Курсовая работа: Проектирование прессового участка
2.2.1. Нагрев заготовки
Заготовка перед загрузкой в печь должна быть очищена от грязи масла стружки. Нагрев заготовки перед прессованием производится в индукционной печи.
Заготовка АМг6 из стеллажа с помощью специального сталкивающего устройства подается на загрузочный стол пресса. С загрузочного стола с помощью пневматической иглы заталкивателя подается в индукционную печь, где производится нагрев заготовки до температуры 320 – 480°С. Затем заготовка передается в индукционную печь №2, и конец, обращенный к матрице, нагревается от 500 до 530°С. Заготовка упирается в термопару показания с термопары поступают на регулирующий милливольтметр на котором задана определенная температура, (данный прибор поддерживает заданную температура). Необходимо 2 3 цикла нагрева (не более 2 минут). При достижении заданной температуры печь отключается автоматически.
Время подачи заготовок от индукционной печи №2 в контейнер не должно превышать 40 секунд.
Заготовки, загруженные в печь, должны отвечать требованиям внутризаводского стандарта, а их размеры соответствовать указанным в маршрутно-технологической карте. На поверхности заготовки не должно быть заусенцев, острых выступов, стружки, следов масла и грязи. Заготовки с загрязненной поверхностью перед загрузкой в печь должны быть очищены. При нагреве в индукционной печи заготовка должна занимать такое положение, чтобы ее передний конец находился на расстояние 30 – 60 мм от выхода конца индуктора. Регулировка производительности индукционных печей ведут путем изменения числа импульсов счетно-импульсного реле. Температура заготовки выдаваемой из печи, замеряют стационарной контактной термопарой.
Заготовки, нагретые до температуры 500 – 530°C, но ни ниже предельно допустимой подают на прессование только после их охлаждения до заданной температуры. Заготовки, нагретые до температуры, выше предельно допустимой, считаются окончательным браком и подлежат переплаву. Заготовки, имеющие после выхода из печи температуру ниже минимального предела, охлаждают до температуры не выше 50°C, после чего загружают в печь для повторного нагрева.
2.2.2. Подготовка инструмента к прессованию
Сборку инструмента перед прессованием производится в соответствии с чертежами инструментальных наладок на данный процесс.
Втулки контейнеров, пресс–штемпели и другой крупногабаритный инструмент должны быть снабжены паспортами.
Диаметр прессшайбы должен быть на 0.3 – 0.7 мм меньше фактического диаметра канала втулки контейнера.
Температура на регулирующем потенциометре печи для нагрева инструмента устанавливают в диапазоне 350 – 450°С.
2.2.3. Прессование
Прессование прутков производится на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 24.516 МН (2500тс).
Прессование осуществляется прямым методом. Пресс–штемпель через пресс–шайбу передает давление на заготовку, помещенную в контейнер, при этом металл заготовки вытекает из канала матрицы находящейся в матрицедержателе и образует профиль.
Прессование нужно начинать на верхнем пределе температуры нагрева заготовки, что необходимо с целью дополнительного подогрева контейнера, что должно исключать заклинивание при прессовании. После нескольких прессовок переходят на режим близкий к низкому пределу.
В целях получения лучшей поверхности, а также для предотвращения налипания алюминиевого сплава, на поверхности наносится смесь графита с маслом, состоящую из графита кристаллического литейного (ГОСТ 5279) в количестве от 10 до 15% и индустриального масла «И-12» (ГОСТ 20799) в количестве от 85 до 90%.
Смазка наносится на следующие поверхности:
- торцы и пояски пресс–шайбы (один раз на 50 прессовок);
- торцы и втулки контейнера, прилегающие к матричному узлу (один раз на 5 прессовок).
Скорость истечения при прессование данного пресс–изделия из сплава АМг6 составляет 0.047 м/с.
Температура прессового инструмента должна быть в пределах 300 – 350°С; температура контейнера в пределах 450 – 500°С.
При соответствии прессизделия чертежу и требованиям технических условий, указанных сопроводительном паспорте, прессование продолжается. Прессование с отклонениями запрещается.
Для предотвращения утяжины и скручивания профиля применяют устройство для вытягивания прессизделий. Техническая характеристика этого устройства дана в табл. 6. Основой устройства является тянущая тележка, которая с помощью остальных механизмов устройства осуществляется захват и натяжение прутка в процессе прессования с заданным усилием натяжения и транспортированием над приемным столом пресса.
Таблица 6
Техническая характеристика устройства для вытягивания прессизделий
| Наименование характеристики | Значение |
| Размеры зоны зажима: | |
| высота, мм | 190 |
| ширина, мм | 200 |
| Усилие натяжения, кН | 12.237 |
| Рабочее давление воздуха в пневмосистеме, МПа | 0.4-0.6 |
| Ширина опорной рамки зажимного устройства, мм | 300 |
| Максимальная скорость истечения металла, м/с | 0.833 |
| Минимальная скорость истечения металла, м/с | 0.067 |
| Скорость подвода тележки к прессу, м/с | 7.8 |
| Скорость отвода тележки от пресса, м/с | 1.66 |
| Режимы управления | автоматический, пооперационный, наладочный |
| Температура окружающей среды в зоне работы устройства не ниже, °С | 10 |
Тянущая тележка позволяет принимать прессизделие по сравнению с рольганговым столом с более высокими скоростями и исключить их скручивание по длине.
Во время прессования, в тот момент, когда выходной конец прессизделия доходит до зоны зажима устройства бригадир пресса останавливает прессование. Прессовщик с пульта управления устройства вытягивания прессизделий дает команду на автоматический зажим прессизделий, после чего бригадир продолжает прессование.
Тянущая тележка, с заданным усилием натяжения, в процессе прессования производит транспортирование прессизделия над приемным столом пресса.
По окончании процесса прессования разжимается зажим тележки, пруток укладывается на стол транспортера, после чего данное изделие при помощи съемников поступает на охлаждающий стол.
2.2.4. Разбраковка
Разбраковка производится визуальным методом 100% от партии. Часть изделий отпрессованных с дефектами отделяются и не допускаются на следующие операции. Клеймение осуществляется с выходного конца, где указываются марка сплава, состояние поставки и номер партии.
2.2.5. Правка
Охлажденные профили передаются на растяжную машину усилием 0.294 МН. Основным методом правки профилей является правка растяжением. Остаточная деформация при правке на растяжной машине не более 2 – 3%. Такое ограничение связано с тем, что увеличение остаточной деформации ведет к понижению механических свойств. Правке подвергаются профили для придания им необходимой продольной и поперечной геометрии. Основные дефекты продольной геометрии после прессования профилей и термической обработки – кривизна, саблевидность.
В качестве в качестве смазки применяется осветительный керосин. Техническая характеристика растяжной машины приведена в табл. 7.
Таблица 7
Техническая характеристика растяжной машины
| Наименование характеристики | Значение |
| Максимальный рабочий ход | |
| передней тянущей головки, м | 1.000 |
| задней головки, м | 1.600 |
| Шаг для регулировки положения задней бабки, м | 0.600 |
| Максимальное расстояние между головками, м | 27.000 |
| Величина открытия зажимов, м | 0.085 |
| Максимальная ширина зажимов, м | 0.220 |
| Максимальная скорость растяжения (регулируемая), м/с | 0.095 |
| Скорость обратного хода, м/с | 0.190 |
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
| Наименование характеристики | Значение |
| Диаметр режущего диска, м | 0.500 |
| Толщина диска, мм | 5 |
| Число оборотов в минуту, об/мин | 1900 |
| Наибольшая ширина разрезаемого изделия, м | 0.400 |
| Наибольшая высота пропила, м | 0.160 |
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 = p× Dc2× Lc /4, [3] (1)
Соотношение энергозатрат на деформацию Эд, трение Эт и общих ЭS 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;
