Долгушин В.В., Сай В.А. Основы проектирования цехов машиностроительных заводов

Подождите немного. Документ загружается.

121

Нормы расхода энергоресурсов (воды, воздуха, газа, эмуль-

сиии, масел и т.п.) зависят от вида оборудования. При укрупнен-

ных расчетах принимают средние нормы расхода энергоресурсов

(для технологических нужд) на одного производственного рабо-

чего при двухсменной работе цехов, которые приведены в

табл.16.

Кроме того, для правильной планировки цехов необходимо

знать нормы, устанавливаемые на ширину цеховых проездов и

расстояния между линиями станков при различном цеховом

транспорте (табл.17), нормы на межцеховые проезды (табл.18) и

расстояния между станками и от станков до стен и колонн цехов

(табл.19). При организации в цехе поточных линий нормы рас-

стояний отличаются от приведенных выше (табл.20).

Разработка рациональной компоновки площадей механиче-

ского цеха является важным этапом. Поэтому, как правило, рас-

сматривается несколько вариантов, и лишь после всестороннего

обсуждения принимается один - наиболее оптимальный.

5.5. Особенности компоновки автоматических цехов

и участков, оснащенных станками с программным

управлением и многоинструментальными станками с ЧПУ

Участки и цехи, оснащенные станками с ЧПУ, появились

сравнительно недавно. Первый автоматический участок обраба-

тывал относительно простые детали типа тел вращения. В на-

стоящее время на заводах и заводах серийного производства су-

ществуют участки и цехи, оснащенные станками с программным

управлением и многоинструменальными станками с ЧПУ. Име-

ется несколько способов размещения станков на участках. При

расположении станков в последовательности, отвечающей тех-

нологическому процессу обработки, необходимо синхронизиро-

вать штучное время обработки, чтобы обеспечить равномерную

работу всех станков. Обработка деталей ведется в присоблениях-

спутниках. Чтобы не зависеть от синхронности операций, при

122

123

124

125

126

127

обработке некоторых деталей используют несколько однотипных

станков. В этом случае программу выполнения операций состав-

ляют таким образом, чтобы на освободившийся станок поступала

необработанная деталь. И тем не менее, чтобы станки не про-

стаивали, требуется хотя бы приближенная синхронизация. При

работе станков с ЧПУ в мелкосерийном и серийном производст-

вах в цехах организуют автоматические участки, состоящие из

нескольких подразделений (рис.5.4.):

1) обработка базовых поверхностей деталей для однора-

зовой и однозначной установки на спутник;

2) установка деталей на спутник и автоматизированная

кладовая;

3) автоматическая обработка деталей на станках с ЧПУ;

4) доделочные операции и подготовка инструмента.

Рис.5.4. Схема автоматизированного участка из станков с ЧПУ

Обработка деталей производится следующим образом. На

участке 1 обрабатываются базовые поверхности деталей, после

чего детали передаются в кладовую, где с помощью крана-

штабелера устанавливаются и закрепляются на спутнике 7. Уста-

новленная на спутнике деталь поступает на каретку-оператор

входной ветви 11. По заданной программе каретка перемещает

деталь со спутником к приемной станции необходимого много-

инструментального станка 1 – 6, где поперечный транспорт пе-

редает их на станок. По завершении операции транспортер 8 пе-

ремещает деталь со спутником на каретку 9 выходной ветви.

128

Пройдя через моечный пункт 10, привозит деталь со спутником

в отправную погрузочно-разгрузочную точку. Далее деталь

снимается или направляется по программе на другие станки

или после контроля на доделочные операции участка IV, а по-

том возвращается вновь по выходной ветви. Поперечные

транспортеры от входной ветви делаются длиннее, чем к вы-

ходной, чтобы иметь на них запас деталей для бесперебойной

работы многоинструментальных станков. Использование уни-

версальных спутников позволяет обрабатывать на автоматизи-

рованном участке детали несколько типов, а установка одно-

типных станков параллельно, а не последовательно (при об-

служивании станков двумя каретками – по одной на каждой

ветви) дает возможность обрабатывать детали с различным

штучным временем.

5.6. Проектирование цехов и участков

электрохимической обработки

Электрохимическая обработка (ЭХО) получила широкое

применение благодаря целому ряду преимуществ. ЭХО допус-

кает снятие большого припуска без деформации и позволяет

выдерживать точность по размеру до 0,1 мм при шероховатости

до 0,63 мкм и менее. Процесс ЭХО основан на анодном раство-

рении металла. Деталь при обработке устанавливается с зазором

относительно электрода - инструмента, через который прокачи-

вается электролит (обычно раствор NaCl). Деталь является ано-

дом, а инструмент – катодом. Наличие растворов поваренной

соли и выделение водорода в процессе обработки требует при

проектировании и эксплуатации соблюдения специальных мер

предосторожности. Необходимо производить постоянную вен-

тиляцию рабочих мест с отводом водорода, а приготовление

электролитов должно быть изолированно от основного цеха.

В связи с этим организационная структура и состав цеха

ЭХО отличаются от обычных механических цехов. Отдельные

участки ЭХО могут включаться в состав механического цеха.

129

В отличие от других цехов, в цехе ЭХО проектируются:

отделение станков ЭХО, участок промывок деталей с помо-

щью ультразвука, отделение централизованного снабжения

электролитом, участок холодильной установки. Кроме того в

цехе ЭХО должны предусматриваться: помещение для приго-

товления электролита, мастерская профилактического ремонта

насосов и фильтров, помещение для сбора и отправки шлама,

кладовые химикатов, помещение для нейтрализации сточных

вод. Исходные данные для проектирования цеха ЭХО анало-

гичны данным для проектирования механического цеха, но,

кроме того, в ведомости указывают объем снимаемого металла

с каждой детали.

Количество металла V, снимаемого с одной заготовки (в

мм

/мин), можно определить по формуле:

ICV

, (5.1)

где

- коэффициент, характеризующий выход металла по

току ( зависит от многих факторов и определяется экспери-

ментально, если необходимы более точные расчеты);

- объемный электрохимический эквивалент, мм

/А ч

(табл.21);

I – сила тока, протекающего через раствор, А.

Таблица 21

Значения объемного электрохимического эквивалента

Сплавы и металлы

Марка

Электрохимический эквива-

лент, мм

/А ч

Жаропрочные

сплавы

ЭИ437Б

ЭИ598

ЖС6КП

1,032

1,102

1,038

Титановые сплавы

ВТ-3

ВТ-9

ОТ4-1

0,6034

0,6130

0,5994

Алюминиевые

сплавы

Д16-Т

АМц

АК4

0,353

0,333

0,349

Железо

Никель

Титан

Вольфрам

1,042

1,095

0,596

1,144

130

Количество потребного оборудования определяют по

формуле:

ПV

, (5.2)

где П – программа выпуска деталей;

Р – максимальная производительность станка, мм

/мин.

Дополнительное оборудование принимают без расчета, а

вспомогательное устанавливают в РЕМПРИ в том случае, если

в цехе ЭХО оборудование для электрохимической обработки

составляет более 30% от основного.

При проектировании цеха или участка ЭХО предусматри-

вают насосы для прокачки электролита. Их выбирают исходя из

производительности, а также из расчета гидравлических и про-

чих потерь в трактах перекачки. Минимальный расход электро-

лита в общем случае можно определить по формуле:

qVQ

л/мин, (5.3)

где q – минимальный съем металла в граммах;

– объем электролита (в литрах), необходимый для уда-

ления одного грамма сплава в минуту.

Зная Q, определяют объем баков для электролита, при-

чем емкость их зависит от метода очистки и других требова-

ний. При очистке электролита центрифугированием объем ба-

ка определяют по формуле:

mqq

mIC

60V

, (5.4)

где I – сила тока, протекающего через зазор, А;

– коэффициент, показывающий отношение машинного

времени работы центрифуги ко времени полного цикла;

= (0,8 – 0,9)m

При очистке электролита коагулированием объем бака в

4 - 5 раз больше, чем при очистке центрифугированием.