В процессе выполнения курсового проекта его объем разбивается на отдельные этапы и составляется календарный график выполнения этапов
Цель и задачи проектирования
Курсовой проект является самостоятельной работой студента по специальному курсу «Технология прокатки и прессования авиационных материалов» (раздел «Технология прокатки») и разрабатывается на основе материалов лекций по теории и технологии обработки материалов давлением и других пройденных курсов, а также производственной практики и технической литературы. Курсовой проект выполняется студентами дневной и вечерней форм обучения специальности «Обработка металлов давлением» в соответствии с утвержденными учебными планами.
Целью выполнения курсового проекта является закрепление и углубление теоретических знаний, полученных студентами в процессе обучения. Основными задачами курсового проектирования является развитие у студентов навыков самостоятельной творческой работы при решении конкретной инженерной технологической задачи, способности применять на практике полученные теоретические значения, умение пользоваться справочной и технической литературой, Государственными стандартами (ГОСТ), техническими условиями (ТУ) и другой нормативно-технической документацией.
Темой курсового проекта является разработка технологического процесса производства листов и других видов изделий методом прокатки из алюминиевых, магниевых, титановых и других широко применяемых авиационных материалов, например, … «Разработать технологический процесс производства листов размерами 0,5×2000×4300 мм из сплава Д16АТ». Выбор тематики курсового проектирования строится с учетом специфики производства, на котором студент работает или проходит производственную практику. При этом основным требованием, предъявляемым к выполненному курсовому проекту, является творческое переосмысливание существующего на практике технологического процесса с учетом современных достижений отечественной и зарубежной науки и техники.
В процессе выполнения курсового проекта его объем разбивается на отдельные этапы и составляется календарный график выполнения этапов, трудоемкость которых определяется в процентах от общего объема курсового проекта (табл.1)
Таблица №1.
Календарный план выполнения курсового проекта.
| № п/п | Этапы курсового проектирования | № Учебной недели | Выполнение % | |
| По плану | Фактически | |||
| Технические условия на продукцию. Характеристика материала. | ||||
| Выбор схемы технологического процесса. Краткое описание основных операций. | ||||
| Выбор способа литья, основных размеров слитка и режимов литья. | ||||
| Характеристика оборудования предварительных операций (гомогенизация, прогладка, правка, фрезерование, плакирование, нагрев перед горячей прокаткой) | ||||
| Выбор технологический параметров горячей прокатки. Оптимизация режимов обжатия с использованием программного продукта. | ||||
| Предварительный отжиг (режимы, характеристика оборудования) | ||||
| Выбор оборудования, параметров холодной прокатки и оптимизация режимов обжатия | ||||
| Характеристика отделочных операций и оборудования для их осуществления. | ||||
| Выбор средств механизации и автоматизации основных операций. | ||||
| Расчет деталей прокаткой клети на прочность | ||||
| Выполнение графической части и записки в законченном виде. | ||||
| Защита курсового проекта(работы) |
В процессе проведения консультаций руководитель проекта не должен давать готовых решений или советов, а должен помочь студенту понять допущенные ошибки и найти правильный путь к решению путем постановки наводящих вопросов и указанием дополнительной литературы.
Студент выполняет проект в соответствии с установленным графиком поэтапно, причем к последнему этапу он приступает по указанию руководителя после проверки им выполнения предыдущего этапа проекта. Когда все части проекта в черновике завизированы руководителем, оформленная начисто расчетно-пояснительная записка, подписанная студентом, вместе с выполненными чертежами, схемами и графиками сдается руководителю на окончательный просмотр и подпись. Если в курсовом проекте нет существенных замечаний, и проект удовлетворяет предъявленным к нему требованиям, студент допускается к защите курсового проекта. Студент, не представивший в установленный срок курсовой проект к защите, считается имеющим академическую задолженность.
2. Разработка технологического процесса.
Проект включает в себя расчетно-пояснительную записку и графический материал. Графическая часть проекта состоит 3-4 листов чертежей стандартного формата А1 выполненных в карандаше или туши на чертежной бумаге и может содержать:
- Схему технологического процесса производства изделия с указанием основных технологических параметров производства;
- План расположения технологического оборудования цеха в соответствии с разрабатываемым техпроцессом, с указанием грузопотока;
- Графики деформационных и энергосиловых параметров процесса горячей и холодной прокатки листов;
- Чертежи основного и вспомогательного оборудования (или их элементов), применяемого в данном проекте;
- Схема технологических поточных и непрерывных линий и их основные параметры.
В расчетно-пояснительную записку входят следующие разделы:
1. Введение
2. Характеристика применяемых металлов и сплавов
3. Спецификация и технические условия на выпускаемую продукцию.
4. Обоснование и выбор схемы технологического процесса.
5. Краткая характеристика операций технологического цикла (с проведением необходимых расчетов)
6. Выбор оборудования и его основные параметры.
7. Расчет на прочность и деформацию основных деталей прокатного
стана и другого оборудования, принятого для графического выполнения.
8. Литература.
В расчетно-пояснительную записку включается технологическая карта установленного кафедрой образца, которая заполняется на каждый типоразмер выпускаемой продукции и подшивается в конце расчетно-пояснительной записки.
2.1. Введение.
Во введении следует подчеркнуть, значение и место листовой прокатки в металлургической и машиностроительной промышленности, основные направления ее развития, роль отечественных ученых и инженеров в развитии и совершенствовании теории и технологии прокатки, разработке и применении новых авиационных материалов, возможности и преимущества применения данного изделия и материала, из которого оно изготовлено.
2.2. Характеристика применяемых материалов.
Приводится характеристика применяемых металлов и сплавов с анализом диаграмм состояния, влияние основных легирующих элементов и примесей на структуру и свойства полуфабрикатов; проводятся упрочняющие фазы, определяющие комплекс механических свойств изделия, строятся диаграммы рекристаллизации, диаграммы пластичности и сопротивления деформированию, показывается влияние на пластичность металла схемы напряженного состояния, скорости степени деформации; указываются основные способы и режимы термической обработки; проводятся физико-химические, механические и эксплуатационные свойства при комнатной и повышенных температурах и другие показатели, дающие достаточно полное представление о материале. Приводимые сведения даются обязательно со ссылками на техническую литературу, справочники, ГОСТ и другие издания, на которых они получены.
2.3. Технические условия на выпускаемую продукцию.
Технические условия - это комплекс требований к качеству, которым данная продукция должна удовлетворять. Эти требования во многом влияют па выбор схемы технологического процесса. Они могут быть в виде Государственного стандарта (например, ГОСТ21631-76). Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия, отраслевого стандарта (ОСТ) или отдельных технических условий (ТУ), заключаемых с согласия вышестоящей организации между заводами-изготовителями и заводами-потребителями продукции. В них указываются требования, предъявляемые к химическому составу сплавов, маркировке в соответствии с состоянием поставки; указываются допустимые отклонения по толщине, ширине и длине изделия: приводятся механические и другие свойства, которым данная продукция должна отвечать в состоянии поставки; указываются требования к качеству поверхности; устанавливается перечень допускаемых и недопускаемых дефектов; определяются правила приемки, маркировки, упаковки, транспортировки и хранения продукции и т.д.
2.4. Обоснование и выбор схемы технологического процесса.
Выбор схемы технологического процесса - это первоочередная задача, определяющая все последующие вопросы проектирования. Поэтому при установлении окончательного варианта необходимо не только руководствоваться техпроцессом, имевшим место на базовом предприятии, по и сопоставить его с новейшими тенденциями развития теории и технологии прокатного производства, выбрав в итоге оптимальный вариант. Целесообразно дать оценку проектируемого технологического процесса и действующего на заводе с конкретным указанием преимущества и недостатков.
Техническое обоснование должно определять роль и значение подготовительных операций в технологическом цикле производства, выбор метода прокатки (горячая или холодная, продольная, поперечная или поперечно-продольная, рулонная или полистная) и габаритов сляба, выбор типов основного (одноклетевой стан «ДУО» или «Кварто», двухклетевой, многоклетевой, полунепрерывный и т.п.)
Основными критериями при обоснованиии выборе схемы техпроцесса должны быть увеличение выпуска изделии, снижение их себестоимости, увеличение выхода годного, повышение качества продукции, механизация и автоматизация производства, улучшение условий труда.
Таким образом, элементы новизны при разработке технологического процесса (режимы обработки, тип оборудования,схемы обжатий при горячей и холодной прокатке и т.д.) должны быть обоснованы с теоретической точки зрения и практической целесообразности их применения.
В типовую укрупненную схему производства листов на термически упрочняемых алюминиевых сплавов могут быть включены следующие основные технологические операции:
1. Отливка слитков.
2. Подготовительные операции (гомогенизация слитка,правка резка на слябы, фрезерование, плакирование).
3. Горячая прокатка.
4. Отжиг горячекатаных рулонов.
5. Холодная прокатка.
6. Заключительные (отделочные) операции (резка в меру, термическая обработка, правка, консервация и упаковка).
7. Межоперационный и окончательный контроль.
2.5. Общая характеристика операций технологического цикла.
В этом разделе расчетно-пояснительной записки в соответствии с выбранной схемой технологического процесса проводится краткое описание всех операций технологического цикла, начиная от способа отливки слитков и заканчивая приемкой ОТК и сдачей готовой продукции на склад.
2.5.1. Отливка слитков.
Правильный выбор габаритов слитка при установившемся техпроцессе определяет основные технико-экономические показатели производства. Развитие процесса прокатки идет по пути постепенного увеличения массы и размеров исходных заготовок. Крупный слиток позволяет более полно использовать мощность и производительность прокатного оборудования.
В настоящее время основным методом литья алюминиевых сплавов является полунепрерывный метод литья с использованием электромагнитного кристаллизатора (или кристаллизатора скольжения). Он позволяет получать слитки с высоким качеством поверхности и хорошей структурой. Применяемая толщина слябов составляет от 250 до 400 и более мм. При этом отношениеширины к толщине должно составлять величину 5-7. Выбор ширины сляба производится с учетом ширины готового листа или плиты. При этом следует учитывать, что в процессе прокатки происходит уширение, обжатие в вертикальных клетях и последующая обрезка боковых кромок. С учетомуказанных факторов ширина слитка принимается равной ширине готового проката с припуском, составляющим 40-60 мм.
Длина отливаемого слитка, при полунепрерывном литье достигающая 7-10 метров, должна быть кратной параметрам сляба с учетом обрезки головной литниковой и донной частей слитка (табл.2) и в соответствии с выбранной схемой схемой прокатки (рис.1.) Чтобы исключить раскрытие сляба в процессе прокатки, боковые грани слитка при поперечной прокатке делают в виде заострения («замок» Петрова). При прокатке вдоль линейной оси «замок» Петрова изготавливают с помощью механической обработки после резки слитка на слябы.
Таблица 2.
Длина литниковой и донной частей слитка.
| Сплав | ||
| В95 | ||
| АМг6, АМг5, АК4-1,АБт-101 | ||
| Al, АМц, AB | - | - |
| Cлитки остальных сплавов | 50-10 | 50-10 |
| Направление прокатки |
| Направление литья |
| H |
B
Длина слитка
Рис. 1 Схема разрезки слитка при поперечной прокатке.
В разделе необходимо привести техническую характеристику применяемого оборудования, температурные и скоростные режимы отливки, условии охлаждения, виды возможных дефектов и пути их предупреждения, а также виды и методы контроля качества слитков и другую необходимую информацию. Рекомендуемые режимы литья некоторых алюминиевых сплавов приведены в табл.3.
Таблица 3.
Рекомендуемые параметры полунепрерывного литья слитков из алюминиевых сплавов.
| № п/п | Марка сплава | Сечение слитка, мм×мм | Высота кристаллизатора, мм | Скорость литья, мм/мин | Температура литья, ºС | Примечание |
| АД00 АД0 АД АД1 | 302×1260 308×2070 338×1062 425×1060 | 120-140 | 690-710 690-710 700-720 700-720 | Без подлива Al | ||
| Д1 ВД1 | 255×1400 315×1600 | 670-690 670-690 | С подливом Al | |||
| Д16 Д19 | 255×1400 315×1600 | 645-680 645-680 | - | |||
| АК4-1 | 255×1400 305×1600 | 690-710 690-710 | - | |||
| АБТ-101 | 300×1700 315×1600 | 720-740 720-740 | - | |||
| В95 | 315×1240 | 140-180 | 690-710 | - | ||
| АМг3 АМг5 АМг6 | 300×1735 315×1930 308×2070 | 120-140 120-140 | 680-700 680-700 680-700 | - - - | ||
| АМг АМг2 | 315×1285 300×1735 | 120-140 | 690-710 690-710 | Без подлива Al | ||
| АМц | 315×1285 315×1585 332×1055 | 120-140 | 710-730 710-730 710-730 | - - - | ||
| АЦ | 308×1260 | 690-710 | - |
2.5.2. Подготовительные операции
К подготовительным операциям относятся: гомогенизация, правка слитка и его резка на слябы, фрезерование, плакирование.
Гомогенизация проводится с целью снятия внутренних напряжений, возникающих в слитках в процессе литья, устранения дендритной ликвации, перевода интерметаллидов, кристаллизующихся по границам зерен в виде сплошной сетки игольчатого или пластинчатого строения, в округлые включения, располагающиеся как по границам зерен, так и внутри их она осуществляется путем нагрева слитка до температуры, близкой к линии солидуса, достаточной выдержки при этой температуре и последующего медленного охлаждения. Указанные мероприятия приводят к выравниванию структуры, возрастанию пластичности, что способствует применению повышенных обжатий и скоростей при прокатке. Режимы гомогенизации слитков приведены в табл. 4.
Таблица 4.
| Рекомендуемые режимы гомогенизации слитков при производстве листов из алюминиевых сплавов. | ||
| марка сплава | температура | время |
| Al | 550-620ºС | 12 ч |
| АМц | 600-620ºС | 12 ч |
| Д1, Д16, Д19 | 500-515ºС | 12 ч |
| АМг3, АМг4, АМг5В | 465-480ºС | 12 ч |
| АМг6 | 445-460ºС | 12 ч |
Прогладка применяется для выравнивания поверхности слитков, ликвидации разнотолщинности и воздействия на поверхностные дефекты,что позволяет значительно уменьшить съем металла при последующем фрезеровании.Как правило, прогладку осуществляют на двух- и четырехвалковых станах с общим обжатием 5-10%за три-пять проходов.
Проглаженные слитки правят на ролико-правильных машинах. При применении правильных машин с опорными роликами можно объединить операции прогладки и правки. Резку на слябы производят дисковыми пилами со скоростью 1,3-2 м/мин.
Фрезерование поверхности проводится для удаления ликвационных наплывов, поверхностных дефектов и подготовки поверхности сляба к плакированию. Глубина снимаемого слоя составляет 4-10 мм на сторону. Для фрезерования применяют специальные слиткофрезерные агрегаты с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя (таблица 5,6)
Таблица 5.
| Техническая характеристика слиткофрезерного станка ГФ-212 | |
| Размеры слитков (в числителе - наименьший, в знаменателе – наибольший), мм: длина ширина толщина | 1000/2700 1000/2000 100/300 |
| Наибольшая масса слитка, кг | |
| Диаметр фрезы, мм | |
| Осевой ход шпинделя, мм | |
| Скорость вращения фрезы, об/мин | |
| Скорость резания, мм/c | |
| Рабочая подача стола, мм | 510-2900 |
| Скорость быстрого хода стола, мм/мин | |
| Наибольший ход стола, мм | |
| Наибольшая глубина резания, мм | |
| Усилие зажима (каждого цилиндра), кгс | |
| Электродвигатель вращения фрезы переменного тока: напряжение, В скорость вращения, об/мин мощность, кВт | |
| Мощность электродвигателя перемещения гильзы шпинделя фрезы, кВт | 1,7 |
| Электродвигатель перемещения стола постоянного тока: мощность, кВт скорость вращения, об/мин | |
| Мощность электродвигателя, кВт: насоса смазки насоса охлаждения фрезы гидроцилиндра зажима | 0,8 7,0 4,5 |
| Габариты станка, мм: Высота максимальная Высота минимальная Ширина (без подвалов) Длина (без транспортера) | 14 880 |
Таблица 6.
| Техническая характреристика станка ГФ-388 для фрезерования боковых граней слитков твердых алюминиевых сплавов (типа Д1, Д16) | |
| Размеры слитка, мм: длина ширина толщина | 1000-2500 1250-2000 180-300 |
| Центральный угол, образованный боковыми гранями слитка, град | |
| Масса слитка, кг | 360-5000 |
| Толщина снимаемого слоя за один проход, мм | 6-10 |
| Скорость: фрезерования, м/мин холостого хода, м/мин вращение фрезы, об/мин | |
| Масса станка, кг | 28 248 |
Плакирование применяется с целью защиты листовых полуфабрикатовот коррозии, повышения технологической пластичности и предохранения поверхности сляба от разрушения в процессе прокатки. Наиболее часто в качестве плакировочного материала используют сплав АД1. Плакировке подвергаются дуралюмины, высокопрочные алюминиевые сплавы (типа В95) и другие материалы.
Согласно ГОСТ21631-76 установлены три типа плакировки (технологическая, нормальная, утолщенная) (табл.7), исходя из чего, толщина накладываемого плакировочного планшета ориентировочно может быть определена по формуле:
Где требуемая толщина плакировочного слоя (%)
Н толщина сляба (мм)
Таблица 7.
| Толщина листа, мм | Толщина плакировки в % к толщине листа | ||
| технологическая не более | нормальная не менее | утолщенная не менее | |
| 0,5-1,9 | 1,5 | 4,0 | 8,0 |
| 1,9-4,0 | 1,5 | 2,0 | 4,0 |
| 4,0-10,5 | 1,5 | 2,0 | - |
Ширина плакировочного планшета выбирается больше ширины сляба для предохранения боковых кромок полосы от растрескивания, а длина - меньше длины сляба, т.к. в процессе горячей прокатки на первых проходах деформация планшета больше, чем деформация основного металла.
2.5.3. Горячая прокатка.
Горячая прокатка является головной операцией технологического процесса производства листовых полуфабрикатов из алюминиевых и других сплавов. Горячей прокаткой изготавливают листы и плиты, однако основная часть продукции поступает в виде рулонов для дальнейшей холодной прокатки. При проектировании технологического процесса следует решить следующие основные вопросы.
Нагрев перед пластической деформацией способствует повышению пластичности материала и значительному снижению энергозатрат при прокатке. В разделе необходимо провести температурный интервал горячей деформации, обосновать выбор верхнего и нижнего значений температуры прокатки, привести диаграмму пластичности, дать характеристику применяемым нагревательным печам и устройствам.
Выбор прокатного стана. Для горячей прокатки в настоящее время применяется одноклетевые и двухклетевые реверсивные прокатные станы (приложение 1), позволяющие получать полосу толщиной до 6мм, а так же полунепрерывные станы (приложение 2), обеспечивающие большую производительность и позволяющие получать листовую продукцию до 2.5 мм. В состав полунепрерывных станов входят одна или две реверсивные черновые клети и чистовая непрерывная группа, состоящая из 3-6 клетей. Основным видом клетей во всех случаях являются клети кварто, допускающие усилие прокатки до 3000 тонн. В состав станов горячей прокатки входят клети с вертикальными валками, рольганги, направляющие линейки, толкатели, поворотные столы, ножницы, моталки и другое оборудование.
Как было отмечено выше, горячая прокатка может проводиться вдоль (продольная), поперек (поперечная) литейной оси или с совмещением этих способов (продольно-поперечная). При разработке технологического процесса необходимо указать технические характеристики выбранного оборудования и способы прокатки, привести подробное обоснование этого выбора с точки зрения специфики производства, номенклатуры и габаритов готовых полуфабрикатов, производительности, масштабов производства и других факторов.
Выбор режимов обжатий. Величина обжатия - важная характеристика процесса прокатки. Будучи неразрывно связана с температурой и скоростью, она определяет: качество продукции и производительность стана. Величины обжатий за проход и схемы обжатий по проходам обычно устанавливают, принимая во внимание технологические и силовые факторы. Литая гомогенизированная, а тем более деформированная структура большинства алюминиевых сплавов допускает высокие обжатия, которые способствуют получению горячекатаных полос с равномерной структурой и стабильными свойствами, существенно уменьшают возможность раскрытия слитков, обеспечивают высокую производительность. Обжатие в общем случае ограничивается предельным углом захвата α (при горячей прокатке алюминиевых сплавов ), допустимым усилием прокатки Р и величиной момента М пр.
Схему обжатий обычно составляют таким образом, чтобы величина усилия прокатки была по возможности равномерной на всех проходах и его колебания не превышали 25%. Однако в первых проходах из-за возможности появления трещин на боковых кромках в следствии интенсивного уширения рекомендуется назначать небольшие обжатия - в пределах 6-8 %. Эти величины обжатии вполне достаточны и для равномерной приварки планшетов при прокатке плакируемых слитков . В дальнейшем обжатия равномерно увеличивают, доводя в последних проходах до 30-45 % и более, при этом большие значения обжатия соответствуют «мягким» сплавам ,а меньшие - «твердым» сплавам. При прокатке ряда сплавов, с целью улучшения качества проката в последнем проходе обжатия уменьшают до 15-20 %.
При составлении схемы обжатий в горячей прокатке в реверсивных клетях необходимо, чтобы последний проход был обязательно нечетным. Деформация металла в вертикальных валках осуществляется в начальной стадии в четных проходах.
Методика проектирования схемы обжатий с учетом энергосиловых параметров состоит из следующих этапов:
1. Производит примерное распределение обжатий по проходам на основе существующего опыта работы базового предприятия и с учетом технологических факторов.
2. По намеченным схемам обжатий производят расчет основных технологических параметров принятого процесса: исходной (Н) и конечной ( ) толщины, абсолютного ( ) и относительного ( ), обжатия для каждого прохода, суммарной степени деформации ( ), средней толщины ( ), вытяжки за проход( ) и суммарной вытяжки ( ), угла захвата (α), длины дуги захвата ( ) отношение дуги захвата к средней толщине ( / ), ширины листа после прохода ( ), среднего значения ширины до и после прохода ( ), контактной площади металла с валками (F).
3. По теоретическим формулам пли по экспериментальны зависимостям среднего контактного напряжения (среднего удельного давления) от отношения / и технологических факторов определяют значения среднего контактного напряжения ( ) для каждою прохода, а также вычисляют значение усилия прокатки (полное давление металла на валки – P) и момента прокатки (М).
4. Если при намеченной схеме обжатий с учетом выше изложенных рекомендаций величины α, P, M не превышают допустимых значений, то она может быть оставлена без изменений. Если полученные значения оказываются выше допустимых или распределены по проходам крайне не равномерно, то проводится корректировка обжатий и повторный расчет параметров. Итоговые значения заносятся в таблицу (приложение 3), при этом в пояснительной записке полностью приводится расчет технологических параметров для первого и последнего проходов.
Проведение необходимых расчетов может осуществляться как в «вручную» (безмашинный метод), так и на электронновычислительных машинах (при наличии программы расчета).
В пояснительной записке указывается принятая система охлаждения и смазки валков, состав смазочно-охлаждающей жидкости, дефекты, возникающие при горячей прокатке, и пути их устранения.
2.5.4. Отжиг горячекатанных рулонов.
Отжиг горячекатанных рулонов применяют для ряда алюминиевых сплавов как промежуточную операцию перед холодной прокаткой. Цель отжига – придание металлу перед холодной прокаткой однородной и равновесной структуры, обеспечивающей максимальную пластичность. Поэтому отжиг производится при температуре выше рекристаллизации. При этом для термически упрочненных сплавов охлаждение с температуры отжига должно быть медленным.
В разделе указываются основные технологические параметры процесса, строятся графики зависимости механических свойств материала от температуры отжига, приводится характеристика применяемых нагревательных печей, состава контролируемой атмосферы, возможные дефекты и пути их предупреждения.
2.5.5. Холодная прокатка.
Основная задача холодной прокатки – получение листов и лент необходимых размеров с высоким качеством поверхности и требуемыми механическими свойствами.
Исходным материалом служат горячекатанные рулоны толщиной 2.5-8 мм и весом до 3 т., как правило, предварительно подвергнутые отжигу. Прокатка проводится рулонным способом на реверсивных станах или на непрерывных станах до толщины 0.5 мм. Как и в случае горячей прокатки холодную прокатку следует проводить с максимальными обжатиями за проход, величина которых определяется усилием и моментом прокатки (допустимые значения которых ниже, чем в случае горячей прокатки), а также заданными механическими свойствами. Малые деформации ухудшают качество поверхности, выкатку и увеличивают число проходов, резко снижая производительность.
Определение параметров прокатки в данном случае следует проводить с учетом переднего и заднего натяжения и упрочнения материала в процессе прокатки. Длина дуги захвата определяется с учетом сплющивания волков, вследствие значительных по величине давлений. Значение предела текучести берется на диаграмме упрочнения в зависимости т суммарной степени деформаций. Увеличение прочностных свойств происходят, как правило, особенно интенсивно при деформации 25-30%. При дальнейшем повышении степени деформации интенсивность упрочнения снижается. Значительное повышение сопротивления деформации при холодной прокатке сопровождается снижением характеристик пластичности.
Суммарные деформации при холодной прокатке могут достигать 90-95%, при этом уширением можно пренебречь. Коэффициент трения при прокатке следует принимать = 0,16-0,07. В пояснительной записке следует обязательно приводить полный расчет технологических параметров для одного из проходов. Полученные в результате расчетов параметры необходимо объединить в сводную таблицу.
2.6. Выбор оборудования и его основные параметры.
Основные технологические характеристики оборудования, применяемого для выполнения технологических операций, могут быть указаны как непосредственно при описании операции, где оно применяется, так и вынесены в самостоятельный раздел.
При выборе оборудования следует руководствоваться, как правило, не применяемом на базовом предприятии оборудованием, а современными агрегатами, обеспечивающими высокую производительность и качество готовой продукции. При этом рекомендуется проводить сравнительную оценку, четко охарактеризовав преимущества оборудования, применяемого в курсовом проекте.
2.7. Расчет на прочность и деформацию основных деталей прокатного стана.
Бесперебойная и безаварийная работа основного и вспомогательного прокатного оборудование во многом определяется правильными условиями его эксплуатации, выбором материала для его изготовления, его габариты во многом влияют на точность и качество выпускаемой продукции. Снижение материалоемкости прокатного оборудования - одна из основных задач современного станкостроения. Поэтому необходимо проведение прочностных расчетов, а также расчетов на прочность.
В процессе расчета валков прокатного стана определяют опасные сечения, действующие в них напряжения, и выбирают материал, удовлетворяющий условию прочности. Расчеты производят по максимальному усилию прокатки, взятому из схемы обжатий. В станах дуо бочку валка рассчитывают на изгиб, шейку - на изгиб и кручение, приводной конец - на кручение. Рабочие валки рассчитывают на напряжения кручения в приводном конце, так как обычно рабочие валки являются приводными. При определении стрелы прогиба следует руководствоваться следующими допускными суммарными значениями: при горячей прокатке , при холодной прокатке .
В современных листовых станах рабочие клети имеют станины закрытого типа, что позволяет получить большую жесткость. Напряжение в станине рассчитывают в середине поперечины, при этом для упрощения расчетов станину закрытого типа представляют в виде прямоугольной рамы, состоящих из двух одинаковых поперечин, и рассчитывают на максимальное вертикальное усилие, действующее при прокатке на шейку валка. Для станины из стального литья рекомендуемое значение допускаемых напряжений [ ] = 50-70 МПа, а для станин из высокопрочного чугуна [ ] = 40-50 МПа. Для станов холодной прокатки допускаемая величина деформации станины не должна превышать 0,3-0,5 мм, для станов кварто горячей прокатки - 0,6-1,0 мм.
Кроме того, проводят прочностные расчеты шпинделей, нажимных винтов и гаек, фундаментных и станинных болтов рабочей и шестеренной клетей на опрокидывание, различных типов ножниц и пил на определение требуемого усилия резания, правильных машин на определение усилия правки или давления на ролики, моталок на необходимую мощность привода барабанов и т.д.
3. Общие требования по оформлению курсового проекта.
Как отмечалось выше, курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.
Чертежи выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД и Государственными стандартами по их оформлению, должны иметь достаточное количество видов, проекций и сечений, необходимых для их правильного и полного восприятия. На них должны быть представлены основные размеры, обозначения и необходимые указания о допусках, посадках, уклонах и т.п.
Масштаб выбирается в соответствии с ГОСТ 2.302-68 так, чтобы на выбранном формате чертеж с необходимыми размерами и надписями занимал практически все отводимое поле. Каждый чертеж должен иметь штамп установленного кафедрой образца.
Чертежи, как правило, выполняются в карандаше, а схемы и графики - в туши.
Расчетно-пояснительная записка курсового проекта должна быть составлена технически грамотно, четко и сжато. Расчеты и текст необходимо иллюстрировать рисунками, эскизами, схемами, эпюрами, графиками и другими материалами, выполненными в карандаше или в туши с применением чертежных инструментов.
Записка должна быть или написана от руки чернилами, или напечатана на прономерованных листах формата А4 по ГОСТ 9327-60 (размером 210×297мм), на одной стороне писчей бумаги, сброшюрована и иметь плотную обложку титульный лист). Объем вписки не должен превышать 50-60 страниц рукописного текста Оформление записки должно соответствовать требованиям ГОСТ 7.32-91.
Титульный лист расчетно-пояснительной записки должен быть, составлен по установленной кафедрой форме и подписан автором проекта и руководителем.
Рекомендуемый размер полей при написании текста составляет: левое-не менее 30мм, правое-не менее 10мм, верхнее-не менее 15 мм, нижнее-не менее 20мм.
Текст расчетно-пояснительной записки делят на разделы, подразделы и пункты, которые должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей записи и обозначаться арабскими цифрами с точкой, например «2.»- раздел два; «3.1»- первый подраздел третьего раздела, «2.4.5» -пятый пункт четвертого подраздела второго раздела. Введение не нумеруется.
Страницы номеруют арабскими цифрами. Титульный лист (обложка) включают в общую нумерацию записки, однако, номер на титульном листе не ставят; на последующих страницах номер проставляют в правом верхнем углу. Все рисунки, схемы, эскизы и другие графические материалы, выполнены на отдельных листах, включают в общую нумерацию страниц. Иллюстрация, таблицы и формулы номеруются последовательно арабскими цифрами в пределах раздела, например: «Рис.1.2»- второй рисунок первого раздела; «Таблица 2.4.» -четвертая таблица 2-ого раздела. Рисунки и таблицы обязательно, кроме номера, должны иметь заголовок, а в тексте, записки на них, должны быть даны соответствующие ссылки, например: «Схема расположения оборудования для прокатки листов и сплава Д16 Т представлена на рис. 3.2.»; «В табл. 1.1. приведены свойства сплавов системы алюминий-магний при расчетных температурах» и т.п.
Номер формулы указывают с правой стороны листа, на уровне формулы, в круглых скобках. Формулы выносятся в отдельную строку и должны записываться сначала в общем виде (с проставлением справа номера), затем в том же порядке в формулу подставляются числовые значения входящих параметров. После этого записывается результат с указанием размерности, например:
,
где длина дуги захвата, мм;
радиус рабочего валка, мм;
абсолютное обжатие, мм;
Иллюстрации и таблицы размещают после первого упоминания о них в тексте или на следующей странице.
В начале расчетно-пояснительной записки приводится оглавление (содержание), которое включает наименование всех разделов, подразделов и пунктов (если они имеют наименование) с указанием номера страницы, на которой размещается начало материала разделов (подразделов, пунктов).
Список литературных источников, используемых при выполнении проекта, должен быть составлен по установленным правилам (ГОСТ 7.1-84). Примером заполнения может служить рекомендуемый список литературы для курсового проектирования, представленный в разделе 2.8.
При составлении списка литературы следует обратить внимание на размещение точек, запятых, тире, запись прописных букв в названии литературных источников, порядок записи авторов, названия источника, издательства, года выпуска и т.д. Ссылки на использование в тексте расчетно-пояснительной записки, тех или иных литературных источников, следует делать заключением цифры между двумя косыми чертами (/5/). Цифры должны соответствовать порядковому номеру данного источника в перечне использованной литературы. Литературные источники следует располагать в порядке появления ссылок в тексте записки. Каждый источник в списке использованной литературы указывается только один раз, и если на него делается несколько ссылок по тексту расчетно-пояснительной записки, то все эти ссылки имеют один и тот же номер- номер источника в списке литературы.
4.Защита курсового проекта.
Курсовой проект защищают в установленный учебным графиком срок (или с разрешения кафедре - раньше срока) перед комиссией из 2-3 преподавателей, в том числе и руководителя проекта. К защите допускаются студенты, выполнившие все требования, предъявляемые к курсовому проектированию.
Защита курсового проекта состоит из краткого доклада (7-10 мин.) и ответов на вопросы. В докладе студент обосновывает выбор схемы технологического процесса, кратко характеризует основные технологические операции в порядке их проведения, основные параметры установленного оборудования, при необходимости- конструкцию и принцип его работы и т.д. Студент несет полную ответственность за все принятые в проекте решения. В процессе выступления необходимо постоянно обращаться к выполненным чертежам, схемам, наглядно иллюстрируя основное содержание доклада. Общая продолжительность защиты одного проекта- до 30 минут.
При выставлении итоговой оценки учитывается правильность принятых в проекте решений, знание существа вопроса и производственного опыта, проявленная студентом инициатива в решении тех или иных вопросов, качество оформления расчетно-пояснительной записки и выполнение чертежей, соблюдение требований ГОСТ и ЕСКД, правильность проведенных расчетов, содержание ответов на заданные членами комиссии вопросы, отношение студента к работе над проектом в течение всего учебного семестра и другие факторы, определяющие уровень знаний и степень подготовленности студента.
В случае получения положительной оценки курсовой проект считается принятым. Если в процессе защиты студент не проявил необходимой полноты знаний материала и получил неудовлетворительную оценку, то вопрос о повторной защите, порядке и сроке ее проведения решается деканатом с учетом мнения кафедры; повторная защита может быть проведена по тому же проекту без внесения в него каких-либо дополнений и изменений, или с проведением необходимой доработки отдельных частей проекта, или разработки дополнительных вопросов по проекту. В отдельных случаях, когда кафедра признает невозможной повторную защиту по тому же проекту, студент при наличии разрешения деканата получает новое задание на курсовой проект, при этом деканатом по согласованию с кафедрой устанавливается новый срок защиты.
Методика расчета.
В процессе пластической деформации усилия, действующие со стороны металла на валки, достигают очень больших значений (несколько тысяч тон).… В настоящее время, общепринятой является методика определения усилия прокатки,… (1)Зависимость для алюминия.
Зависимость для алюминиевых сплавов АМц, В95.
Зависимость для алюминиевых сплавов АМг6, АМг5, АМг6.
Зависимость для алюминиевых сплавов Д16, Д1.
Коэфициенты для алюминия
Коэфициенты для сплава АМц
Коэфициенты для сплава Д16.
Коэффициентыдля сплава АМг6
Коэфициенты для сплава АМг61.
Зависимость коэффициента плеча 𝜓 от
Кривые зависимости среднего нормального контактного напряжения (отношения от параметра ) при различных значениях коэффициента контактного трения
Зависимость коэффициента трения от скорости прокатки
Коэффициент влияния внешнего трения на давление прокатки в зависимости оти
Кривые наклепа дуралюминов
Кривые наклепа легкодеформируемых сплавов