Проектирование прессового участка

В качестве в качестве смазки применяется осветительный керосин. Техническая характеристика растяжной машины приведена в табл. 7.

Таблица 7

Техническая характеристика растяжной машины

2.2.6. Резка и вырезка образцов

С растяжной машины данное прессизделие передается на рольганг скоростной дисковой пилы для обрезки концов в меру. Отбор образцов механических испытаний производится на микроструктуру от партии. Образцы на механические испытания вырезаются с выходного конца, а на микроанализ со стороны прессостатка, после обрезки прессутяжины. Резка прутков начинается с выходного конца.

При резке прессизделий для охлаждения и смазки режущего диска применяется индустриальное масло «И-12А» (ГОСТ 20799). Запрещается работать на дисковой пиле без смазки режущего диска.

После резки стружка с поверхности прессизделия должна удаляться резчиком при помощи сжатого воздуха.

Техническая характеристика дисковой пилы приведена в табл. 8.

Таблица 8

Техническая характеристика дисковой пилы

2.2.7. Шабровка и зачистка заусенцев

Удаление поверхностных дефектов (пузырей, вмятин, забоин, царапин, надиров) производится шабером или шлифовальными шкурками на тканевой основе не крупнее №6 (ГОСТ 5009-82). Поперечная зачистка до гладкой поверхности производится наждачной бумагой №10 (ГОСТ 6456-82).

2.2.8. Приемка ОТК

На окончательной приемке контролер производит проверку соответствия изделия требованиям технических условий поставки, нормалей и оформление документов. Измерение прутка производится микрометром по ГОСТ 6507-78, штангельциркулем по ГОСТ 166-80. Проверку длины проводят рулеткой по ГОСТ 7502-80. После того, как продукция принята контролером, ее взвешивают, контролер заносит вес партии в сопроводительный паспорт. В сопроводительном паспорте указываются:

- номер плавки;

- номер партии;

- масса партии;

- шифр изделия;

- марка сплава;

- состояние поставки;

- номер технических условий;

- количество отпрессованных заготовок;

- количество годных изделий;

- размеры поперечного сечения после прессования и правки;

- результаты контроля прессизделий в соответствие с требованиями технических условий.

2.2.9. Консервация и упаковка

После приемки ОТК прутки поступают на участок консервации и упаковки. По требованию заказчика продукцию подвергается консервации. Перед консервацией продукция взвешивается и поштучно подается на входной рольганг консервирующей установки. Методом дисперсного распыления на продукцию наносится тонкий слой смазки, состоящей из 90% индустриального масла марки 12 или 20 и 10% масло растворимой присадки АКОР-1. Изделия, покрытые консервирующей смазкой, поступают в копильник, где продукция выравнивается с торцов и производится связка шпагатом в пучок, в трех местах по длине. При отсутствии маркировки на изделиях к пучку прикрепляется металлическая бирка с указанием сплава и состояния поставки, номера партии, шифра изделия.

Данный пруток упаковывается в ящики. Пачка изделий, упаковываемых в ящики, предварительно укладывается в плотный конверт, состоящий из одного наружного слоя битумной бумаги и двух слоев просмоленной бумаги (парафиновой). Конверт должен полностью исключить непосредственный контакт металла с деревом и проникновения влаги к металлу.

2.2.10. Сдача на склад

После консервации и упаковки, изделие сдаются на склад по сдаточной накладкой. На складе прутки хранятся на стеллажах в горизонтальном положении. Для предохранения изделия от повреждения о стеллажи, они должны быть обиты алюминиевыми листами или текстолитом.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

3.1. Определение размеров исходной заготовки

С целью достижения максимальной производительности при прессовании применяют слитки или заготовки максимально возможного объема. Если нет специальных требований по геометрии, то применяют слитки цилиндрического вида. Цилиндрический слиток наиболее прост в изготовлении, потому что требует наиболее дешевой оснастки при литье. То же относится и к прессовым заготовкам, получаемым методами порошковой металлургии.

Для слитка без полости при одном и том же объеме V можно выбрать различное соотношение между диаметром Dc и длиной слитка Lc . Действительно, объем V цилиндрического слитка определяется как

V = Dc2 Lc /4, [3] (1)

Соотношение энергозатрат на деформацию Эд, трение Эт и общих Э при прямом прессовании слитков с различным отношением длины к диаметру

Рис. 3 [3]

Для пресс-изделий, которые не подвергаются дальнейшей более или менее значительной деформации минимальная вытяжка должна быть не менее 10. Из-за ограничений по силовым условиям проведения процесс прессования приходится ограничивать и максимальные вытяжки, которые из практики прессовых цехов составляют для алюминия 1000.

Качество прессованных изделий и силовые условия прессования требуют ограничения длины слитка. При всех разновидностях прессования большая длина слитка связана с вероятностью заметного охлаждения слитка к концу прессования и со значительной неравномерностью свойств и структуры изделия.

Большое охлаждение слитка может в конце процесса вызвать повышение усилия прессования, что при ограниченных возможностях пресса приведет к недопрессовкам.

Размеры слитка для заданного пресс-изделия устанавливают следующем порядке:

- исходя из площади сечения пресс-изделия и его назначения, выбирают допустимую степень вытяжки и число каналов матрицы;

- определяют максимально возможную длину пресс-изделия и с учетом размера пресс-остатка максимальный объём заготовки;

- задавшись несколькими величинами поперечных сечений (превышающих максимальное) слитков, определяют соответствующие им длины слитков и для каждого из таких размеров слитков подсчитывают величины усилий, по которым находят оптимальные размеры слитка, отвечающие минимальному усилию.

При прессовании чаще всего используют сплошные заготовки круглого сечения. Заготовки прямоугольного или плоскоовального сечения применяют только в отдельных случаях (например, прессование профиля с законцовкой из профилированного контейнера). Полые круглые заготовки применяют сравнительно редко. Они используются при прессовании пустотелых профилей с простой формой внутреннего канала при относительно больших его размерах.

Размеры заготовки определяют качество пресс-изделий и технико-экономические показатели процесса. Чем больше диаметр и длина заготовки для прессования профиля определенного типоразмера, т.е. чем больше ее объём, тем больше длина профиля, получаемого из неё. Увеличение длины профиля позволяет уменьшить долю металла, уходящего в концевую обрезь, что способствует повышению выхода годного, поэтому всегда следует стремиться к увеличению объёма заготовки.

Однако на величину выхода годного большое влияние оказывает также доля металла на пресс-остаток. При определенном объёме заготовки увеличение её диаметра и длины различно влияет на отходы в пресс-остаток. При увеличении диаметра заготовки и соответственном уменьшении её длины количество отходов на пресс-остаток повышается, и наоборот.

Для обеспечения максимального выхода годного и минимального усилия прессования при определенном объёме заготовки более рационально увеличивать её длину, чем диаметр. В данном случае лимитирующим фактором является не величина усилия прессования, а величина максимального удельного давления, поэтому при возможности прессования из нескольких контейнеров целесообразно применять контейнер минимального диаметра.

При многониточном прессовании тонкостенных прутков и профилей оплошного сечения выбирают диаметр контейнера, исходя из условия размещения очков матрицы, обеспечивающего прочность матрицы и унизанную величину зазоров между крайними точками контуров профилей и поверхностью контейнера (табл. 9).

Таблица 9

Условие размещения отверстий матрицы

После выбора диаметра контейнера рассчитывают диаметр заготовки и её длину. Диаметр заготовки должен быть таким, чтобы после нагрева её можно было свободно ввести в контейнер. При этом ввиду предварительной напряженности втулок контейнера и относительно невысокого термического коэффициента линейного расширения материала втулок увеличение диаметра канала контейнера при его нагреве обычно не учитывают:

Dзаг = (0.965…0.975)Dк . [3] (2)

Длину заготовки при прессовании профилей постоянного сечения в общем случае определяют по формуле [3]

, [3] (3)

где lпф - длина готового полуфабриката, мм;

lпр - припуск на длину, мм;

m - кратность профилей в прессовке;

lко - длина концевой обрези, мм;

n - число каналов в матрице;

hпо - высота прессостатка, мм;

Fзаг , Fпф - площади сечения соответственно заготовки и готового полуфабриката с учетом плюсовых допусков, мм2 ;

р - коэффициент распрессовки.

Ниже приведен расчет параметров слитка (табл. 10).

Таблица 10

Расчет параметров слитка

3.2. Определение баланса металла, величины отходов по операциям технологического процесса. Расчет технологической карты

Известны коэффициенты потерь металла на каждой операции в процентах от запуска (табл. 11).

Таблица 11

Коэффициенты потерь металла

Тогда суммарный коэффициент потерь металла будет k = 19.46%.. Отсюда запуск металла равен

З = Q100%/(100 - k), [3] (5)

где Q - выпуск металла, тонн/год.

З = 35000тонн/год100%/(100% - 19.46%) = 4345.667 тонн/год.

Теперь легко определить потери металла и коэффициенты выхода годного для каждой операции. Результаты расчета приведены в табл. 12.

Таблица 12

Потери металла и коэффициенты выхода годного

Баланс металла равен

Б = Q100%/K , [3] (4)

где K - суммарный коэффициент выхода годного, %.

Б = 3500тонн/год100%/80.5% = 4347.826 тонн/год.

3.3. Температурно-скоростные условия деформации (прессования)

Характер течения алюминия и его сплавов имеет свои особенности, обусловленные природой и физическими свойствами этих сплавов.

Высокая адгезия прессуемых сплавов к материалу инструмент обусловливает значительные напряжения контактного трения, приближающиеся к величине максимального сдвигающего напряжения. Это вызывает большие различия между величинами сдвиговые деформаций в периферийных и центральных слоях заготовки и приводит к повышению неравномерности деформации.

Относительно невысокие температуры деформации алюминиевых сплавов позволяют обеспечить небольшие перепады температур нагрева заготовки и инструмента. Это в сочетании с высокими теплоемкостью и теплопроводностью прессуемых сплавов позволяет уменьшить градиент температурного поля по сечению и длине заготовки и таким образом снизить неравномерность деформации.

Прессование с рубашкой алюминия и его сплавов не удается, так как приварка металла к стенкам контейнера затрудняет удаление рубашки из контейнера.

Алюминиевые сплавы прессуют большей частью методом прямого истечения без смазки контейнера. Для того чтобы повысить выход годного и обеспечить равномерность свойств пресс-изделий, в некоторых случаях применяют метод обратного истечения, например, при прессовании прутков большого диаметра из круглых слитков.

Налипание металла на иглу и большие напряжения, возникающие в игле при полной прошивке прочных алюминиевых сплавов, а также образование, на внутренней поверхности прошитого слитка межкристаллических разрушений обусловливают необходимость образования полости в слитке предварительным сверлением.

Пластичность АМг6 очень высока. Температурный интервал горячего прессования сплава лежит в широких пределах от 250 до 500 С. Повышение температуры способствует прилипанию сплава к инструменту и вызывает развитие дефектов поверхности пресс-изделий. Прессование сплавов на основе Al-Mg можно вести с очень большими скоростями (до 25 м/с). Скорость прессования для этой группы сплавов определяется не столько свойствами сплава, сколько техникой прессования и имеющимся оборудованием. Для проведения дальнейших расчетов были приняты скорость истечения, равная 0.047 м/с, и температура заготовки, равная 500C.

3.4. Определение мощности технологического оборудования, его выбор, описание

Мощность технологического оборудования зависит от энергосиловых параметров процесса.

Наиболее универсальной методикой расчета энергосиловых параметров прессования является методика И.Л. Перлина, которая использует принцип суперпозиции: сила прессования Р является суммой составляющих, каждая из которых учитывает расход мощности на преодоление реактивных сил в определенном месте очага деформации :

P = Rм + Tкр + Tм + Tп , [3]

где Rм - составляющая усилия на преодоление мощности внутренних сил (на собственно деформацию), Н;

Tкр - составляющая усилия на преодоление напряжений трения на стенках контейнера, Н;

Tм - составляющая усилия на преодоление напряжений трения на поверхности матрицы или напряжений среза мертвой зоны, Н;

Tп - составляющая усилия на преодоление напряжений трения на калибрующем пояске матрицы, Н.

В формулу могут быть включены и другие слагаемые, учитывающие иные энергозатраты, например на преодоление противодавления, напряжений трения на поверхности пресс-шайбы и др. Следует отметить, что формулы были получены при использовании условия текучести Треска, при использовании условия текучести Мизеса коэффициенты в формулах могут оказаться несколько иными. Слагаемые формулы И.Л. Перлина находятся в зависимости от конфигурации очага деформации.

При прессовании круглого прутка из круглой заготовки эти слагаемые определяются следующим образом:

Rм = 0.8Dк2sсрi/cos2(/2); [3] (5)

Страницы: 1, 2, 3