ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ современного состояния вопроса восстановительной наплавки ножей для горячей резки металла
1.1 Описание изделия и условий его работы 7
1.2 Сведения о материале изделия 9
1.3 Описание базовой технологии 10
1.4 Анализ содержания научных работ по тематике
исследования 11
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 14
2 Проектная технология восстановления и упрочнения
2.1 Обоснование выбора способа восстановления
2.1.1 Ручная дуговая наплавка
штучными электродами 16
2.1.2 Наплавка самозащитными порошковыми проволоками 20
2.1.3 Механизированная наплавка в среде защитного газа 24
2.1.4 Наплавка под флюсом 26
2.1.5 Плазменная наплавка 28
2.2 Выбор наплавочного материала 31
2.3 Операции восстановительной плазменной наплавки 32
2.4 Устройство для плазменной наплавки 34
3 Безопасность и экологичность технического объекта
3.1 Технологическая характеристика объекта 38
3.2 Разработанные технические и организационные предложения
по уменьшению выявленных при анализе проектной технологии профессиональных рисков 40
3.3 Разработанные технические и организационные предложения
по обеспечению пожарной безопасности на участке сварки 42
3.4 Оценка безопасности для природной среды предлагаемых
технических решений 45
3.5 Заключение по экологическому разделу 46
4 Оценка экономической эффективности
выпускной квалификационной работы 47
4.1 Исходные данные для выполнения расчетов 47
4.2 Расчёт фонда времени 49
4.3 Расчет нормы штучного времени на изменяющиеся
операции технологического процесса 50
4.4 Расчет заводской себестоимости базового и проектного
вариантов технологии 52
4.5 Калькуляция заводской себестоимости базовой
и проектной технологии 57
4.6 Капитальные затраты по базовому и проектной технологиям 57
4.7 Показатели экономической эффективности
проектной технологии 60
4.8 Заключение по экономическому разделу 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
Проблема повышения долговечности машин и оборудования является одной из актуальнейших народнохозяйственных задач. Срок службы быстроизнашивающихся деталей определяет рентабельность дорогостоящего оборудования. Интенсификация производственных процессов, увеличение рабочих давлений, скоростей и температуры приводят к ускорению изнашивания деталей и делают проблему повышения долговечности быстроизнашиваемых узлов машин еще более острой. Одним из важнейших направлений решения проблемы ресурсосбережения является разработка экономнолегированных сталей и наплавочных материалов, обеспечивающих повышенные механические и служебные свойства деталей машин и инструментов [1, 2].
Одним из важнейших направлений решения проблемы ресурсосбережения является разработка экономнолегированных сталей и наплавочных материалов, обеспечивающих повышенные механические и служебные свойства деталей машин и инструментов. Основными структурными классами, на основе которых создаются экономнолегированнные высокопрочные стали и сплавы являются: мартенситный, мартенситно-аустенитный, устенитно-карбидный и др. с использованием недефицитных легирующих элементов: марганца, хрома, кремния, ванадия, различное сочетание и количественное соотношение которых позволяет создавать разнообразные по свойствам и назначению материалы [1, 2] Резкое повышение износостойкости металла также достигается за счёт изменения композиционной структуры [7].
Известно [3], что эффективность использования прессового и штампового оборудования для горячей обработки металлов ограничена недостаточной стойкостью рабочего инструмента и существенно зависит от температурного и силового нагружения в процессе эксплуатации (так как рабочий инструмент непосредственно соприкасается с нагретым металлом и испытывает значительные механические нагрузки (800...1000 МПа)). Дисперсионно-упрочняемые составы высоколегированного наплавленного металла позволяют эффективно достигать требуемых эксплуатационных характеристик наплавляемых изделий. Характерной особенностью наплавленного металла типа инструментальных штамповых сталей 25Х5ФМС, 35В9Х3ФС, 30Х4В2М2ФС и других сталей являются то, что в широком диапазоне скоростей охлаждения в нем исключается перлитное преобразование, и после наплавки образовывается мартенситная структура с небольшим количеством остаточного аустенита.
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы - повышение эффективности технологических процессов восстановления и упрочнения ножей для горячей резки металла.
В настоящей выпускной квалификационной работе была поставлена цель - повышение эффективности технологических процессов восстановления и упрочнения ножей для горячей резки металла. Анализ современных источников научно-технической информации по вопросу восстановления и частей механизмов, работающих в условиях нагрева и циклического нагружения, позволил выделить следующие способы восстановления: 1) ручная дуговая наплавка; 2) механизированная наплавка в защитных газах; 3) наплавка под слоем флюса; 4) наплавка порошковыми самозащитными проволоками; 5) плазменная наплавка.
Сформулированы задачи, последовательное решение которых позволит достигнуть поставленной цели: 1) выполнить анализ альтернативных способов восстановительной наплавки и обосновать выбор способа восстановительной наплавки применительно к рассматриваемой детали; 2) повысить эффективность выбранного способа восстановительной наплавки за счёт применения наукоёмких технических решений; 3) составить проектную технологию восстановительной наплавки с применением предложенных ранее технических решений; 4) выполнить оценку безопасности и экологичности предложенных технических решений; 5) выполнить оценку экономической эффективности предложенных технических решений.
В ходе выполнения экологического раздела выполнен анализ экологической безопасности предлагаемых в выпускной квалификационной работе технических решений и предложены меры по защите персонала от вредных и опасных факторов, которые возникают при реализации проектной технологии. Анализ экономической эффективности предложенных решений позволил установить, что внедрение результатов выпускной квалификационной работы в производство позволит получить годовой экономический эффект в размере 2,11 млн. рублей.
