додаткового і допоміжного обладнання

Цех для термічної обробки шпильки повинен бути обладнаний під’йомно –транспортними механізмами, які забезпечують швидке піднімання та опускання виробів, а також швидке транспортування деталей від однієї печі до іншої.  

Твердість шпильки після гартування вимірюється на твердомірі ТШ. За технічними умовами твердість повинна бути НВ 280…320. Для обслуговування ділянки використовуємо кран – балку.   

Також необхідно мати стіл для рихтовки або прес. Прилад  для контроля биття.

Бак для гартування в маслі та промивна установка від масла.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 19

ФТ – 7109

Таблиця 4 – Зведена відомість обладнання

Найменування

обладнання

Індекс

Призначення

Характе-

ристика

Кіл-кість

Потуж-ність, кВт

Основне обладнання

1

1.

Піч шахтна електрична

СШЗ 06.06/10

Гартування

Робоча темпера-тура 1000˚С

1

50

2.

Піч шахтна електрична

СШО 06.06/7

Відпуск

Робоча темпера-тура 700˚С

1

36

3.

Баки для гартування

(власного виготовлення)

За кресленням

Охолодження при гартуванні

1000 х 1000 мм

2

-

Допоміжне обладнання

3.

Кран – балка

-

Переміщення виробів

Q = 2 т

1

3

4.

Прилади для виміру твердості

ТШ

Контроль якості

-

1

0,3

Додаткове обладнання

5.

Бак для промивки

Очистка після гартування

d = 1000

1

 

1.11 Розрахунок трудомісткості термічної обробки

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

20

ФТ – 7109

Для визначення трудомісткості турмічної обробки в умовах серійного та дрібносерійного виробництва застосовують розрахунок за укрупненими показниками.

Загальна трудомісткість термічної обробки Тр. заг., людино – год:

                                                                                                               (18)

де   – узята кількість виробничих робітників;

      – дійсний річний фонд часу праці робітника, год (табл. 3.19) [2].

Тр. заг. = 1 * 1820 = 1820 год.

Кількість виробничих робітників можна визначити розтановочним методом, тобто за нормами обслуговування устаткування. Так, на один агрегат для гартування і відпуску рекомендовано одного виробничого робітника, на шахтну              піч – 0,33 (1 робітник на 3 печі). Деякі дані з цього приводу наведено в                              табл. 3.20, [2].

Трудомісткість термічної обробки 1 т деталей Тр, людино – год/т:

                                                                                                                      (19)

де П – річна програма термічної обробки, т;

    Тр.заг. – загальна трудомісткість термообробки.

Трудомісткість термічної обробки 1 т деталей складає 0,36 людино – год/т.

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

26

ФТ2104.7.090104 ПЗ

Розроб.

Баланенко  О.С.

Перевір.

Більченко О.В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Охорона праці та навколишнього середовища

Літ.

Акрушів

ІФФ, ФТ-21

2 Охорона праці та навколишнього середовища

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

21

ФТ – 7109

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В.В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Охорона праці та навколишнього середовища

Літ.

Акрушів

6

ІФФ, ФТ – 71

Виходячи з умов праці в цеху існують загальні вимоги до виробничих процесів ГОСТ 12.3.002-75, які передбачають застереження від забрудуднення навколишнього середовища та охорону здоровۥя працівників. Вони включають:

  1.   усунення безпосереднього контакту працівників з вихідними матеріалами, заготовками, які являють небезпеку;

- заміну технологічних процесів та операцій, повۥязаних з виникненням небезпечних та шкідливих виробничих факторів;

-  комплексну механізацію та автоматизацію виробництва;

- застосування дистанційного керування технологічними процесами та операціями за наявності небезпечних та шкідливих виробничих факторів;

-  герметизацію обладнання;

- запровадження систем керування технологічними процесами, котрі забезпечують захист працівників та аварійне вимкнення виробничого обладнання;

- забезпечення пожежо– та вибухобезпеки.

Значною мірою безпека виробничих процесів залежить від організації та раціональності планування дільниць, від рівня облаштованості робочих місць, виконання вимог безпеки до виробничих приміщень.

Будова термічного цеху повинна виготовлятися із вогнестійких матеріалів, відповідно I і II степенем вогнестійкості.

Дах цеху виготовляється із пожежостійких і теплоізолюючих матеріалів з ліхтарем, призначеним для додаткового освітлення.

Пол термічного цеху повинен мати тверде і стійке покриття, особливо на проїжджій частині і на дільницях складування, не ковзати і добре очищатися від різних забруднень.

Охорона праці та навколишнього середовища

Техніка безпеки та промислова санітарія – це система організаційних заходів і технічних засобів, що запобігать на працівників небезпечних і шкідливих виробничих факторів. До числа небезпечних відносяться фактори, які призводять до травм або різкого погіршення здоров’я.

Небезпечні та шкідливі виробничі фактори, що виникають при термічній обробці, підрозділяються на фізичні, хімічні та психофізичні. До фізичних факторів відносяться: підвищена температура повітря робочої зони, підвищена загазованість повітря робочої зони, небезпечний рівень напруги,

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 26

                ФТ3206.7.090104 ПЗ

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 22

ФТ – 7109

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 26

                ФТ3206.7.090104 ПЗ

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 26

                ФТ3206.7.090104 ПЗ

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 26

                ФТ3206.7.090104 ПЗ

підвищений рівень шуму чи вібрації на робочому місці. До хімічних факторів відносяться токсичні, подразнючі, канцерогенні речовини.

Оскільки в термічних цехах основним видом обладнання є печі, то і температурні умови в цеху і на робочих місцях залежать від їх типу, особливостей конструкції. Виділення тепла в атмосферу цеху відбувається при конвекції від нагрітих стінок своду, а також від деталей, які мають температуру нижче 600 С0. Через відкриті завантажувально – розвантажувальні вікна нагрітих печей, від деталей, що розвантажуються з печей з температурою більше 700 С0, тепло розповсюджується в цех випромінюванням. Кількість тепла, що передається від печі, нагрітої до температури 900 С0  на відстані 1 метр складає 1 – 8 кДж/м2с. Згідно ГОСТ 12.3.004-75 інтенсивність опромінювання на робочих місцях не повинна перевищувати 0,35  кДж/м2с.

Істотний вплив на температуру цеху чинять оброблювані деталі, які після нагріву в печі розвантажуються для проведення наступних операцій, наприклад гартування, після відпуску та інше. Тому нагріті в процесі термічної обробки деталі необхідно розташовувати в місцях, що установлені витяжною вентиляцією.

Зміна складу атмосфери більше ніж допустимий порушує роботу органів дихання. Знаходження в атмосфері , що місить менше 10% кисню, призводить до небезпечного для життя кисневого голодування. Тому необхідно обладнати в першу чергу бортовими відсосами, які знеможливлюють виділення в повітря робочої зони виділення парів солей, а також ефективної витяжної вентиляції.

Безпека експлуатації електропечей і електроустановок в термічному цеху забезпечується застосуванням ряду  технічних засобів, до числа яких відносяться: зниження робочої напруги, робоча ізоляція струмоведучих частин, установка блокуючих пристроїв, сигналізація, огородження та інше.

Для зниження робочої напруги в термічних печах передбачені понижуючі трансформатори, що встановлють на металевій конструкції печі

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

23

ФТ – 7109

чи біля неї. Значення робочої напруги залежить від потрібної температури та потужності печі.

Всі струмоведучі частини печей, електроустановок повинні старанно і надійно ізольовані. При цьому опір на ділянці мережі між запобіжниками повинен складати не менше 0,5 мОм. Найбільш ефективним є постійний контроль, при якому за допомогою спеціальних приладів вимірюється електроопір ізоляції на проміжку всього часу роботи установки.

Термісти, що працюють на електропечах, до початку роботи повинні перевірити справність приладів, вентиляції, підготувати до роботи необхідні інструменти. Завантаження і розвантаження виробів необхідно проводити при знеструмленій печі, в чому необхідно переконатися по сигнальній лампі на щитку.

Техніка безпеки, електробезпеки і протипожежні міри на дільниці

Так як безпека праці в першу чергу залежить від знання всіма працівниками правил техніки безпеки, тому всі хто приймається на роботу проходять ввідний інструктаж по техніці безпеки.

Наступним етапом навчання робітників являється інструктаж на робочому місці.

На дільниці повинні бути попереджувальні знаки і плакати, які нагадують робітникам про правила техніки безпеки. Крім того, робітник повинен знати правила роботи з електродвигуном, теплопровідними механізмами і т.д..

При транспортуванні або підйомі деталі робітник не повинен знаходиться під висячим на крані вантажом.

Всі струмопровідні деталі і дроти силових установок, електричних ліній, нагрівальних електропечей повинні бути заземлені. Площина підлоги в цеху повинна бути рівною і сухою.

Можливе встановлення приборів автоматичної сигналізації, які сповіщають про небезпечне приближення до струмопровідних частин.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

24

ФТ – 7109

На дільниці термічного цеху повинна бути аптечка з набором приспособ і медикаментів для надання першої медичної допомоги. Кожен робітник повинен знати правила надання першої медичної допомоги. Необхідно всі виробничі і службові приміщення тримати в чистоті.

Входи в приміщення, внутрішні проходи, коридори, тамбури сходів повинні добре освітлюватися.

Загромадження проходів і проїздів не допускається. Приміщення повинні бути забезпечені першими засобами пожежогасіння.

Загальні вимоги безпеки:

1. До роботи допускаються особи не менше 18 років, які пройшли спеціальне навчання, медичний огляд і перевірку знання техніки безпеки.

2. Терміст повинен отримувати первинний інструктаж по техніці безпеки на робочому місці і не рідше ніж один раз в квартал повинен проходити первинний інструктаж.

3. Робітник термічного цеху повинен виконувати лише ту роботу, яка йому поручена і дозволена майстром.

4. Робітник повинен дотримуватися правил внутрішнього розпорядку підприємства: забороняється розпивати спиртні напої, курити тільки в дозволених місцях.

5. При виконанні нової роботи потрібно отримати у майстра додатковий інструктаж по техніці безпеки.

6. Термісту надається наступний спецодяг: костюм х/б з вогнезахисною пропиткою, взуття шкіряне, рукавиці брезентові.

7. Особи, які не виконують дану інструкцію притягуються до відповідальності відповідно до правил внутрішнього трудового розпорядку підприємства.   

Вимоги техніки безпеки під час роботи

1. Обслуговування електричних печей проводиться згідно електротехнічним правилам, нормам експлуатації електрообладнання.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

25

ФТ – 7109

2. Категорично забороняється експлуатація печей в несправному стані при відсутності заземляючих пристроїв на струмоведучих частинах механізмів при падінні температури в печах.

3. На дозволяється працювати на печах при відключеній витяжній вентиляції.

4. На всіх захистних кінцях повинні бути виконані надписи, які забороняють знімати їх під час роботи печей.

5. Не допускається зниження рівня масла в гартувальному баці нижче контрольної мітки.

6. Забороняється залишати без догляду печі які працюють.

7. Категорично забороняється підвищувати температуру електропечі вище вказаної технології.

8. В усіх випадках порушення нормальної роботи печей або при виявленні несправності, які можуть призвести до аварії, робітники повинні повідомити про це змінному майстру або начальнику цеха.

Міри безпеки по охороні навколишнього середовища

 Промислове виробництво в більшості випадків зв’язано з споживанням вихідних енергетичних і матеріальних природних або раніше виготовлених ресурсів, їх переробкою і випуском продукції.

Процеси  переробки  вихідних матеріалів супроводжується їх частковими втратами в вигляді відходів і викидів в навколишнє середовище. Сюди надходить і частина невикористаних енергетичних ресурсів. Все це в тій чи іншій мірі  в залежності від масштабів діє на навколишнє середовище.

Для коректної зміни взаємодії людини з навколишнім середовищем представляється цілесообразним комплексним підходом.

Перед усим необхідно змінити психологічний підхід людини до вирішення питань взаємовідносин  його  з природою.

Наступний напрямок комплексного підходу  до вирішення питання взаємовідносин людини з  навколишнім середовищем – розширення

наукових досліджень і виконання розробок по очистці викидів в навколишнє середовище, їх утилізацію, по вдосконаленню технології з метою зменшення відходів і викидів. Не менш значимим питанням являється утворення спеціалізованої  виробничої бази  по забезпеченню засобами існуючих і знову розроблених технологій очистки і утилізації відходів.

Установки з ламповим генератором розміщуються в ізольованому від цеху приміщенні. При умовах монтажу таких установок в металевих кожухах, або з автоблокуванням, що виключає можливість доторкання до їх частин, які знаходяться під напругою, можуть бути розташовані в цеху біля робочих місць.

Зм.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

26

                ФТ – 7109

Висновок

          При виконанні курсового проекту було розроблено ділянку термічної обробки шпильок з річною програмою 5075 шт.

         В якості сталі рекомендована сталь 40Х з наступною термічною обробкою:

гартування (температур 830 – 850 0С)  з охолодженням у воді кімнатної температури (20 – 30 0С) та високий відпуск при температурі 500 – 6000С також з охолодженням у воді кімнатної температури.

         Вибрана і розрахована необхідна кількість основного, допоміжного та додаткового обладнання.

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

27

ФТ – 7109

Розроб.

Поляков І. А.

С.В.

Перевір.

Христенко В.В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Висновок

Літ.

Акрушів

1

ІФФ, ФТ – 71

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

    28

ФТ – 7109

Розроб.

Поляков І. А.

Перевір.

Христенко В. В.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

Список використаної літератури

Літ.

Акрушів

1

ІФФ, ФТ – 71

Список використаної літератури

1) Марочник сталей и сплавов: справочнои / Под  ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.

2) Москаленко Ю.Н., Більченко О.В. Методичні вказівки до курсового та дипломного пректування з курсу “Технологія обладнання та проектуваняя термічних цехів”. – К.: ІВЦ “Видавництво «Політехнік»”, 2002. – 64 с.

3) Баскаев Х.К., Самохоцкий А.И. Металловедение и термическая обработка металлов.-М.: Машиностроение, 1966. – 191 с.

4)  Башнин Ю.А.. Ушаков В.К., Секей А.Г. Технология термической обработки стали.-М.: Металлургия, 1986. – 424с.

5)  Блантер М.Е. Методика исследования металлов и обработка опытных данных.-  М.: Металлургиздат,1952. – 212с.

 6) Термическая обработка в машиностроении: Справочник / Под ред. Ю. М. Лахтина, А.Г. Рахштадта. – М.: Машиностроение, 1980. – 783 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13161. Створення презентацій у PowerPoint 549 KB
  Лабораторна робота №11 Тема: Створення презентацій у PowerPoint Мета: навчитись використовувати програму PowerPoint працювати з ефектами анімації шаблонами оформлення. План: Вивчити необхідний теоретичний матеріал. Виконати практичне зав
13162. Робота з програмним забезпеченням галузевого спрямування 78 KB
  Лабораторна робота № 12 Тема: Робота з програмним забезпеченням галузевого спрямування Мета: навчитися використовувати MS Excel для вирішення економічних задач. План: Вивчити необхідний теоретичний матеріал. Виконати практичне завдання...
13163. Робота з браузером Internet Explorer 388.5 KB
  Лабораторна робота № 13 Тема. Робота з браузером Internet Explorer Мета: Засвоєння концепції глобальної мережі Інтернет оволодіння Інтернеттехнологіями для ділового спілкування та пошуку технічної інформації. План: Ознайомитись з теоретичними ...
13164. Робота з проблемно-орієнтовним програмним забезпеченням 416.5 KB
  ...
13165. Основные возможности ABBYY FineReader 8.0 Professional Edition 34 KB
  Основные возможности ABBYY FineReader 8.0 Professional Edition Интеллектуальная система оптического распознавания ABBYY FineReader 8.0 – идеальное решение для тех кому нужен высочайший уровень точности распознавания и сохранения оформления. ABBYY FineReader переведёт бумажные документы PDFфайлы и ц...
13166. Створення найпростішої Web-сторінки 164.58 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 15 Тема: Створення найпростішої Webсторінки. Мета: навчитися застосовувати знання з HTML набуті на лекційних заняттях; навчитися створювати вебсторінки використовуючи мову HTML та редактор PSPad. Теоретичні відомості: ...
13167. Менеджмент. Ответы к экзаменам 1.96 MB
  Оглавление. Принципы риск менеджмента. Оценка рисков и методы их минимизации. Системы Интернет бронирования туристских услуг: классификация характеристика предоставляемых услуг и перспективы развития ...
13168. Теорія виховання. Конспект лекцій 894 KB
  Теорія виховання ЛЕКЦІЯ 1 ТЕМА: Сутність зміст процесу виховання. ПЛАН : Процес виховання його структура і рушійні сили. Принципи виховання. 1. Процес виховання його структура і рушійні сили. Природа не творить людини як цілісної особистості вона ли...
13169. История западной философии и ее связи с политическими и социальными условиями от античности до наших дней 4.16 MB
  Бертран Рассел История западной философии и ее связи с политическими и социальными условиями от античности до наших дней СОДЕРЖАНИЕ Книга 1. Часть 1. Досократики Предисловие автора Введение Глава. 1 Возникновение греческой цивилизации Глава. 2 М...