в механическом цехе (участке)
Состав производственных отделений и участков механического цеха определяется характером изготавливаемых изделий, технологическим процессом, объемом и организацией производства.
В поточно-массовом производстве механический цех разбивается на производственные участки по признаку или наименованию узла.
В серийном производстве механический цех разбивается на участки (или пролеты) по размерам деталей (участок (пролет) крупных деталей, участок (пролет средних деталей, участок (пролет) мелких деталей) или по характеру и типу деталей (участок валов, участок зубчатых колес и т.д.)
Определение размера площади участка (цеха) определяется на основании планировки путем разработки плана расположения оборудования, рабочих мест, конвейерных и других устройств, складочных мест заготовок и готовых деталей, проездов, проходов и пр. На основании планировки уточняются принятые ширина, длина и число пролетов здания участка (цеха).
Пролетом называется часть здания, ограниченная в продольном направлении двумя параллельными рядами колонн. Ширина пролетов (расстояние между осями колонн в поперечном направлении пролета) зависит от габаритов применяемого оборудования и средств транспорта. Наиболее распространены размеры ширины пролетов для механических цехов машиностроения [4,9]:
для легкого машиностроения -18 м;
для среднего машиностроения - 18 и 24 м;
для тяжелого машиностроения — 24, 30, 36 м.
Расстояние между осями колонн в продольном направлении называется шагом колонн, и оно принимается чаще всего 6, 9 и 12 м в зависимости от рода применяемого материала для здания, его конструкции и нагрузок.
Расстояния между осями колонн в поперечном и продольном направлениях образуют сетку колонн. В механических цехах часто применяются сетки колонн, равные 18><12 м и 24><12 м или 18><6 м и 24><6 м в среднем машиностроении; в тяжелом – 30><6 м и 36><6 м.
Длина пролета определяется (считая по его продольной оси) суммой размеров последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и других участков цеха.
Установив необходимую ширину пролета, их длину, количество колонн, определяют размер потребной площади производственного (станочного) участка цеха. Показателем, характеризующим использование производственной площади механического цеха (участка), является удельная площадь, т.е. площадь, приходящаяся в среднем на один станок (вместе с проходами). Она получается путем деления общей площади, занятой станками с проходами, на число станков, расположенных на ней. Средняя величина удельной площади составляет для малых станков 10 - 12 м2, средних – 15 - 25 м2, крупных – 30 - 45 м2.
Металлорежущие станки участков или линий механического цеха располагают в цехе одним из двух способов:
- по типам оборудования;
- в порядке технологических операций.
По типам оборудования - способу, характерному для единичного и мелкосерийного производства и для отдельных деталей в серийном производстве, станки располагают по признаку однородности, т.е. создают участки однородных станков: токарных, фрезерных, строгальных, шлифовальных и др. [8,9].
По порядку технологических операций - способу, характерному для цехов серийного и массового производств, станки располагают последовательно в соответствии с технологическими операциями для обработки одноименных или нескольких разноименных деталей, имеющих схожий порядок операций обработки.
При размещении станков в линии необходимо предусмотреть кратчайшие пути движения каждой детали в процессе обработки и не допускать обратных, кольцевых или петлеобразных движений, создающих встречные потоки и затрудняющие транспортирование обрабатываемых деталей.
Последовательность перехода детали со станка на станок образует технологическую линию движения деталей. Это движение деталей необходимо показывать на плане расположения оборудования.
На станочной линии плана цеха (участка) намечают такое положение станков, какое соответствует кратчайшему пути движения всех деталей, обрабатываемых на данной линии станков. Станки располагаются в пролете в два, три, четыре ряда в зависимости от размеров станков и ширины пролета. Крупные станки ставятся в пролете в два ряда, средние - в два - три, мелкие - в три - четыре ряда.
При расположении станков в два ряда вдоль пролета посредине оставляется проход для транспорта. Станки могут быть установлены вдоль пролета, поперек него или под углом.
Наиболее удобное расположение большинства станков -вдоль пролета. Поперечное расположение применяется в случае, когда необходимо достигнуть лучшее использование площади или когда при продольном расположении получаются слишком большие проходы, большее количество станков не размещается. При таком расположении для прохода к станкам оставляют поперечные проходы для доставки деталей на тележках к рабочим местам.
Расположение под углом (15 - 25°) применяется для револьверных станков и автоматов при прутковой работе, при протяжных, расточных, продольно-строгальных, продольно-фрезерных и продольно-шлифовальных станков и обеспечивает лучшее использование площадей.
При вычерчивании габаритов станка принимают его контур по крайним выступающим частям, причем в габарит входят крайние положения движущихся частей. Характеристики станков берутся из каталогов механообрабатывающего оборудования, различных справочниках и технической литературе по металлообработке [5,8,9] и др.
Особенно важное значение для повышения производитель-ности труда имеет рациональная планировка и организация рабочего места, при которой устраняются потери времени на лишнее
хождение, лишние движения и т. д.
При разработке плана расположения станков следует координировать их положение относительно колонн; этим достигается возможность точного положения места каждого станка независимо от положения соседних станков. Колоннам в каждом пролете присваивается номер. Расстояние от определенной колонны до станка в двух направлениях фиксируют местоположение станка на участке (цехе).
При размещении станков необходимо стремиться к достижению прямоточности производства. При расстановке станков руководствуются нормальными размерами промежутков (разрывов) между станками в продольном и поперечном направлениях и размерами расстояний от стен и колонн. Эти размеры должны гарантировать удобство выполнения работ на станках, безопасность рабочих, свободу движения людей и транспортных средств с грузом и т.д. Минимальные расстояния между оборудованием и элементами зданий следует устанавливать, руководствуясь рекомендациями, приведенными в работе [9, табл. 15] и справочнике [5, т.4]. При планировке оборудования всегда нужно стремиться получить короткую технологическую линию, чтобы детали не совершали длинный путь.
Планировка участка (цеха) выполняется в масштабе 1:100. Для больших цехов (при наличии более 250 станков) планировка выполняется в масштабе 1:200. При мелких габаритах допускается выполнять технологическую планировку в масштабе 1:50.
На плане должны быть изображены все оборудование и все устройства, относящиеся к рабочему месту, а именно:
-металлорежущие станки, автоматические станочные ли нии и другое станочное оборудование;
-местоположение рабочего у станка во время работы; место рабочего у станка обозначается на плане кружком, половина которого заштриховывается; при этом светлая часть кружка, обозначающая лицо рабочего, должна быть обращена к станку;
-рабочие места без оборудования с указанием их габарита;
-верстаки, рабочие столы, подставки;
-инструментальные шкафы;
-места для этажерок и подставок для деталей и крупногоинструмента;
-места у станков для обработанных деталей и обрабатываемых заготовок и материалов;
-транспортные устройства, относящиеся к рабочему месту - наклонные скаты (желоба, лотки), склизы и пр.;
- площадки для контроля и временного хранения деталей;
- места для мастеров.
На плане должны быть изображены штрихпунктирными линиями все проезды и проходы, штриховыми линиями туннели или ямы, предназначенные для производственных или транспортных целей.
В строительной части на плане должны быть изображены:
- колонны с осями и обозначениями каждой колонны (номер колонны и ее буквенное обозначение);
- очертания оснований колонн и фундаментов (штрихо выми линиями);
- наружные и внутренние стены - капитальные и лег кие, перегородки, включая стеклянные и сетчатые;
- окна, двери, как наружные, так и внутренние;
- подвалы, подземные комнаты и антресоли.
На плане должны быть даны все необходимые размеры: ширина пролетов; шаг колонн, общая ширина цеха (участка); общая длина пролетов и всего цеха; ширина продольных и поперечных проходов или проездов; ширина, длина и площадь каждого вспомогательного отделения; расстояния от станков до колонны и между станками и рабочими местами, габаритные размеры крупных станков.Все нанесенные на план изображения и размеры должны быть вычерчены в масштабе.
Все станки, автоматические станочные линии и другое оборудование, а также устройства на рабочих местах, складские и контрольные площадки, транспортные устройства, изображенные на плане, обозначаются порядковыми номерами и вносятся в спецификацию, которая является приложением к чертежу планировки. В спецификации должны быть указаны:
номер, обозначенный на плане;
наименование оборудования иди устройства;
характеристика их - основные размеры, грузоподъемность, площадь и т.д.
- мощность электродвигателей этого оборудования и устройств.
На плане указывают названия производственных и вспомогательных отделений цеха (участка), а также названия и номера этажей при многоэтажном здании.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (ЭХФО)
3.1. Общие сведения и технологическая схема
обработки
В настоящее время широкое распространение находит электрохимический метод размерной обработки деталей в проточном электролите (ЭХО).
Этот метод чрезвычайно перспективен по сравнению с ультразвуковыми и электрическими методами, так как имеет следующие преимущества:
возможна одновременная обработка практически неограни-ченных по размеру площадей (они определяются лишьмощностью источников тока);
достигается хорошая чистота обработанной поверхности и высокая производительность;
отсутствуем износа электродов, выполняющих функции инструментов;
относительная простота оборудования;
отсутствуют вредные влияния на обрабатываемую поверх-ность;
-возможна обработка тонкостенных изделий без деформации.
Электрохимический способ размерной обработки является разновидностью электрохимических методов обработки металлов. Физическая сущность метода основана на электрохимических процессах, которые протекают на электродах и сопровождаются анодным растворением металла. При ЭХО обрабатываемая деталь устанавливается относительно электрода-инструмента с зазором, через который прокачивается с большой скоростью электролит (обычно 15%-ный раствор NaCl). Деталь подключается в качестве анода, а электрод-инструмент в качестве катода к низковольтному (обычно 12 В) источнику постоянного тока.
При прохождении электрического тока по цепи катод-электролит-анод, последний под действием тока растворяется. Продукт анодного растворения образует на поверхности детали пленку, которая непрерывно удаляется с поверхности анода потоком электролита. В результате электрохимических реакций на аноде, а затем в электролите, металл анода образует гидраты окислов металлов - шлам, который из зоны обработки уносится электролитом в бак. Материал катода в электрохимических реакциях не участвует, поэтому электрод не изнашивается и служит токопроводящим элементом в цепи анод-электролит-катод.
На катоде выделяется газообразный водород, который из зоны обработки выносится электролитом в бак, откуда он выделяется в атмосферу. Электролит в результате химических реакций восстанавливается.
Состав цеха электрохимической обработки
Состав цеха или даже участка электрохимической обработки определяется особенностями технологии и требованиями охраны труда. Электрохимический процесс, как уже было отмечено, сопряжен с наличием поваренной соли, поступающей в больших количествах, необходимостью приготовления электролита, удаления шлама, очистки и восстановления электролита и т.п. Выделение в процессе электрохимического цикла водорода и возможность образования "гремучего газа" требует создания условий эвакуации его от рабочих мест в замкнутые, легко вентилируемые объемы сооружений. Таким образом, взрывоопасность процесса требует обязательной изоляции отделения приготовления и централизованного снабжения электролитом от основных объемов здания, перечисленные условия обуславливают следующую организационную структуру и состав цеха [5].
1. Производственные отделения и участки:
- отделение станков электрохимической обработки;
участок промывки деталей с использованием ультразвука;
отделение централизованного снабжения электролитом;
участок холодильной установки;
бюро цехового контроля (приборный контроль).
2. Вспомогательные службы и помещения:
помещение для концентрированного раствора электролита,
мастерская механика, РЕМПРИ и профилактического ре- монта насосов и фильтров;
помещение дежурного электромонтера и слесаря;
помещение для ремонта приборов оптико-механического контроля.
3. Складские помещения:
площадка для складирования поступающих и готовых де талей;
кладовая приспособлений и инструмента;
помещение для сбора и отправки шлама;
помещение для хранения соли и химикатов;
кладовая вспомогательных материалов;
изолятор брака.
4. Подсобные помещения:
помещения вытяжной и приточной вентиляции;
трансформаторная подстанция;
помещение нейтрализации сточных вод.
5. Конторско-бытовые помещения.
Состав конторско-бытовых помещений тот же, что и для цехов защитных покрытий.
Состав цеха (участка) может меняться в зависимости от объема производства. Небольшие участки ЭХО целесообразно подчинять одному из цехов потребителей деталей или предусматривать этот участок в составе механического цеха. В этом случае конторско-бытовые помещения, отдельные склады и прочее могут быть общими.