Дипломная (вкр): Методы совершенствования технологического процесса изготовления автомобильных окон

Методы совершенствования технологического процесса изготовления автомобильных окон

Содержание

Введение

Раздел 1. Анализ существующих методов производства листового стекла

1.1 Производство листового стекла

.2 Заливочная технология изготовления триплекса

.3 Пленочная технология изготовления триплекса

.4 Безавтоклавная пленочная технология

Раздел 2. Технологическая часть

2.1 Операционная технология

.2 Описание технологического процесса

.3 Описание физического процесса растрескивания стекла

.4 Выбор технологического оборудования

.5 Составление операционной карты

Раздел 3. Конструкторская часть

3.1 Описание объекта автоматизации

.2 Разработка устройства для захвата стекла

Раздел 4. Охрана труда

4.1 Разработка системы управления охраной труда на предприятии по изготовлению автомобильных окон

4.2 Оценка и анализ условий труда на рабочем месте сотрудников предприятия по изготовлению автомобильных окон

Заключение

Библиографический список

Введение

Связь работы с научно-техническими программами, планами, темами.

Тема дипломного проекта соответствует научной тематике факультета технологии и автоматизации машиностроения, приборостроения и транспорта Севастопольского национального технического университета в области разработки современных автоматизированных систем управления процессами и производствами; Цель и задачи выполнения дипломного проекта. Улучшение показателей технологического процесса изготовления автомобильных стекол;

Объектом исследования являются автоматизированные линии производства автомобильных стекол;

Предметом исследования являются методы совершенствования технологического процесса изготовления автомобильных окон;

Методы исследования. В дипломном проекте использованы методы нахождения решений («Мозговой штурм»), теория принятия решений, изучение литературы, теоретический анализ.

Научная новизна полученных результатов заключается в создании новых компоновочных решений, которые являются конкурентоспособными на рынке услуг. Практическое значение полученных результатов.

Результаты, полученные в ходе выполнения дипломного проекта, могут быть использованы на авторемонтных предприятиях города Севастополя, например, АТП 14.330.

Личный вклад студента.

Результаты, полученные в ходе выполнения проекта, получены без соавторства;

Апробация полученных результатов.

По результатам проектирования подготовлены два выступления на научно-технических студенческих конференциях.

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА

.1 Производство листового стекла

Изготовление листового стекла по флоат-технологии.[4] Первым этапом производства листового стекла является приготовление стекольной массы. Основными компонентами для нее служат кварцевый песок, известь, сода и прочие добавки. Эти компоненты смешиваются между собой и подвергаются плавлению в специальных печах, обеспечивающих температуру нагрева до 1600 градусов Цельсия.

После того, как стекольная масса приобретает однородную жидкую структуру, ее выливают в ванны, наполненные расплавленным до жидкого состояния металлом. Стекольная масса равномерно распределяется по поверхности расплавленного металла, образуя ленту с идеально ровной глянцевой поверхностью.

Полученная лента подается в охлаждающие установки, обеспечивающие ее равномерное остывание. Уже в холодном состоянии стеклянная лента подвергается раскрою на стандартные листы, после чего готовое листовое стекло готово к хранению и транспортировке.

.2 Заливочная технология изготовления триплекса

Преимущество этого способа в том, что соединить можно разные стекла как по толщине, так и по цвету и фактуре.

Производство многослойного стекла по заливочной технологии включает в себя следующие шаги:

·              подготовка и мойка стекол;

·              нанесение двусторонней ленты;

·              присоединение второго стекла;

·              подпрессовка полученной конструкции;

·              заполнение межстекольного пространства;

·              отверждение смолы.

Ниже будут рассмотрены наиболее важные особенности процесса производства заливного триплекса.

Мойка стекол. После мойки важно контролировать, чтобы перед следующим шагом технологического процесса стекла были абсолютно сухими, обезжиренными, и не содержали на поверхности остатков моющих средств, иных веществ и твердых частичек. При изготовлении заливного триплекса, сначала производятся стекла нужного размера и конфигурации, а затем между ними заливается жидкий полимер. При резке стекла допустимо применять только масел, растворимых в воде.

Нанесение двусторонней ленты и присоединение второго стекла. Для создания межстекольного пространства для заливки смолы стекла соединяются с помощью двусторонней клейкой прозрачной лентой. В углу делается заливное отверстие. Оно же служит одновременно и для выхода воздуха из межстекольного пространства. Оба стекла заклеиваются по периметру.

Подпрессовка полученной конструкции. Для улучшения герметизации межстекольного пространства конструкция нагружается.

Заполнение межстекольного пространства. Перед заполнением межстекольного пространства смолой проводится расчет требуемого объема смолы. Для этого после прессовки производится замер микрометром толщины ленты, ширины и длины стекол. Учитывается фактор усадки смолы в процессе отвержения. Перед отвержением проверяют, чтобы в смоле отсутствовали пузырьки воздуха. Иначе после отверждения эти пузырьки останутся в слое смолы. Для устранения воздуха применяют процедуру прокачки установки новой порцией смолы.

Отверждение смолы. Качественные оптические свойства изделий получаются при условии, что слой жидкой смолы имеет одинаковую толщину по всей площади изделия. Создание равномерного слоя смолы требует абсолютной горизонтальности и устойчивости основания поверхности, на котором проводится отверждение, а также, равномерность облучения УФ-излучателем. По этой причине изготовление в один прием многослойного (с тремя и более стеклами) стекла не производится, так как велика вероятность возникновения колебаний толщины слоя смолы. При изготовлении многослойных стекол проводятся последовательные операции последовательного отверждения слой за слоем.

Стекла с покрытием. Использование объемно окрашенного стекла или стекла с покрытием требует отработки режимов облучения, поскольку такие стекла могут задерживать УФ излучение. В случае использования стекла с покрытием, сторона, на которую нанесен слой, ни в коем случае не должна соприкасаться со слоем смолы.

.3 Пленочная технология изготовления триплекса

Преимущество этой технологии в том, что многослойное стекло, изготовленное по этой технологии, обладает лучшими оптическими характеристиками.

При использовании пленочной технологии между листами стекла закладывается поливинилбутиральная пленка (ПВБ), после чего пакет проходит предварительную подпресовку в колландере, а затем в автоклаве происходит его окончательное склеивание.

Колландер предназначен для проведения предварительного вакуумирования собранного пакета триплекс. Данное устройство представляет собой специальную камеру, встроенную в автоматическую линию, в которой собранный пакет триплекс разогревается до температуры 110-115˚С и воздух, находящийся между слоями стекла и пленкой, механически выдавливается при помощи резиновых валков, что приводит к возникновению определенной адгезии пленки к стеклу. Из колландера пакет выгружается практически прозрачным. На заключительном этапе проводится окончательное прессование в автоклаве при температуре +150˚С и давлении 12,5 Бар.

.4 Безавтоклавная пленочная технология

Преимущество данного метода в том, что произведенное многослойное стекло при использовании особого класса пленок по техническим параметрам может превосходить не только жидкостные триплексы, но и классический пленочный триплекс на основе поливинилбутиральной пленки.

Недостатком изготовления пленочного триплекса является более высокая себестоимость изделий по сравнению с заливной технологии.

Технологический процесс включает в себя следующие шаги:

·              подготовка и мойка стекла;

·              составление комбинированного пакета из стекла и пленки;

·              создание вакуума;

·              контролируемый нагрев в конвекционной камере при вакууме;

·              выдержка при температуре 130-140˚С в течение 20-40 минут в зависимости от толщины пакета;

·              охлаждение при вакууме до комнатной температуры и выгрузка готового изделия.

Линии оборудования, реализующие данную технологию, работают по следующей схеме. После подготовки и мойки стекла в рабочую зону загружается нижняя часть триплекса в горизонтальном положении. Далее загружается отрезанный заранее кусок адгезионной пленки и второе стекло (верхняя часть триплекса). Камера закрывается и обеспечивается герметичность рабочей зоны. На следующем шаге включаются насосы и достигается неглубокий вакуум рабочей зоны (несколько десятков мм. рт. ст). При этом происходит обжатие листов стекла и достижение плотного прилегания пленки по всей площади. Далее осуществляется нагрев рабочей зоны в конвекционной камере до 130-140 ˚С. При этой температуре изделие выдерживается в течение определенного времени (длительность зависит от толщины триплекса). Фактически цикл нагрева делится на 2 части: нагрев (около 30 минут) и выдержка от 10 и более минут в зависимости от толщины триплекса.

Актуальность исследования. На основании изложенного можно сделать вывод о том, что задача дальнейшего совершенствования технологии производства современных конструктивно сложных автомобильных стекол по-прежнему актуальна, особенно в условиях рыночной экономики.

Этапы решения проблем:

. Разработка технологического процесса изготовления автомобильных окон с разделением технологических операций.

. Составление циклограммы технологического процесса для взаимодействия работы оборудования.

. Расчет технологических параметров для подбора необходимого оборудования.

. Анализ геометрии заготовок, свойств материала, способов раскроя и методов воздействия на стекло для его растрескивания.

. Выбор технологического оборудования, соответствующего параметрам заготовки.

6. Разработка системы управления технологическим процессом (при необходимости).

. Проектирование дополнительных узлов (пневматический вакуумный захват).

. Разработка пневматической схемы управления вакуумным захватом.

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Операционная технология

Резка стекла: Для резки стекла используется трехосный автоматический стол раскроя с ЧПУ Genius 61 CT с одной рабочей головкой для прямого и криволинейного раскроя и разлома стеклянных листов.[3]

Рисунок 2.1 - Стол раскроя с ЧПУ Genius 61 CT

Функции стола резки:

·              Прямолинейная резка и оптимизация раскроя стекла и зеркала

·              Криволинейная резка и оптимизация раскроя стекла и зеркала

·              Резка виниловой пленки

·              Сканирование и оцифровка шаблонов из стекла, зеркала, картона и пластмассы

·              Резка триплекса

·              Полуавтоматический разлом с помощью реек

Таблица 2.1 - Технические характеристики Genius 61 CT

Описание конструкции:

)        Рабочий стол

Надежная сварная конструкция состоит из массивной основы и наклоняемого стола. Рабочий стол обладает следующими характеристиками:

·              Гидродинамическая система с предохранительным клапаном на цилиндре и виброустойчивым компенсатором объема для наклона рабочего стола;

·              Воздушная подушка создается мощным вентилятором с низким уровнем шума, который оптимально распределяет потоки воздуха по поверхности стола;

·              Автоматические выравнивающие устройства для листов по длинной стороне и по двум коротким сторонам с электропневматическим приводом. Левая сторона используется при обработке монолитного стекла, правая - при обработке триплекса. Такое расположение выравнивающих устройств обеспечивает позиционирование заготовки всегда в одном и том же месте. Это позволяет избежать потери симметрии при повороте заготовки при обработке триплекса;

·              Рейки разлома X и Y на рабочем столе управляются пневматическими педалями, установленными на полу.

) Режущий мост

Рисунок 2.2 - Режущий мост

Режущий мост представляет собой прочную конструкцию, которая приводится в движение бесщеточным мотором. Мост перемещается по двум зубчатым направляющим. Точность резки обеспечивается дополнительной конструкцией из цилиндрических реек, которые устанавливаются с двух сторон станка. Это обеспечивает:

·              синхронное перемещение моста по оси у, поэтому добивается точность резки 0,15 мм;

·              долговечность конструкции.

) Режущая головка

Рисунок 2.3 - Режущая головка

Режущая головка, имеющая ось вращения "С" для выполнения резки фасонного стекла. Имеет следующие характеристики:

·              Постоянная автоматическая регулировка давления раскроя в зависимости от скорости резки;

·              Смазка режущего ролика: используются два отдельных цикла (в зависимости от вязкости смазки), автоматически регулируемые с контроллера;

·              Лазер для считывания шаблонов. Материал, с которого может осуществляться сканирование: дерево, металл, стекло, пластмасса и картон;

·              Система автоматической смены инструментов с использованием магазина инструментов, расположенного на рабочем столе. Магазин рассчитан на 6 инструментов для прямого и криволинейного раскроя: три с пластмассовым держателем и три со стальным держателем.

) Лазер для считывания шаблонов

Рисунок 2.4 - Лазер для считывания шаблонов

Лазерное устройство позволяет сканировать шаблоны из следующих материалов: дерево, металл, стекло, пластмасса и картон. Кроме этого лазер можно использовать как устройство позиционирования стекла.