Разработка технологии изготовления крышки задвижки

 

Содержание

1 Разработка технологии изготовления крышки задвижки	3
1.1 Назначение и конструкция  детали, характеристики рабочей  среды	3
1.2  Технические требования  на изготовление крышки задвижки	4
1.3 Материалы и виды  заготовок	5
2 Определение типа  производства	6
3 Разработка маршрута  изготовления крышки задвижки	6
3.1 Технологический процесс изготовления крышки задвижки	7
3.1.1 Изготовление заготовки крышки	7
3.1.2 Изготовление установочного кольца	8
3.1.3 Изготовление крышки	8
3.2 Выбор станков и оборудования	9
3.3 Выбор оборудования  для контроля изделий	9
4 Определение схем  базирования	9
5 Расчет токарных операций	10
6 Расчет сверлильной  операции	13
7 Расчет элементов сварочной операции	15
7.1 Последовательность расчета режима сварки	15
7.2 Расчет сварочной операции	17
8 Контрольная операция	20
Список литературы	21
Приложение А.  Маршрутная карта

 

 

1 Разработка технологии изготовления крышки задвижки

В данной работе разработана технология изготовления крышки клиновой задвижки, входящей в состав трубопровода подачи насыщенного пара от парового котла на технологию и собственные нужды производства. Годовая программа изготовления задвижек – 250 шт.

1.1 Назначение и конструкция детали, характеристики рабочей среды

Клиновая задвижка представляет собой сборочную единицу и предназначена для регулирования подачи насыщенного пара от парового котла на технологию и собственные нужды. Задвижка состоит из корпуса, крышки и запорного устройства, которое перемещается внутри корпуса, открывая проход для среды на требуемую величину. Условный проход задвижки 140 мм. Соединение с трубопроводом осуществляется сваркой.

  Крышка задвижки (Рисунок 1) представляет собой литую деталь. В верхней части крышки отверстие обработано механическим способом для установки уплотнительных элементов. Нижняя часть крышки обработана по плоскости разъема для установки на корпус.

К внутренней поверхности  приварено установочное кольцо.

Параметры среды, при  которых работает задвижка

Рабочая среда – пар  насыщенный.

Рабочее давление – 1,3 (13) МПа (кгс/см²).

Рабочая температура  – 191⁰С

 

 

_{Рисунок  1- Крышка клиновой задвижки}

1- крышка; 2 – установочное кольцо

 1.2  Технические требования на изготовление крышки задвижки

Посадочные поверхности крышки обрабатываются по 10-му квалитету точности с чистотой поверхности 5 класса.

-радиальное биение поверхности разъема относительно оси 0,05 мм;

 -несоосность осей отверстий не более 0,05…1 мм;

-смещение осей до 0,1…0,2 мм.

1.3 Материалы  и виды заготовок

-для изготовления, монтажа и ремонта трубопроводов и их деталей, работающих под давлением, должны использоваться материалы и полуфабрикаты, допущенные к применению Госгортехнадзором России.

-применение  новых материалов и полуфабрикатов  разрешается Госгортехнадзором России на основании положительного заключения специализированной организацией.

-поставка полуфабрикатов (их сдаточные характеристики, объем  и нормы контроля) должна проводиться по НД, согласованной в установленном порядке.

-данные о  качестве и свойствах материалов и полуфабрикатов должны быть подтверждены предприятием - изготовителем материала или полуфабриката и соответствующей маркировкой. При отсутствии или неполноте сведений (маркировки) организация-изготовитель или специализированная организация, проводящая монтаж или ремонт трубопровода, должны провести необходимые испытания с оформлением результатов протоколами.

-при выборе  материалов для трубопроводов,  сооружаемых в районах с холодным  климатом, кроме рабочих параметров, должно учитываться влияние низких температур при эксплуатации, монтаже, погрузочно-разгрузочных работах и хранении, если оно не учтено в организационно-технических мероприятиях.

-изготовитель  полуфабрикатов должен контролировать  химический состав материала. В сертификат должны быть внесены результаты химического анализа, полученные непосредственно для полуфабриката, или аналогичные данные по сертификату на заготовку (кроме отливок), использованную для его изготовления.

-полуфабрикаты  должны поставляться в термически  обработанном состоянии. Режим термической обработки должен быть указан в документации организации - изготовителя полуфабриката.

-изготовитель  полуфабрикатов должен выполнять контроль механических свойств металла путем испытаний на растяжение при 20 град. С определением временного сопротивления, условного предела текучести при остаточной деформации 0,2 или 1% или физического предела текучести, относительного удлинения и относительного сужения (если испытания проводятся на цилиндрических образцах). Значения относительного сужения допускается приводить в качестве справочных данных. В тех случаях, когда нормируются значения относительного сужения, контроль относительного удлинения не является обязательным [5].

Крышка задвижки изготавливается из стали 20Л по ГОСТ 1050 (твердость НВ 192…285) [2, Табл. 1-1].

В качестве заготовки  принимаем  литую заготовку 2 класса точности.

Масса крышки задвижки 12 кг.

2 Определение  типа производства

Тип производства зависит от массы детали и годовой  производственной программы. Определяем тип производства в соответствии с данными таблицы 1.

Таблица 1 –  Данные для определения типа производства

Масса детали, кг	Тип производства
	Единичное	Серийное			Массовое
		Мелко-	Средне-	Крупно-
<1,0	<10	10÷1500	1500÷75000	75000÷200000	>200000
1,0÷2,5	<10	10÷1000	1000÷50000	50000÷100000	>100000
2,5÷5,0	<10	10÷500	500÷35000	35000÷75000	>75000
5,0÷10,0	<10	10÷300	300÷25000	25000÷50000	>50000
>10	<10	10÷200	200÷10000	10000÷25000	>25000

При годовой  программе 250 шт./год т массе детали 12 кг тип производства – среднесерийный.

3 Разработка  маршрута изготовления крышки задвижки

Крышка собирается из предварительно изготовленных элементов. Укрупненная схема изготовления крышки  представлена на рисунке 3.

 

 

Рисунок 3 - Схема  изготовления крышки задвижки

 

3.1 Технологический  процесс изготовления крышки задвижки

3.1.1 Изготовление заготовки крышки

Операция 05. Заготовительная

Переход 1. Отливка заготовки

Операция 10. Токарная. Токарно-револьверный станок

Установ А

Переход 1. Подрезать торец диаметром ø270/160 мм

Переход 2. Расточить диаметр ø163 мм на глубину 15 мм начерно

Переход 3. Расточить диаметр ø165 мм на глубину 15 мм начисто

 Установ Б (Повернуть заготовку на 180⁰)

Переход 4. Подрезать торец диаметром ø100/70 мм

Переход 5. Расточить диаметр ø85 мм на длину 10 мм

Переход 6. Расточить диаметр ø73 мм на глубину 8 мм начерно

Переход 7. Расточить диаметр ø75 мм на глубину8 мм начисто

Операция 15. Контрольная

Переход 1. Проконтролировать  геометрические размеры 

3.1.2 Изготовление установочного кольца

Операция 05. Заготовительная. Пресс

Переход 1. Штамповка заготовки

Операция 10. Токарная. Токарно-револьверный станок

Установ А

Переход 1. Подрезать торец диаметром ø170/80 мм

Переход 2. Расточить диаметр ø85 мм на длину 10 мм

Переход 3. Обточить диаметр ø165 мм на длину 15 мм

Установ Б (Повернуть заготовку на 180⁰)

Переход 4. Подрезать торец диаметром ø165/85 мм

Переход 5. Расточить диаметр ø120 мм на длину 5 мм

Операция 15. Сверлильная. Радиально-сверлильный станок

Переход 1. Сверлить шесть сквозных отверстий диаметром 11 мм

 

3.1.3 Изготовление крышки

Сборка и сварка крышки осуществляется в специальном приспособлении.

Операция 05. Сварочная. Сварочный трансформатор

Переход 1. Установить кольцо в крышку, прихватить

Переход 2. Заварить кольцевой  шов ручной электродуговой сваркой

Операция 10. Контрольная

Переход 1. Проконтролировать геометрические размеры детали

Операция 15. Очистная

Переход 1. Очистить и  просушить крышка, установить заглушки

Переход 2.  Маркировать

3.2 Выбор станков и  оборудования

Для проведения операций штамповки, механической обработки, проведения сварочных работ выбираем следующее оборудование:

-штамповочный пресс;

-токарно-винторезный станок 16К20;

-токарно-револьверный  станок Е61;

-радиально-сверлильный  станок 2К52;

- сварочный трансформатор СТЭ-34.

3.3 Выбор оборудования  для контроля изделий

Для контроля изделия  выбираем следующее оборудование:

-штангенциркуль ШЦ-1

-универсальный шаблон сварщика УШС-3;

-калибр-пробка по ГОСТ 14810-69;

-калибр-скоба по МН 4780-63.

 

4 Определение схем базирования

Поверхность, относительно которой определяется положение  других поверхностей заготовки детали, называется базой.

В качестве базы при токарной обработке посадочных отверстий  принимаем поверхность разъема.

Схема базирования втулки при установке заготовки в трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема технологических  баз

а) схема базирования

б) условное обозначение технологических  баз и зажимных усилий

5 Расчет элементов механической обработки

Операция 10. Токарная (п.3.1.1)

Техническая характеристика токарно-винторезного станка 16К20 [1, Табл.4.7]:

Наибольший диаметр  заготовки, мм - 400;

Наибольшая длина заготовки, мм - 2000;

Обороты мин^-1 – 12,5; 16; 20; 25; 31,5;40; 50; 63;80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250;

Подачи, мм/мин – 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,6; 2,2; 4;

Мощность, кВт – 10

Инструмент: –резец подрезной 2120-0025- Т15К6-1 φ=60⁰ Эскиз токарной операции (3 перехода) представлен на рисунке 5

Переход 1. Подрезать торец диаметром ø270/160 мм

Переход 2. Расточить диаметр ø163 мм на глубину 15 мм начерно

Переход 3. Расточить диаметр ø165 мм на глубину 15 мм начисто

 

Рисунок 5 - Эскиз токарной операции (3 перехода)

Переход 1. Подрезать торец диаметром ø270/160 мм

Припуск на обработку торца–а=5 мм [3, стр.483]

Глубина резания t=5 мм

Число проходов i=а/t=5/5=1

Длина резания  мм

Длина рабочего хода L_р.х. = L+ L₁ + L₂ =110+6=116 мм

где L₁ + L₂ =4+2=6 мм-  длина врезания и перебега [3, стр.465]

Стойкость инструмента  Т_м  =100 мин  (3 инструмента в наладке) [3, стр.544]

Коэффициент времени  резания 

= принимаем l = 1

  Стойкость инструмента 

T= Т_м  ∙ λ  =100∙1=100 мин    

Подача на оборот шпинделя S₀=0,6 мм/об [3, табл. 8 А]

Скорость резания – [3, стр.544]

V= V_табл K₅ K₆ K₇

где V_табл =76 м/мин;

K₅  =1,0 - поправка на материал (Т15К6, HB=229);

K₆   =1,2  - поправка на стойкость;

K₇ =1,2 – поперечное точение при d/D=160/270=0,59

V= 76·1·1,2·1,2=109,4 м/мин

Число оборотов шпинделя

об/мин

По паспорту станка принимаем  ближайшее значение n_пр=125 об/мин

Уточняем скорость резания

м/мин

Минутная подача S_мин= S_{0 пр}n_пр=0,6·125=75мм/мин

Основное время на обработку торца

мин

Результаты расчетов переходов (Рисунок5) представлены в  таблице 2