Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Выписки из реферативных журналов 10
1.2 Стойкость электродов 13
1.3 Выбор материала для электродов контактных машин 16
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Технические требования, предъявляемые к электродам
контактных машин 27
2.2 Требования к материалам электродов контактных машин 27
2.3 Маркировка 27
2.4 Упаковка электродов 27
2.5 Правила приемки 28
2.6 Методы контроля 28
2.7 Транспортирование и хранение 28
2.8 Условия эксплуатации 28
2.9 Основные типы электродов 29
2.10 Технология восстановления электродов контактной сварки
методом горячей штамповки 30
2.10.1 Краткий технологический процесс восстановления
электродов методом горячей штамповки 30
2.10.2 Расплавление электродного сплава и применяемые
лигатуры 31
2.10.3 Подогрев матрицы 35
2.10.4 Подготовка матрицы и пуансона 35
2.10.5 Процесс работы установки при заполнении матрицы
горячим металлом и последующей штамповке 36
2.10.6 Термообработка электродов 37
2.10.7 Калибровка электродов 38
2.10.8 Очистка электродов 38
2.11 Применяемое оборудование 39
2.12 Получение опытной партии восстановленных образцов
электродов 45
2.13 Испытания электродов 48
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 51
3.1 Назначение и условия эксплуатации электродов контактных
машин 52
3.2 Устройство для изготовления электродов контактных машин 53
3.3 Оборудование необходимое для изготовления электродов 55
3.4 Расчетная часть 59
3.4.1 Определение массы падающих частей кривошипного пресса 59
3.4.2 Расчет печи для подогрева матрицы 60
3.4.3 Расчет механизма для калибровки конусной части электродов 61
4. ОРГАНИЗАЦИОННО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 65
4.1 Расчёт норм времени и фондов времени оборудования и рабочих 66
4.2 Расчет потребности в оборудовании и количестве рабочих 67
4.3 Расчет капитальных вложений 67
4.4 Расчет текущих затрат 68
4.5 Расчет технико-экономических показателей 70
5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 73
5.1 Общая характеристика проектируемого объекта 74
5.2 Объемно-планировочное решение здания проектируемого цеха 74
5.3 Производственная санитария 75
5.3.1 Микроклимат производственного помещения 75
5.3.2 Освещение 76
5.3.3 Хозяйственно - питьевое водоснабжение 77
5.3.4 Выделение вредных веществ 78
5.3.5 Шум, инфразвук, ультразвук 80
5.4 Анализ и устранение потенциальных опасностей и вредностей
технологического процесса 80
5.4.1 Опасность поражения электрическим током 80
5.4.2 Опасность травмирования движущимися частями 82
5.4.3 Вибрация 83
5.5 Анализ и мероприятия по предотвращению чрезвычайных
ситуаций 83
5.5.1 Предотвращение аварий технологического оборудования 83
5.5.2 Обеспечение взрывопожарной безопасности 84
5.5.3 Обеспечение устойчивости объекта 84
5.6 Экологичность проекта 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 89
1 ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Выписки из реферативных журналов 10
1.2 Стойкость электродов 13
1.3 Выбор материала для электродов контактных машин 16
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Технические требования, предъявляемые к электродам
контактных машин 27
2.2 Требования к материалам электродов контактных машин 27
2.3 Маркировка 27
2.4 Упаковка электродов 27
2.5 Правила приемки 28
2.6 Методы контроля 28
2.7 Транспортирование и хранение 28
2.8 Условия эксплуатации 28
2.9 Основные типы электродов 29
2.10 Технология восстановления электродов контактной сварки
методом горячей штамповки 30
2.10.1 Краткий технологический процесс восстановления
электродов методом горячей штамповки 30
2.10.2 Расплавление электродного сплава и применяемые
лигатуры 31
2.10.3 Подогрев матрицы 35
2.10.4 Подготовка матрицы и пуансона 35
2.10.5 Процесс работы установки при заполнении матрицы
горячим металлом и последующей штамповке 36
2.10.6 Термообработка электродов 37
2.10.7 Калибровка электродов 38
2.10.8 Очистка электродов 38
2.11 Применяемое оборудование 39
2.12 Получение опытной партии восстановленных образцов
электродов 45
2.13 Испытания электродов 48
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 51
3.1 Назначение и условия эксплуатации электродов контактных
машин 52
3.2 Устройство для изготовления электродов контактных машин 53
3.3 Оборудование необходимое для изготовления электродов 55
3.4 Расчетная часть 59
3.4.1 Определение массы падающих частей кривошипного пресса 59
3.4.2 Расчет печи для подогрева матрицы 60
3.4.3 Расчет механизма для калибровки конусной части электродов 61
4. ОРГАНИЗАЦИОННО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 65
4.1 Расчёт норм времени и фондов времени оборудования и рабочих 66
4.2 Расчет потребности в оборудовании и количестве рабочих 67
4.3 Расчет капитальных вложений 67
4.4 Расчет текущих затрат 68
4.5 Расчет технико-экономических показателей 70
5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 73
5.1 Общая характеристика проектируемого объекта 74
5.2 Объемно-планировочное решение здания проектируемого цеха 74
5.3 Производственная санитария 75
5.3.1 Микроклимат производственного помещения 75
5.3.2 Освещение 76
5.3.3 Хозяйственно - питьевое водоснабжение 77
5.3.4 Выделение вредных веществ 78
5.3.5 Шум, инфразвук, ультразвук 80
5.4 Анализ и устранение потенциальных опасностей и вредностей
технологического процесса 80
5.4.1 Опасность поражения электрическим током 80
5.4.2 Опасность травмирования движущимися частями 82
5.4.3 Вибрация 83
5.5 Анализ и мероприятия по предотвращению чрезвычайных
ситуаций 83
5.5.1 Предотвращение аварий технологического оборудования 83
5.5.2 Обеспечение взрывопожарной безопасности 84
5.5.3 Обеспечение устойчивости объекта 84
5.6 Экологичность проекта 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 89
Сварка является одним из основных технологических процессов в машиностроении и строительстве. Трудно представить отрасль народного хозяйства, где бы ни применялась сварка.
Сварка позволила внести коренные изменения в технологию производства, создать принципиально новые конструкции машин и аппаратов.
Особое применение в машиностроении получила контактная сварка. Контактная сварка - это процесс образования неразъёмных соединений металлов в результате их кратковременного нагрева электрическим током и пластического деформирования усилием сжатия.
Соединения свариваемых деталей происходит путем образования связей между атомными агрегатами в зоне контакта этих деталей. При этом для образования физического контакта и активации соединяемых поверхностей затрачивается тепловая и механическая энергия, подводимая извне.
Точечная сварка - способ контактной сварки, при которой детали свариваются по отдельным ограниченным участкам касания (по ряду точек). При точечной сварке детали собирают внахлёстку, сжимают усилием F электродами, к которым подключён источник электрической энергии (например, сварочный трансформатор). Детали нагреваются при кратко временном прохождении сварочного тока I для образования зоны взаимного расплавления деталей, называемой ядром. Нагрев зоны сварки сопровождается пластической деформацией металла в зоне контакта деталей (вокруг ядра), где образуется уплотняющийся поясок, надежно предохраняющий жидкий металл от выплеска и от окружающего воздуха. Поэтому специальной защиты зоны сварки не требуется. После выключения тока металл ядра быстро кристаллизуется, и образуются металлические связи между соединяемыми деталями. Таким образом, образование соединения при точечной сварке происходит с расплавленным металлом.
Нагрев при точечной сварке проводят импульсами переменного тока промышленной частоты 50 Гц, а также импульсами постоянного или униполярного тока. По способу подвода тока к свариваемым деталям различают двустороннюю и одностороннюю сварку.
Чаще всего за цикл сварки получают одну и реже две точки. Иногда при точечной сварке применяют комбинированные соединения (клеесварные и сварно - паянные). Клей и припой вводят под нахлестку для повышения прочности и коррозионной стойкости соединений.
Основным рабочим инструментом является электрод. При достаточном объёме сварки и особенно в массовом производстве расходуется большое количество электродов и роликов. Поэтому их изготовление может быть сопряжено со значительными затратами труда и металла, существенно влияющим на себестоимость процесса сварки. В связи с этим очень важно выбрать наиболее рациональную технологию изготовления в зависимости от металла, конструкции, размеров и расхода электродов. Учитывая, что от электродов в большей степени зависит качество и надежность сварных соединений, нельзя рассматривать изготовление электродов как малоответственную и простую операцию, поручая её выполнение рабочим низкой квалификации и используя для этого малопригодное или изношенное оборудование.
На большинстве предприятий прямые электроды вытачиваются из прутков, обычно поступающих с металлургического завода в термически необработанном (для дисперсионно-упрочняемых сплавов) или отожженном состоянии. Такой способ изготовления электродов нерационален вследствие больших отходов металла, так как в стружку при этом идёт до 30-40% медных сплавов.
При точечной сварке электрод изнашивается лишь на 20 %. Остальное идет в утиль. В данной дипломной работе разработана технология и технологическая оснастка для восстановления электродов контактной сварки, при котором изношенная часть электрода переплавляется, и используется вновь, для производства новых электродов.
Сварка позволила внести коренные изменения в технологию производства, создать принципиально новые конструкции машин и аппаратов.
Особое применение в машиностроении получила контактная сварка. Контактная сварка - это процесс образования неразъёмных соединений металлов в результате их кратковременного нагрева электрическим током и пластического деформирования усилием сжатия.
Соединения свариваемых деталей происходит путем образования связей между атомными агрегатами в зоне контакта этих деталей. При этом для образования физического контакта и активации соединяемых поверхностей затрачивается тепловая и механическая энергия, подводимая извне.
Точечная сварка - способ контактной сварки, при которой детали свариваются по отдельным ограниченным участкам касания (по ряду точек). При точечной сварке детали собирают внахлёстку, сжимают усилием F электродами, к которым подключён источник электрической энергии (например, сварочный трансформатор). Детали нагреваются при кратко временном прохождении сварочного тока I для образования зоны взаимного расплавления деталей, называемой ядром. Нагрев зоны сварки сопровождается пластической деформацией металла в зоне контакта деталей (вокруг ядра), где образуется уплотняющийся поясок, надежно предохраняющий жидкий металл от выплеска и от окружающего воздуха. Поэтому специальной защиты зоны сварки не требуется. После выключения тока металл ядра быстро кристаллизуется, и образуются металлические связи между соединяемыми деталями. Таким образом, образование соединения при точечной сварке происходит с расплавленным металлом.
Нагрев при точечной сварке проводят импульсами переменного тока промышленной частоты 50 Гц, а также импульсами постоянного или униполярного тока. По способу подвода тока к свариваемым деталям различают двустороннюю и одностороннюю сварку.
Чаще всего за цикл сварки получают одну и реже две точки. Иногда при точечной сварке применяют комбинированные соединения (клеесварные и сварно - паянные). Клей и припой вводят под нахлестку для повышения прочности и коррозионной стойкости соединений.
Основным рабочим инструментом является электрод. При достаточном объёме сварки и особенно в массовом производстве расходуется большое количество электродов и роликов. Поэтому их изготовление может быть сопряжено со значительными затратами труда и металла, существенно влияющим на себестоимость процесса сварки. В связи с этим очень важно выбрать наиболее рациональную технологию изготовления в зависимости от металла, конструкции, размеров и расхода электродов. Учитывая, что от электродов в большей степени зависит качество и надежность сварных соединений, нельзя рассматривать изготовление электродов как малоответственную и простую операцию, поручая её выполнение рабочим низкой квалификации и используя для этого малопригодное или изношенное оборудование.
На большинстве предприятий прямые электроды вытачиваются из прутков, обычно поступающих с металлургического завода в термически необработанном (для дисперсионно-упрочняемых сплавов) или отожженном состоянии. Такой способ изготовления электродов нерационален вследствие больших отходов металла, так как в стружку при этом идёт до 30-40% медных сплавов.
При точечной сварке электрод изнашивается лишь на 20 %. Остальное идет в утиль. В данной дипломной работе разработана технология и технологическая оснастка для восстановления электродов контактной сварки, при котором изношенная часть электрода переплавляется, и используется вновь, для производства новых электродов.
Основной задачей данного проекта являлось разработать технологию и технологическую оснастку для восстановления электродов контактной сварки. Изготовить пробные образцы данного изделия. В процессе работы столкнулись с небольшими трудностями, не была учтена высокая теплоотдача меди, следствием чего является быстрая ее кристаллизация. Для решения данного вопроса была изготовлена дополнительная технологическая оснастка (печь для предварительного подогрева матрицы).
При внедрении данной технологии в производство, условно-годовой экономический эффект, в сравнении с базовым вариантом составляет 1 135 231 руб. Ниже представлены преимущества и недостатки данного способа.
Преимущества:
1. Использование вторичного медного сырья, что экономически выгодно.
2. Производство безотходное, что повышает экологичность производства.
3. Простота и надежность применяемого оборудования.
4. Простота изготовления технологической оснастки.
5. Малое время производимых операций.
6. Возможность варьировать химическим составом электродов Недостатки:
1. Необходимость минимальной механической обработки.
При внедрении данной технологии в производство, условно-годовой экономический эффект, в сравнении с базовым вариантом составляет 1 135 231 руб. Ниже представлены преимущества и недостатки данного способа.
Преимущества:
1. Использование вторичного медного сырья, что экономически выгодно.
2. Производство безотходное, что повышает экологичность производства.
3. Простота и надежность применяемого оборудования.
4. Простота изготовления технологической оснастки.
5. Малое время производимых операций.
6. Возможность варьировать химическим составом электродов Недостатки:
1. Необходимость минимальной механической обработки.