Резка металла может быть заготовительная и как операция изготовления деталей без последующей механической обработки. Она является наиболее трудоемкой и сложной операцией. На вырезание деталей затрачивается 30…50% времени необходимого для их полного изготовления. Вырезание деталей или заготовок в зависимости от вида изделия, для которого вырезают деталь, материала и размеров деталей производят различными способами: механическим, термическим и др.

Механическая резка осуществляется ножницами, пилами, на прессах. Листовой металл режут на пресс-ножницах, гильотинных, дисковых и виброножницах.

Гибка, формообразование заготовок и деталей может производиться по кривой или под углом в горячем или холодном состоянии на двух, трех или четырех валковых вальцах, прессах и т.д. При холодной гибке пластическую деформацию металла ограничивают радиусом гибки, равным или более двадцати пяти толщин металла. Обычно на практике металл вальцуют в холодном состоянии толщиной до 50мм.

Очистка листовой стали, поверхностей цветных металлов, деталей от загрязнений является трудоемкой операцией. Существуют следующие способы очистки металла: ручным инструментом, механическими щетками, абразивными кругами, пескоструйный способ, дробеметный и дробеструйный способы, химический и др.

Эти методы заготовки позволят получить детали требуемой конфигурации и формы с конструктивными размерами требуемой точности. Вышеприведенные методы заготовки позволят деталям выполнить свое служебное назначение на определенный срок и даже более длительный срок, если будут соблюдены все технические условия изготовления и своевременно будет производится ремонт в процессе эксплуатации.

Экономически выбирают ресурсосберегающее оборудование для заготовительных операций, то есть то оборудование, которое позволит свести к минимуму отходы материала, требующегося на изготовление изделия.

Штамповка наиболее целесообразна в массовом и крупносерийном производстве. Увеличение выпуска продукции на базовом предприятии будет способствовать более эффективному использованию такого вида изготовления заготовок.

2.2 Выбор и обоснование выбора оборудования для заготовки

деталей и транспортировки

Правка металла осуществляется на гибочных вальцах или прессах. После правки неровностей на поверхности не должны превышать зазора 1.5мм между листом и стальной линейкой 1м. Правка листовой стали заключается в том. Что деформированный лист закладывается в зазор между верхними и нижними цилиндрическими вальцами, расположенными в шахматном порядке. При движении лист многократно изгибается, в нем появляются упругопластические пластические деформации, которые растягивают лист и устраняют его неровности.

Ниже приводится перечень и описание наиболее характерного для изготовления узлов заготовительного оборудования.

Для резки используют гильотинные ножницы. Ими режут материал размером до 3000мм и толщиной до 32мм. Угол створа ножей является важным установочным параметром. Точность резки на гильотинных ножницах зависит от толщины материала, состояние кромок ножей и размеров отрезаемых заготовок.

Гильотинные ножницы позволяют выполнить не только прямой рез, но и осуществлять скос кромок. Резка заготовок с прямолинейными кромками производится на гильотинных ножницах модели Н3225.

Таблица 2.2.1 – Техническая характеристика гильотинных ножниц

модели Н3225

Основанием для выбора гибочного пресса является размер детали и радиус гиба. Гибка осуществляется на правильно-гибочном прессе Н1332Б

Таблица 2.2.2 – Техническая характеристика правильногибочного пресса модель Н1332Б

Очистка поверхности от загрязнений, ржавчины и т.п. осуществляется металлическими щетками. Для удаления заусенцев, снятие усиления шва и удаления окалины на небольших поверхностях используется очистка абразивными кругами.

2.3 Расчет норм времени заготовительных операций

В качестве образца производим расчет норм времени на изготовление конуса поз5:

1. Резка листа

- основное время резки на гильотинных и сортовых ножницах и пробивки отверстий на прессах для работы на "самоходе"

Т_осн.вр. = 5 мин

подготовительно-заключительное время на резку гильотинными ножницами

Т_{под.зак.} = 5 мин

вспомогательное время на транспортировку листа и установку его на столе ножниц по упору

Т_всп. = 3 мин

Общее время резки балки

Т_{общ.рез} = 5 + 5 + 3 = 13 мин.

2. Пробивка отверстий

основное время пробивки Т_осн.вр. = 0,25 мин.

подготовительно-заключительное время Т_{подг.заг.} = 0,11 мин.

вспомогательное время Т_всп. =0,12 мин;

- общее время Т = 0,25 + 0,11 + 0,12 = 0,48 мин.

- суммарное время на изготовление балки

Т" = Т _{общ.рез.} + Т _общ.шт.

Т" = 13 + 0,48 = 13,48 мин

3 Технология сварки

3.1 Выбор и обоснование способа сварки

Для производства консоли каркаса пресс-формы выбран способ сварки в среде защитного газа. Защитным газом является Аr взамен сварки в СО₂ ; так как сварка в аргоне является более экономичным способом сварки плавлением, обеспечивает достаточно высокое качество швов. За счёт уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного металла под действием кислорода стабилизируется процесс переноса металла, уменьшается разбрызгивание, улучшается внешний вид и формирование шва. По сравнению со сваркой в СО₂ сварка в аргоне увеличивается предел выносливости при работе на переменных нагрузках. Возрастает также технологическая прочность шва, уменьшается склонность к образованию кристаллизационных и холодных трещин.

С учётом зачистки швов, горелок, производительности процесса сварка в Аr оказывается дешевле сварки в СО2.

3.2 Выбор и обоснование сварочных материалов

Сварочные материалы при сварке гнезда принимаются исходя из способа сварки.

В курсовом проекте для сварки изделия выбрана проволока сварочная диаметром 1,2 мм марки Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70, так как она наиболее оптимально подходит к рассчитанным режимам сварки.

Проволока сварочная диаметром 1,2 мм, марки Св-08Г2С, предназначенная для сварки (наплавки), с омеднённой поверхностью. Такая проволока, как и многие другие, должна поставляться или с омеднённой поверхностью, или с неомеднённой поверхностью, но с удалением следов мыльной смазки. При этом вид поверхности поставляемой проволоки устанавливается изготовителем, если в заказе не оговорена поставка проволоки с омеднённой поверхностью.

Проволока должна быть принята техническим контролем предприятия- изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие поставляемой проволоки требованиям ГОСТ 2246-70. В таблице 3.2.1 приведён химический состав проволоки Св-08Г2С.

Таблица 3.2.1- Химический состав проволоки Св-08Г2С, %

3.3 Выбор, обоснование и расчет режимов сварки

Режимы полуавтоматической сварки плавящимся электродом в смеси Ar устанавливают в зависимости от марки и диаметра проволоки и характера выполняемых сварных швов. Режимы сварки выбирают в пределах, рекомендованных паспортом проволоки.

К параметрам режима сварки в смеси Ar относятся: род и полярность сварочного тока, диаметр сварочной проволоки, величина тока, напряжение дуги, скорость подачи и вылет электродной проволоки, расход газа, положение электрода относительно шва и скорость сварки.

Выбираем сварочную проволоку диаметром 1,2 – 1,4 мм, так как толщина свариваемых изделий 4 мм.

Сварку в Ar выполняют постоянным током обратной полярности при помощи источника питания с жесткой характеристикой. Возможна сварка от источника питания с другими характеристиками и на переменном токе с осциллятором, но при этом увеличивается разбрызгивание и ухудшается формирование сварного шва. Сварку нужно производить короткой дугой при напряжении 22…34 В. Увеличение напряжения приводит к повышенному разбрызгиванию металла и сильному окислению металла шва, что может также способствовать образованию пор в металле шва.

Диаметр проволоки выбирается в зависимости от толщины металла, катета шва и от качества сборки.

Величину сварочного тока для сварки в нижнем положении выбираю в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Скорость сварки в зависимости от толщины свариваемого металла, качества подготовки свариваемых изделий и площади поперечного сечения шва устанавливается технологическим процессом или самим сварщиком. Расход газов в зависимости от положения сварки в пространстве, от движения окружающего воздуха колеблется от 5 до 20 дм³/мин.

Расчет режимов ведем исходя из следующих соображений .

Определяем величину сварочного тока, которая, зависит от требуемой глубины проплавления, и от диаметра электрода. Требуемая глубина проплавления, в свою очередь, зависит от толщины металла и условий сварки. Для односторонних стыковых швов глубина проплавления равна толщине свариваемого металла, h=.

Для сварки в среде аргона силу сварочного тока определяют по формуле:

А,

где k_n- коэффициент пропорциональности, зависящий от условий сварки, k_n=1,55.

Уточняем диаметр сварочной проволоки по формуле:

,

мм,

где j - допустимая плотность тока, А/мм², для диаметра проволоки <2 мм j=90-200 А/мм².

Напряжение на дуге для сварки в аргоне:

,

Скорость сварки вычисляют по формуле:

,

м/ч,

где _н- коэффициент наплавки, г/А час;

I_св- сила сварочного тока, А;

- плотность металла, г/см³; =7,8 г/см³;

F_н- площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Коэффициент наплавки для сварки в аргоне _н=(12-14) г/А час.

Площадь наплавленного металла зависит от типа сварного соединения. Для стыкового соединения она определяется про формуле:

,

где Fз – площадь зазора между деталями

Fв – площадь валика шва,

Скорость подачи сварочной проволоки вычисляют по формуле:

,

м/час

где F_э- площадь поперечного сечения проволоки.

,

мм²,

3.4 Выбор и обоснование сварочного оборудования

Сварочные полуавтоматы совместно с источником питания должны обеспечивать устойчивое течение и поддержание заданных режимов в процессе сварки. На основании расчетных данных для сварки формы для отливки шпал выбираем полуавтомат Kempact MIG 2530 , который предназначен для сварки сплошной проволокой в среде защитного газа стыковых, нахлесточных и угловых соединений из низкоуглеродистых и легированных сталей.

Полуавтомат состоит из подающего механизма, источника питания, шкафа управления, универсального унифицированного держателя, сварочного шланга, газового редуктора с расходометром и подогревателем газа.

Полуавтомат служит для подачи электродной проволоки, защитного газа, через унифицированный держатель в зону сварки.

В полуавтомат входят: кассета с тормозным устройством, подставка, механизм подачи, отсекатель газа.

Кассета служит в качестве емкости для электродной проволоки.