Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«ВЕРХНЕСАЛДИНСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ

им. А.А. ЕВСТИГНЕЕВА»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Разработка технологического процесса ковки прутка (биллета) из сплава ВТ3-1

Исполнитель: студент гр. № 220-ОМД-Д

Симин Е.А.

Преподаватель: Юдина О.Г.

Верхняя Салда 2015



ВВЕДЕНИЕ

Ковка -- это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры.

Различают:

· Машинную ковку (ковку на пневматических, паровоздушных молотах, гидравлических прессах)

· Ручную ковку

При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

Во время ковки (ручной и машинной) металл не ограничен стенками инструмента совсем или же ограничен с одной стороны.

Свободную ковку применяют для улучшения качества и структуры металла. При ковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

1. Основные операции ковки

· осадка

· высадка

· протяжка

· обкатка

· раскатка

· прошивка и др.

Цель работы:

Разработать технологический процесс ковки прутка (биллета) из сплава ВТ3-1.

Задачи работы:

-выбрать оптимальные размеры заготовки

-выбрать оборудование

-определить последовательность технологических операций

-расчёт возвратных и безвозвратных отходов

Титан можно штамповать в горячем и холодном состоянии. Нагрев заготовки под горячую штамповку осуществляется в тех же интервалах температур, что и под ковку, и может производиться в печах, методом электросопротивления, а также токами высокой частоты. Для обеспечения свободного течения металла штампы для титана следует изготовлять с большими радиусами закругления, чем штампы для стали.

Рекомендуется для изготовления деталей из титана штампы делать с уклоном на 3° больше, чем аналогичные штампы для изготовления деталей из стали. Отделка поверхностей штампа требует большей тщательности. Особое внимание надо обращать на чистоту ручьев штампа.

Штамповку можно производить как на прессах, так и молотами. Имеются сведения, что штамповки, полученные на прессах, имеют более высокие пределы текучести и пределы прочности, чем штамповки, сделанные молотами.

В качестве смазки при штамповке рекомендуется смесь графита с салом. Удаление заусениц производится так же, как на стали, в горячем и холодном состоянии. Кромки штамповок в обоих случаях получаются чистыми



1. Технические требования к кованым пруткам

1.1 Предельные отклонения по диаметру

Размеры прутков и предельные отклонения по ним должны удовлетворять требованиям.

Диаметр или сторона квадрата	Предельные отклонения по диаметру или стороне квадрата
140	+4,0 -3,0
150 160 170 180 190 200	} ±5,0
Диаметр или сторона квадрата	Предельные отклонения по диаметру или стороне квадрата
210 220 230 240 250	} ±8,0

Примечание. Прутки диаметром или стороной квадрата более 250 мм поставляются по соглашению сторон

Прутки в соответствии с наряд-заказом, оформленном в МАП, поставляются в механически обработанном состоянии с предельным отклонением +2,5 мм. - 2,0

Прутки поставляются мерной или кратной длины, оговариваемой в наряд-заказе, в пределах от 0,5 до 2,0 м.

По соглашению сторон допускается поставка прутков немерной длины.

Предельные отклонения по длине прутков устанавливаются:

при длине прутков до 1000 мм -- + 70 мм,

при длине прутков св. 1000 мм -- +100 мм.

Припуск на разрезку прутков, поставляемых кратными длинами, учитывается заказчиком при определении длины заказываемых прутков.

Допускаемая кривизна на 1 пог. м длины должна быть не более 5 мм.

Общая кривизна прутка не должна превышать произведения допускаемой кривизны на 1 пог. м на длину прутка в метрах.

Овальность прутков круглого сечения не должна выводить их размеры за предельные отклонения по диаметру.

Прутки квадратного сечения поставляются со сбитыми кромками.

Номер настоящего отраслевого стандарта, марка сплава и размеры прутков должны быть указаны в наряд-заказе.

Пример условного обозначения прутка из сплава марки ОТ4, круглого диаметром 150 мм

заготовка ковка штамповочный пруток

1.2 Требования по качеству поверхности

На поверхности прутков не должно быть трещин и расслоений.

На поверхности прутков допускаются вмятины, забоины, надрывы, заковы и риски, если глубина их залегания, определяемая контрольной зачисткой, а также глубина зачистки не выводит размеры прутков за предельные отклонения по размерам.

Допускаются отдельные единичные дефекты в количестве не более 3-х на 1 пог. м, глубиной не более 15 мм, считая от номинала, которые должны быть выведены пологой зачисткой при соотношении глубины зачистки к ширине 1:6.

Поверхность прутков, поставляемых после механической обработки, должна быть без уступов и черноты.

На поверхности прутков допускаются переходы (риски) от смены резцов, а на торцах бобышки, остающиеся при разрезке.

Чистота поверхности прутков по образующей должна быть не менее ?3.

По требованию потребителя прутки поставляются с чистотой поверхности не менее ? 4.

1.3 Требования к механическим свойствам и структуре

Контролю механических свойств подвергается 5% прутков, но не менее одного прутка от предъявляемой к сдаче партии (плавки).

Контроль производится на двух разрывных и двух ударных образцах, вырезанных из каждого контролируемого прутка. Вырезка контрольных образцов производится в поперечном направлении волокна из центра по перпендикуляру к оси прутка, предварительно разрезанного пополам на расстоянии диаметра или стороны квадрата от торца контролируемого прутка.

В случае неудовлетворительных результатов испытаний механических свойств по какому-либо виду, производится повторное испытание на удвоенном количестве образцов, вырезанных из того же прутка по виду испытания, давшему выпад.

В случае неудовлетворительных результатов повторных испытаний, полученных хотя бы на одном образце, прутки, не выдержавшие испытаний, бракуются, и партия может приниматься по результатам поштучного испытания.

На предприятии-поставщике прутков испытывается один из осажденных темплетов, а второй направляется, по требованию потребителя, совместно с партией прутков в качестве свидетеля.



2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВА

Класс по структуре ?+?

Таблица 3.1 - Химический состав сплава

Fe

C

Si

Cr

Mo

N

Ti

Al

Zr

O

H

Примесей

0.2 - 0.7

до 0.1

0.15 - 0.4

0.8 - 2

2 - 3

до 0.05

85.95 - 91.05

5.5 - 7

до 0.5

до 0.15

до 0.015

прочих 0.3

Таблица 3.2 - Физические свойства сплава

T	E 10- 5	a 10 6	I	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	1.15		8.01	4500		1360
300		10.3	11.3		0.544
600			15.49		0.712
T	E 10- 5	a 10 6	I	r	C	R 10 9

Таблица 3.3 - Механические свойства сплава

Сортамент	Размер	Напр.	?в	?T	?5	?	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Ковка			1000-1250		12	32-35	300	Закалка и старение
Твердость ВТ3-1 после отжига	HB 10 -1 = 269 - 363 МПа
Твердость ВТ3-1 после закалки и старения ,	HB 10 -1 = 302 - 415 МПа

Таблица 3.4 - Технологические свойства сплава

Свариваемость:	ограниченно свариваемая.
Термообработка	закалка и старение

Применение: кованые и штампованные детали, работающие при температуре до 400°C (6000 ч) и до 450°C (2000 ч).



3. Организация рабочего места

Рабочим местом кузнеца называется часть площадки кузнечного цеха, примыкающая непосредственно к тому кузнечному агрегату (молоту, прессу), на котором кузнец работает. Правильная организация рабочего места оказывает большое влияние на производительность труда. Достижения новаторов производства доказывают, что продуктивная и доброкачественная работа во многом зависит от хорошей оснастки рабочего места и его правильного обслуживания.

При организации рабочего места необходимо твердо соблюдать основное правило: на рабочем месте не должно быть ничего лишнего, не нужного кузнецу во время работы, и, с другой стороны, здесь должно быть под руками все, что нужно кузнецу для работы. Оборудование, как основное (молот, печь), так и вспомогательное (кран, стол, стойка для инструмента и т. д.). Должно располагаться так, чтобы кузнец во время работы не делал лишних движений.

Рабочее место должно быть хорошо освещено. Над печами должны быть установлены вытяжные зонты, опасные места - огорожены щитами. Иными словами, рабочее место должно полностью удовлетворять правилам техники безопасности. Рабочий инструмент и приспособления нужно на каждом рабочем месте хранить так, чтобы ими было удобно пользоваться, и, кроме того, располагать их так, чтобы можно было в любое время иметь к ним доступ для осмотра. Неисправный кузнечный инструмент не должен храниться вместе с исправным. Кузнец работает не один, а с бригадой. Состав бригады зависит от оборудования, на котором работает кузнец, и от характера выполняемой работы. Как правило, основной состав бригады должен быть постоянным. Кузнец является бригадиром; в его обязанность входит не только выполнение собственной работы, но также и руководство работой всех членов бригады. Кузнец должен всегда помнить, что ему доверяется дорогое и сложное оборудование. От правильной работы кузнеца будет зависеть сохранность доверенного ему оборудования, безопасность работы, выполнение и перевыполнение заданий, а значит, и заработок всех членов бригады.

Как же должен работать кузнец на своем рабочем месте в течение смены? По приходу в цех, перед началом работы, кузнец должен принять от своего сменщика рабочее место чистым и в полном порядке, проверить состояние оборудования и инструмента и в случае их неисправности немедленно сообщить мастеру. После этого он должен получить от мастера задание и наряд на работу, ознакомить с предстоящей работой всех членов бригады. Перед началом работы кузнец проверяет наличие и состояние заготовок для ковки. Как правило, предыдущая смена должна подать заготовки к рабочему месту кузнеца, загрузить ими печь с расчетом, чтобы к началу работы они были нагреты до температуры ковки. Затем кузнец расставляет рабочих своей бригады по рабочим местам. И только после такой подготовки рабочего места он дает команду нагревальщику подавать заготовку из печи под молот.

В течение смены кузнец не может надолго покидать свое рабочее место. Отлучаться он может только по вызову мастера или начальника цеха. Члены бригады могут отлучаться с рабочего места только с разрешения бригадира.

В конце смены кузнец приводит в порядок рабочее место и передает его сменщику. Кузнец не должен уходить из цеха, не дождавшись сменщика и не передав ему рабочее место. В случае невыхода сменщика на работу (например, по болезни) кузнец может уйти из цеха только с разрешения мастера.



4. ЭКОЛОГИЯ

4.1 Экология кузнечно-штамповочного производства

Мероприятия по охране окружающей среды, проводимые в кузнечно-штамповочном производстве, определяются его спецификой: цехи этого производства относятся к объектам, оказывающим активное влияние на окружающую среду. Работа оборудования и выполнение технологических процессов, ковки и штамповки сопровождаются выделением большого количества теплоты, газов, шумом и вибрациями. Теплоту выделяют печи, горячие заготовки, поковки, нагретая при охлаждении оборудования вода; молоты при деформировании металла создают большой шум и вызывают вибрацию почвы. Работа пламенных печей неизбежно связана с выбросом в атмосферу продуктов сгорания. Вместе с отработанными газами и водой в атмосферу и сточные воды попадают вредные отходы, к которым относятся угарный газ СО, углекислый газ С02, пыль, сажа, минеральные масла и др.

4.2 Способы очистки

В соответствии с существующими требованиями по охране природы современные заводы оснащаются средствами очистки от вредных примесей в сточных водах и отходящих газах.

Отработанная в кузнечном цехе вода после обработки в цеховых первичных отстойниках по канализации направляется на очистные сооружения завода.

Очистку осуществляют различными способами - механическим, химическим, физико-химическим и биологическим.

Очистка механическим способом производится с помощью решеток, фильтров, отстойников, центрифуг и др. Отстойники служат для осаждения механических частиц, находящихся в сточной воде. Для удаления из воды загрязнений в виде нефтепродуктов устанавливают нефтеловушки с фильтрационными камерами.

Химический способ применяют для обработки воды из стоков травильных отделений; он заключается в нейтрализации щелочей и кислот, используемых при очистке поковок.

Физико-химический способ очистки основан на таких процессах, как выпаривание, кристаллизация, адсорбция и др.

Биологический способ очистки заключается в фильтрации, обработке в биологических прудах и биологических фильтрах.



5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 Охрана труда

В условиях каждого промышленного предприятии работодатель обязан на каждом рабочем месте и в каждом структурном подразделении создать условия труда соответственно нормативно-правовым актам, обеспечить четкое выполнение требований законодательства про права работников в области охраны труда.

Охрану труда нельзя путать с техникой безопасности. Составляющие охраны труда:

- техника безопасности;

- гигиена труда;

- электробезопасность;

- пожарная безопасность;

- промышленная безопасность;

- безопасность жизнедеятельности;

- управление безопасностью труда

Охрана труда в условиях промышленного предприятия обеспечивает защиту работников предприятия от аварий во время производственного процесса. Основной целью охраны труда является защита жизни и здоровья трудящихся. Промышленная организация и организация, проводящая работы повышенной опасности и на сложных объектах производства должна:

1. Соблюдать все законы и нормативные акты технических документов, чтоб гарантировать безопасность на промышленном предприятии.

2. Иметь все, положенные по закону, лицензии и разрешения.

3. Обеспечивать требуемую укомплектованность штата сотрудников.

4. Допускать к работе только тех работников, которые имеют должную квалификацию и не имеют медицинских противопоказаний к работе.

5. Постоянно проводить обучение, подготовку и аттестацию сотрудников на предмет промышленной безопасности.

Согласно нормативным законодательным документам на промышленном предприятии обязательно должны иметься необходимые для деятельности средства защиты. Это средства индивидуальной защиты (СИЗ), используемые для - органов дыхания (маски, респираторы), перчатки, рукавицы, средства защити головы и органов слуха (каски), средства защиты органов зрения, монтажные пояса, спецобувь, рабочая одежда и средства гигиены. Также средства общей защиты - системы пожаротушения, охлаждения, экстренные кнопки тревоги, порошковые и углекислотные огнетушителей.

Руководитель промышленного предприятия нанимает на работу специалиста по охране труда для ведения документации предприятия по охране труда и проведения инструктажей для работников. Ответственное лицо также организовывает проведение медицинских осмотров, ведет учет и расследование несчастных случаев, контролирует состояние машин и механизмов предприятия, контролирует безопасность труда, условия труда и отдыха. Специалист должен следит за наличием и состоянием средств индивидуальной и общей защиты, оформить уголок или кабинет охраны труда на предприятии. Невыполнение нормативных актов по охране труда ведут к увеличению несчастных случаев, авариям и травмам на промышленном предприятии. Руководитель предприятия и ответственное лицо по охране труда несут ответственность по закону за правильное и полное соблюдение необходимых требований безопасности.

5.2 Техника безопасности

Под техникой безопасности подразумевается комплекс мероприятий технического и организационного характера, направленных на создание безопасных условий труда и предотвращение несчастных случаев на производстве.

На любом предприятии принимаются меры к тому, чтобы труд работающих был безопасным, и для осуществления этих целей выделяются большие средства. На заводах имеется специальная служба безопасности, подчиненная главному инженеру завода, разрабатывающая мероприятия, которые должны обеспечить рабочему безопасные условия работы, контролирующая состояние техники безопасности на производстве и следящая за тем, чтобы все поступающие на предприятие рабочие были обучены безопасным приемам работы.

На заводах систематически проводятся мероприятия, обеспечивающие снижение травматизма и устранение возможности возникновения несчастных случаев. Мероприятия эти сводятся в основном к следующему:

· улучшение конструкции действующего оборудования с целью предохранения работающих от ранений;

· устройство новых и улучшение конструкции действующих защитных приспособлений к станкам, машинам и нагревательным установкам, устраняющим возможность травматизма;

· улучшение условий работы: обеспечение достаточной освещенности, хорошей вентиляции, отсосов пыли от мест обработки, своевременное удаление отходов производства, поддержание нормальной температуры в цехах, на рабочих местах и у теплоизлучающих агрегатов;

· устранение возможностей аварий при работе оборудования, разрыва шлифовальных кругов, поломки быстро вращающихся дисковых пил, разбрызгивания кислот, взрыва сосудов и магистралей, работающих под высоким давлением, выброса пламени или расплавленных металлов и солей из нагревательных устройств, внезапного включения электроустановок, поражения электрическим током и т. п.;

· организованное ознакомление всех поступающих на работу с правилами поведения на территории предприятия и основными правилами техники безопасности, систематическое обучение и проверка знания работающими правил безопасной работы;

· обеспечение работающих инструкциями по технике безопасности, а рабочих участков плакатами, наглядно показывающими опасные места на производстве и меры, предотвращающие несчастные случаи.

· Однако в результате пренебрежительного отношения со стороны самих рабочих к технике безопасности возможны несчастные случаи. Чтобы уберечься от несчастного случая, нужно изучать правила техники безопасности и постоянно соблюдать их.

Общие требования техники безопасности на производстве.

1.При получении новой (незнакомой) работы требовать от мастера дополнительного инструктажа по технике безопасности.

2.При выполнении работы нужно быть внимательным, не отвлекаться посторонними делами и разговорами и не отвлекать других.

3.На территории завода (во дворе, здании, на подъездных путях) выполнять следующие правила:

· не ходить без надобности по другим цехам предприятия;

· быть внимательным к сигналам, подаваемым крановщиками электро кранов и водителями движущегося транспорта, выполнять их;

· обходить места погрузки и выгрузки и не находиться под поднятым грузом;

· не проходить в местах, не предназначенных для прохода, не подлезать под стоящий железнодорожный состав и не перебегать путь впереди движущегося транспорта;

· не переходить в неустановленных местах через конвейеры и рольганги и не подлезать под них, не заходить без разрешения за ограждения;

· не прикасаться к электрооборудованию, клеммам и электропроводам, арматуре общего освещения и не открывать дверец электрошкафов;

· не включать и не останавливать (кроме аварийных случаев) машин, станков и механизмов, работа на которых не поручена тебе администрацией твоего цеха.

4. В случае травмирования или недомогания прекратить работу, известить об этом мастера и обратиться в медпункт.

Перед началом работы:

1. Привести в порядок свою рабочую одежду: застегнуть или обхватить широкой резинкой обшлага рукавов; заправить одежду так, чтобы не было развевающихся концов одежды: убрать концы галстука, косынки или платка; надеть плотно облегающий головной убор и подобрать под него волосы.

2. Надеть рабочую обувь. Работа в легкой обуви (тапочках, сандалиях, босоножках) запрещается ввиду возможности ранения ног острой и горячей металлической стружкой.

3. Внимательно осмотреть рабочее место, привести его в порядок, убрать все загромождающие и мешающие работе предметы. Инструмент, приспособления, необходимый материал и детали для работы расположить в удобном и безопасном для пользования порядке. Убедиться в исправности рабочего инструмента и приспособлений.

4. Проверить, чтобы рабочее место было достаточно освещено и свет не слепил глаза.

5. Если необходимо пользоваться переносной электрической лампой, проверить наличие на лампе защитной сетки, исправности шнура и изоляционной резиновой трубки. Напряжение переносных электрических светильников не должно превышать 36 В, что необходимо проверить по надписям на щитках и токоприемниках.

6. Убедиться, что на рабочем месте пол в полной исправности, без выбоин, без скользких поверхностей и т. п., что вблизи нет оголенных электропроводов и все опасные места ограждены.

7. При работе с талями или тельферами проверить их исправность, приподнять груз на небольшую высоту и убедиться в надежности тормозов, стропа и цепи.

8. При подъеме и перемещении тяжелых грузов сигналы крановщику должен подавать только один человек.

9. Строповка (зачаливание) груза должна быть надежной, чалками (канатами или тросами) соответствующей прочности.

10. Перед установкой крупногабаритных деталей на плиту или на сборочный стол заранее подбирать установочные и крепежные приспособления (подставки, мерные прокладки, угольники, домкраты, прижимные планки, болты и т. д.).

11. При установке тяжелых деталей выбирать такое положение, которое позволяет обрабатывать ее с одной или с меньшим числом установок.

12. Заранее выбрать схему и метод обработки, учесть удобство смены инструмента и производства замеров.

Во время работы:

13. При заточке инструмента на шлифовальных кругах обязательно надеть защитные очки (если при круге нет защитного экрана). Если имеется защитный экран, то не отодвигать его в сторону, а использовать для собственной безопасности. Проверить, хорошо ли установлен подручник, подвести его возможно ближе к шлифовальному кругу, на расстояние 3--4 мм. При заточке стоять не против круга, а в полуоборот к нему.

14. Во всех молотах цеха используется сжатый воздух давлением от 4 до 8 ат. При таком давлении струя воздуха представляет большую опасность. Поэтому сжатым воздухом надлежит пользоваться с большой осторожностью, чтобы его струя не попала случайно в лицо и уши пользующегося им или работающего рядом.



6. Расчет объема и массы поковки

Масса кованного прутка определяется по формуле:

где Vпок.- объём прутка, см3; ?= плотность сплава, г/см3

Масса цилиндра:

,

D- диаметр прутка, см

H- длина прутка, см

=>

6.1 Расчет массы, объема и размеров исходной заготовки

При протяжке прутка учитывают соотношение укова:

,

Где S0= площадь поперечного сечения исходной заготовки;

Sк= площадь поперечного сечения готовой заготовки.

Для определения высоты слитка необходимо найти массу и объём слитка:

Где mпок- масса прутка по расчету, составляет 149,5 кг;

mотх- масса возвратных и безвозвратных отходов при ковке;

возвратные отходы: обсечка при рубке на краты, стружка при мех. обработке, куски при вырезке образцов.

на 1 пруток

безвозвратные отходы: окалина при нагреве, пыль при зачистке, ?-слой при травлении.

,

где V2 - объем краты, см2

S2 - площадь поперечного сечения 623 см2

где m2 - масса краты

=

=

Размещено на Allbest.ur