Изготовление деталей корпуса

Технологические процессы изготовления деталей корпуса БУ в своем большинстве не имеют принципиальных отличий от приме­няемых в судовом корпусостроении. В то же время имеется ряд спе­цифических особенностей, которые следует учитывать при разработ­ке технологических процессов изготовления некоторых конкретных деталей и выбора соответствующего оборудования. К таким особен­ностям относятся применение высокопрочных сталей для целого ряда конструкций, наличие в составе конструкций листовых деталей боль­шой толщины, криволинейная форма поверхности значительной ча­сти деталей, повышенные требования к точности изготовления дета­лей и некоторые другие. Кроме этих особенностей при разработке технологических процессов изготовления деталей корпуса БУ необ­ходимо учитывать новые прогрессивные разработки в области совер­шенствования корпусообрабатывающего производства и в первую очередь его механизацию и автоматизацию.

Корпусообрабатывающее производство, включающее все основные процессы изготовления деталей корпуса, является одним из наиболее механизированных видов судостроительного производства. В настоя­щее время на многих судостроительных заводах действуют механизи­рованные линии предварительной обработки (правки, очистки, грун­товки) листового и профильного проката, линии тепловой резки, гибочное оборудование. В то же время некоторые весьма трудоемкие операции выполняются вручную. К таким операциям, в частности, относится разметка и маркирование деталей. В отечественном судо­строении предпринимались неоднократные попытки автоматизировать эти операции. В частности были созданы машины портального типа для маркирования листовых деталей кернением («АМУ-62»), клейме­нием («Символ-4»), лучом лазера («Топаз-2, 5»). Однако широкого применения они не получили в силу, прежде всего, недостаточной надежности и ограниченной их производительности.

Весьма перспективным следует считать способ электрокаплеструйно-го маркирования деталей. Принципиальная схема электрокаплеструйного устройства показана на рис. 9.1. Под действием высокого давления из сопла 3 выбрасывается с большой скоростью струя краски, дробящая­ся на некотором расстоянии от сопла на капли. Получение

пульсирующей струи под высоким давлением обеспечивается насосом 12 и электрогидропреобразователем 2 (пьезокерамические пластины, уп­равляемые генератором синусои­дального напряжения 1). Каждая капля 7 до достижения поверхнос­ти детали 10 избирательно заряжа­ется в электроде 4, управляемом знакогенератором 5 и далее при по­лете отклоняется пластинами 6. Не­заряженные капли 8 попадают в ло­вушку 9 и затем в емкость для краски 11.

Рис. 9.1 Принципиальная схема электрокаплеструйного устрой­ства для маркирования деталей

Для нанесения марок с помощью электрокаплеструйного маркирующе­го устройства используются только специальные краски. Требования к таким краскам можно разделить условно на три группы.

К первой группе относятся тре­бования, обеспечивающие стабиль­ную работу маркирующего устрой­ства, важнейшими из которых являются:

 

Удельное объемное сопротивление, Ом/см	50-500
Динамическая вязкость, МПа-с	1-3
Коэффициент поверхностного натяжения, мН/м	30-65
Дисперсность, мкм, не более	2-10

Ко второй группе относятся требования, обеспечивающие необхо­димое качество знаков маркирования, нанесенных на детали: яркость, контрастность, адгезия, атмосферо- и термостойкость знаков, Наибо­лее трудно выполнимыми из упомянутых требований являются обес­печение атмосферостойкости в течение не менее 6 месяцев и яркости знаков, нанесенных на стальные детали, покрытые грунтами темных цветов.

К третьей группе относятся требования, обеспечивающие удобства организации процесса маркирования, в частности, ко времени сушки марок (желательно 4—5 мин).

Рекомендованы специальная краска, изготавливаемая на основе эмали НЦ-501 белого цвета и маркировочные композиции ИЦ-16-89, ИЦ-9-81-1 и ИЦ-9-89-2 соответственно черного, красного и синего цветов.

Для нанесения марок рассматриваемым способом на листовых дета­лях до их вырезки на машинах с числовым программным управлением (ЧПУ) разработана маркировочная машина типа «Вега» (рис. 9.2). Элек-трокаплеструйное маркирующее устройство смонтировано на переме­щающейся вдоль портала каретке машины. Конструкция машины по­зволяет наносить надписи высотой 8—15 мм в любом направлении на поверхности листа со скоростью 25 м/мин, производительность мар­кирования 25—50 знаков в секунду.

Наиболее эффективно использование маркировочной машины в составе модуля маркирования, схема которого показана на рис. 9.3. Модуль обеспечивает подачу к машине листов и последующую пере­дачу их после маркирования на линию тепловой резки. Особенностью модуля является наличие в нем специального конвейера с «косыми» горизонтальными и вертикальными роликами и конечными выключа­телями, используемого для позиционирования листа относительно си­стемы координат маркировочной машины в момент его подачи на ма­шину. Использование в составе такого модуля одной маркировочной

 

Рис. 9.2. Электрокаплеструйная машина с ЧПУ «Вега» для маркирования листовых деталей

1 — электрокаплеструйное маркирующее устройство; 2 — каретка; 3 — портал; 4 — рельсовые пути; 5 — подъемный стол; 6 ~ роликовый конвейер; 7 — маркируемый лист; 8 — устройство ЧПУ

Зак. 724 337

машины «Вега» позволяет обеспечить загрузку отмаркированными листами не менее 6 плазморежущих машин с ЧПУ.

Среди технологических операций по изготовлению деталей кор­пуса центральное место занимает резка. Наибольшее распространение в судостроении получила тепловая резка: кислородная и плазменная. Кислородная резка основана на сжигании (интенсивном окислении) металла в струе чистого кислорода. Плазменная резка основана на расплавлении металла в зоне реза дуговым разрядом и удалением его струей плазмы. Для резки применяют низкотемпературную плазму (10 000—50 000 °С), которая образуется вследствие обжатия столба электрической дуги струей газа. Формирование плазменной струи происходит в специальном устройстве — плазмотроне. Основное пре­имущество плазменной резки по сравнению с кислородной — это увеличение скорости резки (для малых и средних толщин), отсут­ствие грата и уменьшение тепловых деформаций. К недостаткам про­цесса следует отнести усложнение условий труда в связи с неблаго-

 

Рис. 9.3. Схема модуля маркирования листовых деталей

/ — перегружатель листов; 2 — роликовый конвейер модуля с «косыми» горизонталь­ными и вертикальными роликами, конечными выключателями и подъемным столом; 3 - маркировочная машина «Вега-2, 5»; 4 - позиция досушки марок; 5 - позиция загрузки модуля; 6 — роликовый конвейер линии очистки и грунтовки проката; 7 — пачки листов, подлежащих маркированию; 8 — позиция загрузки машины; 9 — позиция маркирования; 10 — пачки замаркированных листов; 11 — роликовый конвейер линии тепловой резки листов; 12 — машина тепловой резки листов с ЧПУ

приятным воздействием на организм человека выделяющихся при рез­ке веществ, ярким световым излучением, повышенным уровнем шума. Газонасыщение кромок деталей при вырезке, особенно азотом, может привести к образованию целого ряда пор, трещин при последующей сварке.

Наиболее совершенным оборудованием для тепловой резки явля­ются стационарные машины с ЧПУ. В корпусообрабатывающих це­хах судостроительных заводов широкое распространение получили отечественные машины типа «Кристалл», которые выпускались в кислородном и плазменном вариантах При плазменной резке тол­щина деталей обычно не превышает 30 мм, при кислородной — зна­чительно больше. Позднее промышленность начала выпускать машины типа «Гранат» с ЧПУ, предназначенные для кислородной и плазменной резки. Машина портального типа имеет три движущиеся каретки: две для кислородной резки и одну для плазменной. Диапазоны толщин разрезаемого листа: 5—80 мм при плазменной резке и 5—100 мм при кислородной.

Указанные выше машины, особенно типа «Кристалл», хорошо зарекомендовали себя на производстве и могут применяться при рез­ке деталей корпуса БУ. В то же время необходимо учитывать отме­ченные выше особенности таких деталей. В частности, существенно возросли толщины отдельных деталей, например, зубчатых реек опор­ных колонн СПБУ. С учетом этих особенностей весьма перспектив­ными следует считать машины с ЧПУ нового поколения для резки листового металлопроката. К ним относятся плазморежущая маши­на «Пелла» и комбинированная машина «Марекорд» для плазменной и кислородной резки. Толщины разрезаемого листа при плазменной резке находятся в диапазоне 4—80 мм (с пробивкой в движении 4—60 мм), при кислородной резке 4—200 мм. Машины обеспечива­ют повышенную точность и качество реза, высокую производитель­ность, могут служить модулем гибкого автоматизированного участ­ка, выполнены с учетом последних достижений в области охраны труда и защиты окружающей среды.

В составе корпусных конструкций БУ, особенно полупогружных, имеется достаточно большое количество гнутых деталей, в первую очередь листовых. Гибка таких деталей представляет собой сложную трудоемкую технологическую операцию. В корпусообрабатывающих цехах судостроительных заводов весьма распространены листогибоч­ные валковые машины и гидравлические прессы. Листогибочные машины могут быть различных типов и конструкции, они более про­изводительны, чем прессы, поскольку одновременно с гибкой обеспе-

чивают перемещение заготовок. Однако их технологические возмож­ности ограничены габаритами и толщиной обрабатываемого металла,

Рис. 9.4. Портально-консольный пресс

его пределом текучести и формой изгибаемой детали. Гидравлические прессы могут быть консольного, пор­тального и портально-консольного ти­пов различной мощности. Обычно развиваемое ими усилие находится в пределах 2000—8000 кН. Перспектив­ны для применения в судостроении гибочная система с ЧПУ на базе пор- тально-консольного пресса (рис. 9.4). Такие прессы имеют траверсу 7, бо­ковые стойки с вырезами 2, которые позволяют быстро менять пуансоны и матрицы. Наличие консольной ча­сти 3 дает возможность гнуть обечайки большего диаметра. Тележки манипулятора 4 осуществляют подачу и поддержание заготовки в про­цессе гибки.

Весьма перспективным, в том числе и с позиций постройки БУ, следует считать гибку детали методом ротационно-локального дефор­мирования. На этом принципе еще в 1970 г. был создан станок ЛГС (рис. 9.5), получивший некоторое применение в судостроении и судо­ремонте. Консольная станина этого станка не позволяла гнуть листы толщиной более 6 мм и размером более 3 м. Кроме того, при установ­ке заготовки и ее развороте исполь­зовался дополнительный ручной труд.

Известно, что значительное вли­яние на усилие гибки и энергозатра­ты при формообразовании оказыва­ет способ приложения изгибающих усилий и размеры зоны пластичес­кой деформации. При гибке мето­ дом ротационно-локального дефор­мирования область контакта деформирующего инструмента с за-

Рис. 9.5. Станок ЛГС

готовкой локализуется и возникают значительные контактные напря­жения, которые совместно с напряжениями от изгиба создают в зоне контакта объемное напряженное состояние. В начале процесса гибки верхний ролик надавливает на лист в месте контакта, что приводит к возникновению изгибающих моментов и изгибу листа. При увели­чении силы нажатия напряжения возрастают и в определенной обла­сти под роликом начинаются пластические деформации. Распростра­нение их по толщине листа приводит к тому, что сопротивляемость листа изгибу в указанной области практически не увеличивается при увеличении деформаций и, следовательно, процесс дальнейшего дефор­мирования не требует существенного увеличения усилий нажатия на ролик. Образуется так называемый пластический шарнир.

Необходимо отметить, что благодаря локальному характеру нагру-жения деформации листа сосредотачиваются в небольшой области под роликом, которая несравненно меньше области пластических деформаций при гибке пуансоном на прессе или в вальцах, поэтому и усилия деформирования значительно (в 14—20 раз) уменьшаются. Это позволяет облегчить конструкцию гибочной машины, применить электромеханический силовой привод, снизить необходимую мощ­ность при сохранении скорости деформирования. В свою очередь, наличие такого привода позволяет обеспечить высокую точность процесса деформирования. Экспериментальные данные показывают, что при прокатке роликом лист деформируется сразу в двух направ­лениях, причем величина этой деформации зависит от геометрии де­формирующего инструмента и усилия нажатия ролика по длине проката. Создание компьютерной модели процесса гибки позволя­ет установить оптимальные соотношения указанных параметров для получения необходимой формы поверхности детали, не прибегая к трудоемким доводочным операциям.

Изложенные выше положения приняты в основу создания ново­го поколения оборудования — многофункциональных гибочно-пра-вильных станков (МГПС), у которых в качестве формообразующего инструмента использована подвижная локально-деформирующая ос­настка. В новой конструкции станка принята схема портальной ста­нины с перемещающимся силовым органом аналогично прессам, по­казанным на рис. 9.5. МГПС проектируются в двух модификациях: с обычным стационарным и с передвижным порталом (рис. 9.6). Станки с передвижным порталом позволяют более чем в 2 раза со­кратить занимаемую производственную площадь за счет возможнос­ти перемещения силового органа в любую точку неподвижного листа, зафиксированного в зажимах массивных (неприводных) манипулято-

Рис. 9.7. Схема поточной механизированной линии ESAB для изготовления сварных балок таврового сечени а — вид сбоку; б — вид сверху

Рис. 9.6. Общий вид станка с подвиж­ным порталом

1 — пор тал; 2 — изгибаемый лист; 3 — пассив­ный манипулятор; 4 — ролик; 5 — измери­тельная система

 

ров. Применяемая на МГПС универсальная гибочная оснастка позволяет производить гибку листов практически любой формы.

МГПС с подвижным порталом в совокупности с автоматизиро­ванной измерительной системой позволяет полностью автоматизиро­вать процесс гибки.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Анализ технических условий на изготовление изделия
2. Взаимодействие рабочих поверхностей деталей. Оценка процессов внешнего и внутреннего трения.
3. Виды соединения деталей и правила их изображения на чертежах
4. Восстание чехословацкого корпуса. Развёртывание войны на Востоке
5. Выбор и обоснование средств измерений для контроля линейных размеров деталей
6. Выбор материала деталей приспособления
7. Выбор норм точности деталей резьбового соединения
8. ВЫБОР ПОСАДОК ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА
9. Выбор рациональных способов восстановления различных поверхностей деталей
10. ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ У ДЕТАЛЕЙ
11. Графическое изображение полей допусков деталей и схемы расположения полей допусков при назначении различных посадок
12. ДЕТАЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ