ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РЕМОНТНОЙ СВАРКИ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ
1.1 Сведения об изделии и особенности его работы 7
1.2 Сведения о материале изделия 9
1.3 Сведения о базовой технологии 10
1.4 Выбор способа восстановления 11
1.5 Анализ научно -технической информации
по тематике исследования 20
1.6 Постановка задач на выполнение
выпускной квалификационной работы 23
2 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ НАПЛАВКИ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ
2.1 Выбор схемы наплавки 24
2.2 Описание операций проектного технологического
процесса наплавки 29
3 ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ
РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
3.1 Технологическая характеристика объекта 33
3.2 Персональные риски, сопровождающие внедрение проектной
технологии в производство 35
3.3 Предлагаемые мероприятия по снижению профессиональных
рисков в ходе внедрения в производство проектной технологии 36
3.4 Предлагаемые мероприятия по обеспечению пожарной
безопасности разрабатываемого технологического объекта 37
3.5 Оценка экологической безопасности разрабатываемого
технологического объекта 39
3.6 Заключение по экологическому разделу 40
4 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРОЕКТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1 Исходные данные для проведения экономического расчёта 41
4.2 Вычисление фонда времени работы оборудования 43
4.3 Расчёт времени, затрачиваемого для выполнения годовой программы, и коэффициента, учитывающего загрузку оборудования 44
4.4 Расчет заводской себестоимости базового
и проектного вариантов технологии 46
4.5 Калькуляция заводской себестоимости сварки по базовому
и проектному варианту технологии 50
4.6 Определение капитальных затрат по базовому
и проектному вариантам технологии сварки 51
4.7 Расчёт показателей экономической эффективности
проектного варианта технологии 53
4.8 Выводы по экономическому разделу 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 58
Штампы холодного деформирования металлов подразделяются на штампы для разделительных (вырубка, резка, обрезка облоя, пробивка отверстий и др.) и формоизменяющих операций (вытяжка, гибка, формовка, выдавливание и др.). Условия работы металла штампового инструмента определяют вид износа его контактирующей поверхности (истирание, вы - крашивание, растрескивание, налипания штампуемого металла и др.), а последний предопределяет выбор состава штамповой стали и режимов ее термической обработки. Основным видом износа этого инструмента является потеря размеров контактирующих участков вследствие истирания.
Существенное повышение стойкости штампового инструмента обеспечивается выбором состава штамповой стали, оптимизацией режимов термической обработки штампового инструмента, его цементацией и улучшением условий эксплуатации штампов. Однако наиболее эффективным методом повышения стойкости штампов является применение наплавки легированных сплавов на их изнашивающиеся поверхности, так как в этом случае наиболее доступно регулирование свойств наплавленного слоя путем изменения состава наплавленного металла и режимов его термической обработки.
Разработка новой штамповой стали, организация ее производства, разработка технологического процесса ковки и термической обработки требуют значительно больших затрат, чем разработка наплавочного материала, обеспечивающего наплавку новой штамповой стали. Кроме того, наплавленный слой можно наносить на основу из конструкционной стали, чем достигается экономия дефицитных легированных сталей. Современные методы наплавки позволяют наплавлять металл высокого качества, который может применяться как непосредственно после наплавки, так и после термической обработки.
Ремонт инструмента кузнечно-прессового оборудования наплавкой эффективен благодаря более низкой цене по сравнению с покупкой новой детали. Штампы и бойки для горячей штамповки и ковки, пресс-формы для литья под давлением испытывают тепловые удары, высокие удельные давления, износ истиранием, которые приводят к образованию трещин, задиров и рисок, потери геометрии рабочих поверхностей деталей.
Выпускная квалификационная работа будет посвящена разработке технологии восстановления штамповой оснастки. Для поиска наиболее эффективных технологических решений необходимо произвести обзор и анализ научных работ по данной тематике.
Цель работы - повышение эффективности восстановления штамповой оснастки за счёт использования наукоёмких технологий.
Поставленная в выпускной квалификационной работе цель - повышение эффективности восстановления штамповой оснастки за счёт использования наукоёмких технологий.
В ходе работы над современным состоянием вопроса восстановительной наплавки штампов были проанализированы материалы, из которых изготавливают штамповую оснастку. Базовая технология восстановления предусматривает применение ручной дуговой наплавки специальными электродами. В числе недостатков базовой технологии следует отметить: малую производительность; низкое качество
восстановительной наплавки; плохие условия труда сварщика.
При анализе известных способов восстановительной наплавки штамповой оснастки были рассмотрены: ручная дуговая наплавка, наплавка под слоем флюса, механизированная наплавка в защитных газах, наплавка порошковыми самозащитными проволоками, плазменная наплавка. Принято решение применить плазменную наплавку, которая позволит повысить качество и производительность наплавочных работ и вывести производство на принципиально новый уровень за счёт применения наукоёмких технологий.
Сформулированы задачи выпускной квалификационной работы: 1) выполнить обзор и произвести выбор наплавочных материалов; 2) разработать технологический процесс восстановительной наплавки штамповой оснастки; 3) предложить оборудование для реализации проектной технологии.
В выпускной квалификационной работе предложены технологические мероприятия по повышению производительности и качества выполнения восстановительной наплавки штамповой оснастки. При выполнении базовой технологии предусматривается ручная дуговая наплавка штучными электродами, что приводит к получению значительного числа дефектов и дополнительным затратам времени на их устранение. В проектном варианте 56
технологии предложено произвести замену ручной дуговой наплавки на плазменную наплавку. Применение предложенных технологических решений позволит получить снижение трудоемкости сварки и повышение стабильности качества проводимых наплавочных работ.
В ходе выполнения экологического раздела было произведено выявление опасных и вредных производственных факторов, появление которых возможно при внедрении проектной технологии в производство. Проведён анализ возможности и мер по устранению и уменьшению опасных и вредных производственных факторов.
Произведена оценка экономической эффективности проектной технологии. Величина годового экономического эффекта в сфере производства, полученная с учетом затрат на дополнительные капитальные вложения, составила 1,3 млн. рублей. Сделан вывод о том, что предлагаемая технология ремонтной наплавки обладает экономической эффективностью.
На основании изложенного цель выпускной квалификационной работы можно считать достигнутой.
1. Соломка, Е.А. Восстановительная и упрочняющая наплавка деталей штампового оборудования / Е.А. Соломка, А.И. Лобанов, Л.Н. Орлов, А.А. Голякевич, А В. Хилько // Автоматическая сварка . - 2014. - № 6-7. - С. 111— 113.
2. Потапьевский, А.Г. Сварка сталей в защитных газах плавящимся электродом. Техника и технология будущего / А.Г. Потапьевский, Ю.Н. Сараев, Д.А. Чинахов - Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2012. - 208 с.
3. Лебедев, В.А. Особенности формирования структуры сварных соединений при дуговой наплавке с импульсной подачей электродной проволоки / В.А. Лебедев, И.В. Лендел, А.В. Яровицын [и др.] // Автоматическая сварка. - 2006. - № 3. - С. 25-30.
4. Позняк, Л.А. Штамповые стали для холодного деформирования / Л.А. Позняк. - М.: Металлургия, 1966.
5. Романовонский, В.И. Справочник по холодной штамповке / В.И. Романовский. - М. : Маштиз, 1959.
6. Владимиров, В.М. Изготовление штампов, пресс-форм и приспособлений / В.М. Владимиров. - М.: Высшая школа, 1974. - 431 с.
7. Старова, Е.П. Малолегированная быстрорежущая сталь с азотом / Е.П. Старова. -М.: Машгиз, 1953. - 58 с.
8. Походня, И.К. Производство порошковой проволоки / И.К. Походня, В.Ф. Альтер, В.Н. Шлепаков и др. - Киев : Вища школа, 1980. - 231 с.
9. Походня, И.К. Исследования и разработки ИЭС им. Е. О. Патона в области электродуговой сварки и наплавки порошковой проволокой / И.К. Походня, В.Н. Шлепаков, С.Ю. Максимов, И.А. Рябцев // Автоматическая сварка. - 2010. - № 12. - С. 34-42.
10. Шоно, С.А. Плавкость шлаков, образующихся при износостойкой наплавке порошковой проволокой открытой дугой / С.А. Шоно // Автоматическая сварка. - 1974. - № 1. - С. 7-9.
11. Юзвенко, Ю.А. Защита металла при наплавке порошковой проволокой открытой дугой / Ю.А. Юзвенко, Г.А. Кирилюк // Автоматическая сварка. - 1974. - № 3. - С. 58-60.
12. Грохальский, Н.Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой / Н.Ф. Грохальский. - М. : Машиностроение, 1962.
13. Походня И. К. Металлургия дуговой сварки / И. К. Походня. - К. : Наукова думка, 2004. - 430 с.
14. Походня, И.К. Порошковые проволоки для электродуговой сварки : каталог-справочник / И.К. Походня, А.М. Суптель, В.А. Шлепаков и др. - Киев : Наукова думка, 1980. - 180 с.
15. Походня, И.К. Сварка порошковой проволокой / И.К. Походня,
A. М. Суптель, В.Н. Шлепаков. - Киев : Наукова думка, 1972. - 224 с.
16. Зареченский, А.В. Особенности плавления порошковых лент с термитными смесями / А.В. Зареченский, Л.К. Лещинский, В.В. Чигарев // Сварочное производство. - 1985. - № 8. - С. 39-41.
17. Иофоре, И.С. Влияние титано-термитной смеси, входящей в электродное покрытие, на повышение производительности сварки / И.С. Иофоре, О.М. Кузнецов, В.М. Питецкий // Сварочное производство. - 1980. - № 3.
18. Сидоров, А.И. Восстановление деталей машины напылением и наплавкой / А.И. Сидоров. - М. : Машиностроение, 1987. - 192 с.
19. Гладкий, П .В. Плазменная наплавка / П.В . Гладкий,
Е.Ф. Переплетчиков, И.А. Рябцев. - К. : Еколог1я, 2007. - 292 с.
20. Малаховский, В.А. Плазменные процессы в сварочном
производстве / В.А. Малаховский. - М.: Высшая школа, 1988. - 72 с.
21. Кудинов, В.В. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий /
B. В. Кудинов, В.М. Иванов. - М. : Машиностроение. - 1981. - 192 с.
22. Жариков, С.В. Влияние экзотермической смеси в составе
сердечника самозащитной порошковой проволоки на параметры наплавленного валика / С.В. Жариков // Вюник схщноукрашського
нацюнального ушверситету 1м. В. Даля.. - Луганск: СНУ, 2010. - № 2. - С. 102-105.
23. Макаренко, Повышение эффективности работы деталей машин металлургического и прессового производства применением плазменно-порошковой наплавки на разнополярном токе / Н.А. Макаренко,
A. А. Богуцкий, Н.А. Грановская // Вюник схщноукрашського нацюнального университету 1м. В. Даля.. - Луганск: СНУ, 2011. - № 1. - С. 108-114.
24. Салманов, Л.Н. Разработка высокованадиевых наплавочных материалов и упрочняющих технологий для штампов и пресс-форм. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. - Барнаул: Алтайский государственный технический университет. - 2000.
25. Макаренко, Н.А. Разработка установки и плазмотрона для плазменно-порошковой наплавки на разнополярно -импульсном токе / Н.А. Макаренко, А.А. Богуцкий, Н.А. Грановская, В.В. Синельник // Вюник схщноукрашського нацюнального ущверситету 1м. В. Даля.. - Луганск: СНУ, 2010. - № 2. - С. 168-173.
26. Плазменная технология: Опыт разработки и внедрения. Сост. А.Н. Герасимов. - Л. Лениздат, 1980. - 152 с.
27. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой / А.И. Сидоров. - М.: Машиностроение, 1987. - 192 с.
27. Вайнерман, А.Е. Плазменная наплавка металлов / А.Е. Вайнерман,
B. Д. Веселков, В.С. Новосадов. - Л.: Машиностроение, 1969. - 190 с.
28. Малаховский, В.А. Плазменные процессы в сварочном производстве / В.А. Малаховский. - М.: Высшая школа, 1988. - 72 с.
29. Гладкий, П.В. Центробежная плазменная наплавка / П.В. Гладкий, , А.П. Сом, Е.Ф. Переплетчиков // Новые процессы наплавки, свойства наплавленного металла и переходной зоны. - 1984. - С. 31-34.
30. Бабинец, А.А. Влияние способов дуговой наплавки порошковой проволокой на проплавление основного металла и формирование наплавленного металла / А.А. Бабинец, И.А. Рябцев, А.И. Панфилов [и др.] // Автоматическая сварка. - 2016. - № 11. - С. 20-25.
31. Лендел, И.В. Влияние импульсной подачи электродной проволоки на формирование и износостойкость наплавленного валика, а также потери электродного металла при дуговой наплавке в углекислом газе / И.В. Лендел, С.Ю. Максимов, В.А. Лебедев, О.А. Козырко // Автоматическая сварка. - 2015. - № 5-6. - С. 46-48.
32. Горина, Л. Н. Обеспечение безопасных условий труда на производстве: учебное пособие / Л. Н. Горина. - Тольятти: ТолПИ, 2000. - 68 с.
33. Краснопевцева, И. В. Экономическая часть дипломного проекта: метод. указания / И. В. Краснопевцева - Тольятти: ТГУ, 2008. - 38 с.
34. Егоров, А. Г. Правила оформления выпускных квалификационных работ по программам подготовки бакалавра и специалиста: учебно - методическое пособие / А. Г. Егоров, В. Г. Виткалов, Г. Н. Уполовникова, И. А. Живоглядова - Тольятти, 2012. - 135 с.