Проектирование технологического процесса изготовления биметаллического калибровочного кольца

Увеличение содержания меди до 0,2 % повышает сопротивление расслаивающей коррозии нагартованных полуфабрикатов из сплавов системы Аl-Мn. По-видимому, введение меди в сплав облагораживает потенциал пробоя и вследствие этого уменьшает вероятность зарождения и распространения подповерхностной коррозии вблизи катодных интерметаллическнх фаз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Проектировка детали

 

Опорная балка изготавливается из двух материалов

1) Алюминиевая плита из сплава АМц, толщиной 35 мм, шириной 1200 мм, длиной 3000 мм, повышенной точности по толщине - Плита Д20.Б 35х1200х3000 ГОСТ 17232-99.

 

 

Рисунок 2 ─ Биметаллическая полка изготавливается из двух листовых *********

1. Листовой прокат из Стали 09Г2*. Поставляется только по механическим свойствам. Хорошо сваривается, штампуется в холодном и горячем состоянии, подвергается вытяжке.
2. Листовой прокат из сплава АМц. Горячекатаная листовая и рулонная сталь в части сортамента должна соответствовать ГОСТ 21631-76.

 

 Характеристика материалов

 

Сталь 09Г2С

 

Конструкционную низколегированную сталь обыкновенного качества **09Г2* применяют при производстве труб и другого металлопроката.

 

Таблица 3 – Химический состав Стали 09Г2С[13]

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	Fe
До 0,12	0,05-0,8	1,3-1,7	до 0,3	до 0,05	до 0,04	до 0,3	до 0,3	96-97

 

Таблица 4 – Механические свойства Стали 09Г2C

Марка стали	Предел текучести, МПа	Предел кратковременной прочности, МПа	Относительное удлинение при разрыве, %	Твердость НВ, МПа
Ст09Г2С	295	405-420	27	112-127

 

Малоуглеродистая сталь обладает большой пластичностью, высокой ковкостью, хорошей свариваемостью, отсутствием тенденций к хрупкому разрушению все эти свойства в полной мере отвечают высоким требованиям, предъявляемым к строительным сталям.

Для повышения механических свойств конструкционных сталей при их изготовлении строго контролируют содержание вредных элементов – фосфора, серы, кислорода и азота, увеличивающих хрупкость, и легирующих – никеля, хрома, титана, молибдена и других элементов, повышающих прочность, пластичность и способность материала к свариваемости и закаливаемости.

 

 

 

 

Технологические свойства Стали 09Г2С

 

Сталь 09Г2С не склонна к отпускной хрупкости, нефлокеночувствительна, сваривается без ограничений.

Качество конструкционной стали определяется коррозионной стойкостью, механическими свойствами и свариваемостью. По своим механическим характеристикам стали делят на группы: сталь обычной, повышенной и высокой прочности.

Основные свойства стали непосредственно зависят от химического элементов, входящих в состав сплава и технологических особенностей производства.

К вредным примесям относятся фосфор и сера. Фосфор образует раствор с ферритом, таким образом снижает пластичность металла при высоких температурах и повышает хрупкость при низких. Образование сернистого железа при избытке серы приводит к красноломкости металла. В составе стали 09Г2С допускается не более 0,05% серы и 0,04 % фосфора.

В зависимости от эксплуатационных требований и вида конструкций, сталь должна отвечать требованиям ГОСТ 380-71 и ГОСТ 19903-74.

 

Сплав АМц

 

Применяются для изделий, получаемых глубокой вытяжкой, сваркой, от которых требуется высокая коррозионная стойкость (трубопроводы для масла и бензина, радиаторы тракторов и автомобилей, сварные бензобаки), а также для заклепок, корпусов и мачт судов, узлов лифтов и подъемных кранов, рам транспортных средств и др.

 

 

 

 

Таблица 5 – Химический состав АМц[13]

 

Fe	Si	Mn	Ti	Al	Cu	Mg	Zn
до 0,7	до 0,6	1-1,6	До 0,2	97-99	до 0,15	до 0,2	до 0,1

 

Таблица 6 – Механические свойства сплава АМц

Марка стали	Предел кратковременной прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %	Твердость НВ * 10-1, МПа
АМц	150	120	24	30

 

Сплав АМц  обладает хорошей технологичностью при горячей пластической деформации. Температурный интервал обработки давлением деформированного металла составляет 20-250 °С. Скорость нагрева и охлаждения не лимитируется.     

В холодном состоянии сплав *******ет высокие степени пластической деформации.     

Для снятия напряжений и улучшения стойкости сварных соединений кроме закалки сварные конструкции подвергают стабилизирующему отжигу при 20-300°С.

 

Карта раскроя

 

После получения основных материалов в заготовительном отделении цеха металлы подвергают предварительной обработке: правке, зачистке и вырезке заготовок из тяжелых и громоздких кусков листового проката. Резку производят в целях облегчения транспортировки и дальнейших операций по изготовлению деталей. При этом размеры заготовок под сварку взрывом, должны быть кратными размеру деталей [4].

Для изготовления заготовки 1 используем лист из стали 09Г2С толщиной 40  мм, шириной 1500 мм, длинной 6000 мм  ГОСТ 19903-74.

Для изготовления заготовки 2 используем лист из стали АМц толщиной 35  мм, шириной 1500 мм, длинной 6000 мм ГОСТ 5632-72.

Коэффициент использования материала при раскрое составил около 74%.

 

Рисунок 3 – Раскрой листов: а – Сталь 09Г2С, б – АМц

 

Маршрутная карта

 

1. Входной контроль качества. Контроль – визуальный, измерительный инструмент.
2. Правка листов – машина листоправильная UBR 40x3150.

Контроль – визуальный, измерительный инструмент(жесткая линейка).

3. Разметка листов. Контроль – измерительный инструмент (линейка жесткая)

4. Резка листов – плазменная резка. Контроль - визуальный, измерительный инструмент.

5. Подготовка свариваемых поверхностей – металлическая щетка, ацетон, спирт, безворсовая ткань, абразивный инструмент. Контроль – визуальный.
6. Изготовление оснастки для  СВ - проволока, картон, ножницы, вспомогательный инструмент. Контроль – визуальный.
7. Транспортировка на полигон – автотранспорт

8) Сварка взрывом. Контроль – визуальный

9) Транспортировка в цех.

          10) Правка биметаллического листа - машина листоправильная HD-W43G-80x4000. Контроль – визуальный.

          11) Резка листов на заготовки – Станок ленточнопильный вертикальный 8Б290МГ.

          12) Контроль – визуальный, измерительный инструмент.

   13) Выходной контроль.

 

 

Рисунок 4 – Блок – схема технологического процесса

 

Оборудование

 

 

Листоправильная машина

 

Листоправильная машина HD-W43G стандартного типа предназначена для выравнивания листового материала при комнатной температуре. Оборудование состоит из системы питания, основной машины, системы электроуправления и т.д.

В соответствии с эффектом Баушингера, листовой металл меняет свою форму несколько раз, проходя между верхним и нижним рабочими валками. Таким образом, напряжение снимается, а кривизна выравнивается. Жесткие поддерживающие ролики расположены по внешним сторонам данного оборудовании, отличаются улучшенной плоскостностью и качеством.

Листоправильная машина допускает работу как отдельно, осуществляя процесс выравнивания одного листа, так и совместно с другим оборудованием в составе полной производственной линии, включая разматыватель, подающее устройство, отрезной станок, листоприёмное устройство, систему управления и пр. Наша продукция используется в основном в обрабатывающей промышленности - металлургия, судостроение, производство транспортных средств, контейнеров, металлоконструкций, сосудов высокого давления и т. д.

 

W43G-80×4000

 

Таблица 7 -технические характеристики

 

Макс. толщина обрабат- ываемого листа (мм)	80
Макс. ширина обрабат- ываемого листа	4000
Мин. толщина обрабат- ываемого листа	25
Макс. предел текучести обрабаты- ваемого материала (МПа)	800
Расстояние между рабочими валками (мм)	800/900
Диаметр рабочих валков (мм)	7
Количество рабочих валков	6-12
Скорость правки (м/мин)	2х450
Мощность главного двигателя (кВт)	22790
Общие габариты (Д×Ш×В, мм)	22790х6940х13220

 

 

 

 

Портальная установка термической резки металла CyberCUT 2060

 

позволяет резать листовой металл размерами до 2000 х 6000 мм.

Конструкция установки представляет собой портал с двусторонним приводом, перемещающийся по продольным рельсовым направляющим, и суппорта с закрепленным на нем плазмотроном.

 

Рисунок 5 - портальная установка термической резки металла CyberCUT 2060

 

На суппорте установлена система регулировки высоты плазмотрона THC, которая обеспечивает автоматическое поддержание требуемой высоты в процессе резки, что обеспечивает высокую точность, воспроизводимость и качество реза. Система THC контролирует процесс резки по напряжению дуги, система THC газопламенного резака (если установлен) имеет емкостный тип управления. Обе системы полностью независимы и обеспечивают комфортную работу оператора установки.

Система подвода коммуникаций (кабели, шланги) выполнена с использованием гибких кабельных каналов.

Управление установкой осуществляется с помощью системы ЧПУ.

 

 

 

 

Таблица 8 -технические характеристики

 

Технические характеристики установки плазменного раскроя CyberCUT 2060:
Ширина обрабатываемого листа, мм	2000
Длина обрабатываемого листа, мм	6000
Вертикальный ход перемещения плазмотрона, мм	150
Длина рельсового пути (с учетом парковочной зоны), мм	6800
Скорость позиционирования, мм/мин	до 30000
Точность воспроизведения заданного контура, мм	± 0,1
Стабилизация расстояния между плазмотроном и поверхностью заготовки	автоматическая
Система питания	220В, 50 Гц
Потребляемая мощность, кВт	2
Условия эксплуатации	закрытое помещение цеха +5…+40˚С

 

Машина для вальцовки W11S 75*3000

 

Рисунок 6 – Универсальная 3-х валковая листогибочная машина модели W11S 75*3000

Предварительный подгиб металлического листа является самой большой особенностью универсальных 3-х валковых листогибочных машин, верхний вал может двигаться так по вертикали так и по горизонтали . Вертикальное движение возникает оказанием на поршень с помощью гидравлического масла в гидроцилиндре, расположенном на обеих концах верхнего вала и оказывает давление на металлический лист для деформации; Горизонтальное движение верхнего вала осуществляется через электродвигатель и редуктор и производит предварительный подгиб на концах листа. Два нижних вала делают круговое движение в качестве главной передачи и предоставляет крутящий момент для изгиба металлического листа.