Вибір та обґрунтування способу отримання заготовки, розрахунок проміжних розмірів та розмірів заготовки

Основная:

1. Бакиров Э. А., Ларин В. И., Рожков Э. Л. И др. Основы методики геологоразведочных работ на нефть и газ: Учеб. Пособие для вузов / Под ред. Э. А. Бакирова, В. И. Ларина. – М.: Недра, 1991. – 159 с.

2. Габриэлянц Г. А., Пороскун В. И., Сорокин Ю. В. Методика поисков и разведки залежей нефти и газа. – М.: Недра, 1985.- 302 с.

3. Габриэлянц Г. А. Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 2000.

Вспомогательная:

4. Епифанов А. А., Марухняк Н. И., Парахин Б. Г., Капканщикова И. А. Методы ускоренной разведки месторождений нефти и газа. – М.: Наука, 1982.- 108 с.

5. Инструкция по применению классификации запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов. – М.: ГКЗ СССР, 1983. -15 с.

6. Инструкция по отбору, документации, обработки, хранению, сокращению и ликвидации керна скважин колонкового и разведочного бурения. – М.: ВНИГНИ, 1973.

7. Инструкция по организации и производству геологосъемочных работ и составлению Государственной геологической карты СССР масштаба 1:50000 (1:25000).-Л.: ВСЕГЕИ, 1986.- 243 с.

8. Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник / Под. Ред. В. М. Добрынина. – М.: Недра, 1988. – 476 с.

9. Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования земли. – Иркутск. 2002.

10. Конторович А. Э. Геохимические методы количественного прогноза нефтегазоносности.- М.: Недра, 1976. – 248 с.

11. Косыгин Ю. А. Тектоника. – М.: Недра, 1988. – 462 с.

12. Кравченко Т. П. Ресурсоведение нефти и газа. – М.: ГЕОС. 2004. – 196 с.

13. Комплексная подготовка структур в Прикамье / С. Н. Калабин, В. А. Силаев, В. И. Федоров и др. // Геология нефти и газа. – 1990, - № 11.

14. Кузнецов В.И. Элементы объемной сейсморазведки. Учебное пособие. –Тюмень, 2004.- 270 с.

15. Методика оценки нефтегазоносности локальных ловушек / И. И. Нестеров, А. В. Рыльков, Г. Ф. Григорьев и др. – М.: Недра, 1988. 195 с.

16. Методические рекомендации по применению Классификации запасов и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов. - М.: МПР РФ, ФГУП ГКЗ, 2005.

17. Методические рекомендации по выбору систем размещения поисковых скважин. – М.: ВНИГНИ, 1982.

18. Методические указания по поискам и разведке мелких месторождений нефти (до 1 млн.т) и газа (до 3 млрд.м³).- М.: Миннефтепром СССР, 1988.- 56 с.

19. Мясникова Г. П., Шпильман В. И. Методы выявления перспективных зон и месторождений нефти и газа. Учебное пособие. – Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 1995. – 125 с.

20. Нестеров И. И., Перозио Г. Н., Брадучан Ю. В. и др. Опорные скважины СССР. Сургутская опорная скважина (Тюменская область). – Л.: Недра, 1964. – 188 с.

21. Нестеров И. И., Потеряева В. В. / К методике оценки ресурсов нефти и газа новых нефтегазоносных территорий // Геология нефти и газа. – 1971, №12. С. 5-10.

22. Нестеров И. И., Шпильман В. И. Теория нефтегазонакопления.- М.: Недра, 1987. – 232 с.

23. Основные итоги работы Федерального агентства по недропользованию в части углеводородного сырья и подземных вод / П. В. Садовник. Доклад на коллегии МПР России // Разведка и охрана недр.- М.: Недра. 2006, №4, с. 11-15.

24. Оценка параметров распределения скоплений нефти и газа по крупности в слабоизученных нефтегазовых бассейнах / В. Р. Лившиц // СО РАН, Геология и геофизика, том 44. – 2003. - №10. – С. 1045-1059.

25. Пермяков И. Г., Хайретдинов Н. Ш., Шевкунов Е. Н. Нефтегазопромысловая геология и геофизика. Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1986. – 269 с.

26. Подгорнов Ю. М. Эксплуатационное и разведочное бурение на нефть и газ: Учебное пособие. – М.: Недра, 1988. – 325 с.

27. Поляков Г. А., Полякова Т. В. Модели и прогнозные оценки перспектив добычи нефти.- М.: МГИМО: РОССПЭН, 2004. – 152 с.

28. Подсчет запасов нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов: Справочник / И. Д. Амелин, В. А. Бадьянов, Б. Ю. Вендельштейн и др. М.: Недра, 1989. – 270 с.

29. Правила геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах. – М.: 1999.

30. Приказ МПР РФ от 07.02.2001 г. № 126 «Об утверждении временных положений и классификаций».- М.: 2001.

31. Приказ МПР РФ от 01.11.2005 г. № 298 «Классификация запасов и прогнозных ресурсов нефти и газа». – М.

32. Программа Всероссийской конференции «Генезис нефти и газа». – М., 2003.

33. Российский и международный опыт классификации запасов и ресурсов нефти и газа / В. И. Пороскун, А. М. Хитров, О. В. Заборин и др. //Процесс принятия управленческих решений на основе экономического анализа работ по поискам и разведке нефти и газа. – М.: ВНИИОЭНГ, 2001. С. 30 – 45.

34. Системный анализ при обосновании поисков месторождений нефти и газа: Обзор / Нестеров И. И., Рыльков А. В., Шпильман В. И. и др. // Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья. – М.: ВНИИОЭНГ, 1984. С 60-73.

35. Спутник нефтяника и газовика: Справочник / под ред. Н. Г. Середы, В. А. Сахарова, А. Н. Тимашова. – М.: Недра, 1986. – 325 с.

36. Федеральный закон «О недрах» / В ред. Федеральных законов от 03.03.1995 № 27-ФЗ, от 10.02.1999 № 32-ФЗ, от 02.01.2000 № 20-ФЗ, от 14.05.2001 № 52-ФЗ, от 08.08.2001 № 126-ФЗ, от 29.05.2002 № 57-ФЗ, от 06.06.2003 № 65-ФЗ, от 29.06.2004 № 58-ФЗ, от 22.08.2004 № 122-ФЗ, от 25.10.2006 № 173-ФЗ. – М.

37. Филиппов В. П. Ускоренная разведка залежей нефти для их подготовки к промышленной разработке. Информационный материал. – М.: Изд-во РГУНГ им. Губкина, 2001. 19 с.

38. Фундаментальные исследования в геологии нефти и газа / Дмитриевский А. Н.// Геология нефти и газа. 1997. № 9. С. 4-10.

39. Элланский М. М. Повышение информативности геолого-геофизических методов изучения залежей нефти и газа при их поиске и разведке: Учеб. Пособие / Российский гос. Университет нефти и газа им. И. М. Губкина.- М.: Изд-во РГУНГ им. И. М. Губкина, 2003.- 87 с.

40. Энергетическая стратегия России / Постановление Правительства Российской Федерации от 28.02.2003 г. № 1234-р.-М.

41. Хаустов А. П., Редина М. М. Охрана окружающей среды при добыче нефти. – М.: Дело, 2006. – 552 с.

Вибір та обґрунтування способу отримання заготовки, розрахунок проміжних розмірів та розмірів заготовки

Деталь можна виготовити з заготовок, отриманих різними засобами такими, як: литтям, обробкою тиском, зварюванням і т.д.

Литтям одержують заготовки практично будь-яких розмірів, як простої, так і дуже складної конфігурації. При цьому відливки можуть мати складні внутрішні порожнини з криволінійними поверхнями, що перетинаються під різними кутами. Точність розмірів і якість поверхні залежать від способу лиття. Деякими спеціальними способами лиття (лиття під тиском, по виплавлювальних моделях) можна одержати заготовки, що вимагають мінімальної механічної обробки [29].

Обробкою металів тиском одержують машинобудівні профілі, ковані і штамповані заготовки.

Машинобудівні профілі виготовляють прокаткою, пресуванням, волочінням. Ці методи дозволяють одержати заготовки, близькі до готової деталі по поперечному перерізі. Прокат випускають гарячекатаний і калібрований. Профіль необхідний для виготовлення заготовки, можна прокалібрувати волочінням. При виготовленні деталей з каліброваних профілів можлива обробка без застосування лезвійного інструменту.

Кування застосовується для виготовлення заготовок в одиничному виробництві. Штампування дозволяє одержати заготовку, більш близьку по конфігурації до готової деталі. Внутрішні порожнини поковок мають більш просту конфігурацію, чим виливків і розташовуються тільки уздовж напряму руху робочого органа молота (преса). Точність і якість заготовок,отриманих холодним штампуванням, не поступаються точності і якості валиків, отриманих спеціальними методами лиття.

Обробкою тиском одержують заготовки з досить пластичних металів. Обробка тиском створює волокнисту макроструктуру металу, яку потрібно врахувати при розробці конструкції і технології виготовлення заготовок.

Зварені заготовки виготовляють різними способами зварювання – від електродугового до електрошлакового. У ряді випадків зварювання спрощує виготовлення заготовок, особливо складної конфігурації. Слабким місцем зварної заготовки є зварний шов чи близько шовна зона.

Комбіновані заготовки складної конфігурації дають значний економічний ефект при виготовленні елементів заготовок штампуванням, литтям, прокаткою з наступним з’єднанням їх зварюванням.

Характерною рисою заготовок, отриманих із пластмас і порошкових матеріалів, є те, що вони за формою і розмірами можуть відповідати формі і розмірам готових деталей і вимагають лише незначної, найчастіше оздоблювальної обробки.

Одним із основних принципів вибору заготовки є орієнтація на такий спосіб виготовлення, що забезпечить їй максимальне наближення до готової деталі. При виборі способу одержання заготовки варто проводити техніко-економічний аналіз двох етапів виробництва – заготівельного і механообробляючого.

Розробка технологічних процесів виготовлення заготовок повинна здійснюватись на основі технічного й економічного принципів. Відповідно до технічного принципу обраний технологічний процес повинний цілком забезпечити виконання усіх вимог креслення і технічних умов на заготовку. Відповідно до економічного принципу виготовлення заготовки повинно вестися з мінімальними виробничими вимогами.

Фактори, що визначають вибір способу одержання заготовок:

1.Форма і розміри заготовки.

Найбільш складні по конфігурації заготовки можна виготовляти різними способами лиття. Заготовки, одержані штампуванням, повинні бути більш простими за формою. Виготовлення отворів і порожнин штампуванням у ряді випадків утруднено, а використання напусків різко збільшує обсяг наступної механічної обробки.

Для лиття і кування розміри заготовки практично не обмежуються. Штампування і більшість спеціальних методів лиття обмежують масу заготовки до декількох десятків чи сотень кілограмів.

2. Необхідні точність і якість поверхневого шару заготовок.

Необхідна точність геометричних форм і розмірів заготовок істотно впливає на їхню собівартість. Чим вищі вимоги до точності валиків, штампувань і інших заготовок, тим вище вартість їхнього виготовлення.

Якість поверхневого шару заготовки позначається на можливості її наступної обробки і на експлуатаційних властивостях деталі (наприклад, зносостійкість). Вона формується практично на всіх стадіях виготовлення заготовки. Технологічний процес визначає не тільки мікрогеометрію поверхні, але і фізико-механічні властивості поверхневого шару.

3. Технологічні властивості матеріалу заготовки.

Кожен спосіб виробництва заготовок вимагає від матеріалу визначного комплексу технологічних властивостей. Тому часто матеріал накладає обмеження на вибір способу одержання заготовки.

Технологічні властивості впливають на собівартість виготовлення заготовок.

Якщо заготовки того самого матеріалу одержувати різними способами, то вони будуть мати неідентичні властивості, тому що в процесі виготовлення заготовки відбувається зміна властивостей матеріалу. Литий метал характеризується відносно великим розміром зерна, неоднорідністю хімічного складу і механічних властивостей по перетині виливки, наявністю залишкових напруг і т.д.. Метал після обробки тиском має дрібнозернисту структуру, визначену спрямованість розташування зерна (волокнистість). Після холодної обробки тиском виникає наклеп. Холоднокатаний метал міцніший литого в 1,5…3,0 рази. Пластична деформація приводить до анізотропії властивостей: міцність уздовж волокон приблизно на 10…15% вище, ніж у поперечному напрямку.

4. Програма випуску продукції.

Програма випуску продукції, тобто кількість виробів, що випускаються протягом визначного періоду часу, є одним з найважніших факторів, що визначають вибір способу виробництва заготовок. Її вплив для кожного технологічного процесу легко простежити по собівартості однієї заготовки за формулою:

G_заг =a+b/П (2.1)

чи виробничої партії за формулою:

G=a∙П+b (2.2)

де а - поточні витрати (вартість матеріалу, що витрачається,заробітна

плата основних робочих, витрати на експлуатацію устаткування й інструмента і т. д.);

b – одноразові витрати (на устаткування, інструмент, його амортизацію і ремонт);

П – розмір виробничої партії.

Збільшення розміру партії призводить до зменшення собівартості заготовки.

5. Виробничі можливості підприємства.

При організації виробництва нового виду заготовок, крім розробки технологічних процесів, варто установити необхідність нового обладнання, виробничих площ, кооперативних зв’язків, постановки додаткових матеріалів, електроенергії, води і т.д.. У цьому випадку вибір устаткування, оснащення і матеріалів виробляється на підставі попереднього техніко-економічного аналізу.

Визначений вплив на вибір способу одержання заготовки роблять також наявність і рівень кваліфікації робітників на підприємстві. Чим нижче кваліфікація робітників і більша продуктивна програма, тим детальніше необхідно розробляти технологічну документацію і тим більше навантаження на технологічні служби підприємства.

Проведемо вибір способу одержання заготовки. На першому етапі ретельно аналізуються детальні і складальні креслення вибору, взаємозв’язки елементів конструкції при зборці, експлуатації і ремонті. Потім, виходячи з заданої програми випуску продукції, конфігурації і розмірів основних деталей і вузлів, а також виробничих можливостей підприємства, встановлюється тип і характер майбутнього виробничого процесу (одиничне, серійне чи масове; групове чи потокове).

Аналізуючи ступінь впливу факторів, вибирають один чи кілька технологічних процесів, що забезпечують одержання заготовок необхідної якості. На попередньому етапі вибору оптимального способу одержання заготовок можна скористатися так названою матрицею впливу факторів (табл.2.1).

Таблиця 2.1 – Матриця впливу факторів

Методи	Засоби отримання заготовки	Фактори
Форма і габарити, мм	Маса	Сталь	Чавун	Точність ІТ, кв	Шорсткість Rz, мкм	Відносна собівартість %	Річна програма чи тип виробництва	Сума
Лиття	В піщані форми	+	+	-	-	-	+	-	+
В оболонкові форми	+	+	-	-	+	+	-	+
По виплавлюваним моделям	+	+	-	-	+	+	-	+
В кокіль	+	+	-	-	+	+	+	+
Електрошлакове	+	+	-	-	+	-	+	-

Продовження таблиці 2.1

Методи	Засоби отримання заготовки	Фактори
Форма і габарити, мм	Маса	Сталь	Чавун	Точність ІТ, кв	Шорсткість Rz, мкм	Відносна собівартість %	Річна програма чи тип виробництва	Сума
Лиття	Під тиском	+	+	-	-	+	-	+	-
Відцентрове	+	+	-	-	+	+	+	+
З кристалізацією під тиском	+	+	-	+	+	+	-	+
Обробка металів тиском	Кування вільне	+	+	-	-	-	+	-	-
Кування підкладних штампів	+	+	-	-	-	+	-	-
Штампування на молотах у відкритих штампах	+	+	+	-	-	+	-	+
Кривошипних горячештамповочних пресах	+	+	+	-	+	+	+	+
Гідравлічний прес у відкритих штампах	+	+	+	-	+	+	+	-
Горизонтально-кувальні машини в закритих штампах	-	+	+	-	-	+	+	+
Ротаційно-кувальні машини	-	+	+	-	-	-	-	+

Закінчення таблиці 2.1

Методи	Засоби отримання заготовки	Фактори
Форма і габарити, мм	Маса	Сталь	Чавун	Точність ІТ, кв	Шорсткість Rz, мкм	Відносна собівартість %	Річна програма чи тип виробництва	Сума
Обробка металів тиском	Радіально-кувальні машини	-	+	+	-	-	-	-	+
Штамповка видавлюванням на гідравлічних пресах	-	+	+	-	+	+	+	+

Деталь виготовляється зі сталі 40Х. Форма деталі складається з елементів з різними діаметрами та довжинами. Аналізуючи способи отримання заготовок та фактори впливу, а також враховуючи продуктивність процесу, обираємо метод ОМТ у відкритих штампах КГШП.

Після вибору декількох варіантів одержання заготовок для кожного з них конкретизують: послідовність виконуваних операцій, використане устаткування, основні і допоміжні матеріали. Якщо в жодного з відібраних способів одержання заготовок немає визначених переваг, укрупнено проектують декілька найбільш потенційних заготовок і технологічних процесів їхнього виробництва.

Штампування на кривошипних гарячекованних пресах, застосовуване для одержання заготовок типу стрижнів змінного перетину, є найбільш підходящою для даної конфігурації деталі. Очевидна перевага одержання деталі штампуванням дозволяє не робити більш детального аналізу.

Вихідні дані для деталі:

- матеріал сталь 40Х ГОСТ 4543-71;

- маса деталі

Вихідні дані для розрахунку:

- маса штамповки (розрахункова) ;

- клас точності – Т4[ГОСТ 7505-89];

- група сталі – М2 [ГОСТ 7505-89];

- ступінь складності – С1;

- конфігурація поверхні роз’ємну штампу – П (плоска);

- вихідний індекс – 14.

Рисунок 2.1 – Розмірна схема технологічного процесу

Рисунок 2.2 – Граф операційних розмірів та розмірів заготовки

Рисунок 2.3 – Граф припусків і конструкторських розмірів

Розрахунок лінійних розмірів методом "максимуму і мінімуму":

Вихідна величина: .

Розрахункове рівняння: .

Обумовлений розмір:

;

Квалітет і допуск обумовленого розміру: IT8;TS₁₃= 0,046.

Знаходимо допуск для

.

Розрахункова величина:

.

Операційний розмір, розмір заготовки:

.

Решта рівнянь розраховуємо аналогічно.

Розрахунок лінійних розмірів «імовірнісним методом»:

Вихідна величина: .

Розрахункове рівняння:

.

Обумовлений розмір:

Квалітет і допуск обумовленого розміру: IT10; TS₁₀= 0,10.;

Знаходимо допуск для мм:

Операційний розмір, розмір заготовки:

.

Решта рівнянь розраховуємо аналогічно.

Всі розрахунки по даним методам зводимо до табл.2.2.

Таблиця 2.2 – Розрахунок технологічних розмірів

№ п.п.	Вихідні Ai, Zi min	Розрахункові і вихідні рівняння	Обумовлений розмір	Квалітет і допуск визначає-мого розміру, мм	Допуск Zi	Операційний розмір і розмір заготовки
1.					–
2.					–
3.					–
4.					–
5.					–
6.					–
7.
8.
9.
10.

Продовження таблиці 2.2

№ п.п.	Вихідні Ai, Zi min	Розрахункові і вихідні рівняння	Обумовлений розмір	Квалітет і допуск визначає-мого розміру, мм	Допуск Zi	Операційний розмір і розмір заготовки
11.
12.
13.
14.
15.
16.

Продовження таблиці 2.2

№ п.п.	Вихідні Ai, Zi min	Розрахункові і вихідні рівняння	Обумовлений розмір	Квалітет і допуск визначає-мого розміру, мм	Допуск Zi	Операційний розмір і розмір заготовки
17.
18.
19.
20.
21.

Продовження таблиці 2.2

№ п.п.	Вихідні Ai, Zi min	Розрахункові і вихідні рівняння	Обумовлений розмір	Квалітет і допуск визначає-мого розміру, мм	Допуск Zi	Операційний розмір і розмір заготовки
22.
23.

Закінчення таблиці 2.2