Выбор способа получения заготовок

Раскрой

 

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки на заготовительном и последующих этапах. Выбор заготовки связан с конкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали, выполняемым для заданного объёма годового выпуска с учетом других условий производства.

Важным этапом в проектировании сварных конструкций и разработке технологических процессов является установление коэффициента использования материала (КИМ), что влияет на себестоимость производства и конкурентоспособность продукции.

Исходя из конструктивных и экономических соображений, а также условий работы резервуара, выбираем по ГОСТ 5520-79 низкоуглеродистую сталь 09Г2С-8 с классом прочности 295 и пределом текучести 430 МПа. Её механические свойства указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Механические свойства листового проката стали 09Г2С-8 ГОСТ 5520-79

Класс прочности	Толщина проката, поставляемая по данному классу прочности, мм, не более	Предел текучести sт, Н/мм^2	Временное сопротивление sв, Н/мм^2	Относительное удлинение d5, %
не менее

 

Химический состав стали 09Г2С ГОСТ 5520-79 приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Содержание химических элементов в стали 09Г2С в процентах

Углерод	Mapганец	Кремний	Хром	Никель	Медь
Не более 0,12	1,3-1,7	0,5-0,8	Не более 0,30	Не более 0,30	Не более 0,30

 

В настоящем проекте для производства резервуаров используются листы из стали 09Г2С-8 ГОСТ 19281-89 с техническими условиями по ГОСТ 19903-74 (прокат листовой горячекатаный). Основные размеры одного эллиптического днища приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Эллиптическое днище

 

Диаметр исходной заготовки из листа рассчитывается по формуле (1), приведённой в ГОСТ 6533-78:

(1),

где D_В – внутренний диаметр днища, s – толщина стенки днища, h₁ – высота отбортовки днища, - коэффициент, который выбирается по рисунку 3, в зависимости от отношения .

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента от соотношения D_В/S

Тогда:

мм.

 

Заготовка для одного днища будет иметь размеры 2500 2500, или 2500 1250, если использовать сварное днище. Принимаем: сварные днища, стандартные листы 2500 1250 16 мм по ГОСТ 19903-74. Эскиз расположения заготовки для полуднища на выбранном листе показан на рисунке 4.

Рисунок 4 - Эскиз расположения заготовки

на стандартном листе стали 09Г2С

 

Коэффициент использования материала для изготовления одного днища будет рассчитываться следующим образом:

, (2)

где - использованная площадь листов, - полная площадь листов.

Из рисунка 3 определяем, что = 3125000 мм , = 2454369 мм . Подставляя данные в выражение (2), определим:

%.

Данное значение показывает достаточно высокий коэффициент использования материала для заготовок круглой формы.

 

Резка листового металла

Для резки листов принимаем гильотинные ножницы НГ16Г.02. Их технические характеристики приведены в таблице 3.

Гильотинные ножницы НГ16Г оснащаются гидравлическим приводом. Назначение этого типа промышленного оборудования – высокоточная резка листового проката толщиной 1-16 мм. Резка происходит по нанесённой разметке или по упору за один рабочий ход наклонного ножа. Гидравлическая гильотина НГ16Г превосходит по потребительским свойствам пневматические и механические модели. Обеспечивает заданную точность реза, проста и удобна в управлении, надёжна в эксплуатации, не создаёт повышенного шума. Металлическая листовая заготовка разрезается плавно, образующийся срез не имеет зазубрин, вмятин. Может работать в автоматическом, одиночном режимах.

Для вырезания заготовок сложной формы принимаем машину термической резки PCM.3212 с числовым программным управлением (ЧПУ). Они широко применяются для прямолинейного и фигурного раскроя листового металла в различных отраслях промышленности. Технические параметры машины термической резки РСМ.3212 приведены в таблице 4.

Таблица 3 - Технические характеристики гильотинных ножниц НГ 16Г.02

Характеристика	Значение
Максимальная толщина листа при σвр ≤ 50 кгс/мм^2, мм
Минимальная толщина листа при σвр ≤ 50 кгс/мм^2, мм
Максимальная ширина листа, мм
Допустимое усилие реза, кН
Угол наклона подвижного ножа, град	0.5° - 2°45’
Частота ходов ножа, мин^-1	10-12
Расстояние между стойками в свету, мм
Кол-во режущих кромок ножа, шт.
Производительность насоса, л/мин
Количество гидроприжимов
Габаритные размеры (ДхШхВ), мм	3830х1970х2420
Вес, кг

Таблица 4 - Технические параметры машины термической резки РCM.3212

Параметр	Значение
Колея рельсового пути, мм
Рабочая ширина портала, мм
Длина рельсового пути, мм
Рабочая длина рельсового пути, мм
Ширина полос резки, мм	80-3200
Скорость резки, мм/мин	10-1000
Скорость обратного хода, мм/мин
ЧПУ	EDGE PRO of US HYPERTHERM (Русский интерфейс)
Механизм автоматического контроля высоты	2 комплекта (установлены на горелках фигурного раскроя)
Система привода портала и головок фигурного реза	серводвигатели переменного тока Panasonic, модель Minas A5.(Япония)
Газовые клапаны	Burkert (Германия)
Погрешность позиционирования, мм/м	± 0.5
Толщина плазменной резки, мм	6 – 120
Привод портала	односторонний
Плазмообразующий газ	Сжатый воздух
Подогревающий газ	Пропан или ацетилен
Потребляемая мощность, кВт	4,5
Масса, кг

 

Машина термической резки оснащена ЧПУ и предназначена для прямолинейного и фигурного раскроя металла с помощью плазменной или кислородной газопламенной резки. Портальная машина термической резки PCM.3212 разрабатывалась с учётом пожеланий потребителей, эксплуатирующих машины этой серии во всём мире. На все машины устанавливается числовое программное управление EDGE II производства HYPERTHERM AUTOMATION (США) для плазменной и газопламенной резки. Перемещения портала обеспечивает серводвигатель переменного тока Panasonic (Япония), регулировка подачи газов осуществляется газовыми редукторами NEUGART (Германия).

Таким образом, выбранное оборудование для резки обеспечивает высокую технологичность этого процесса.

 

 

Штамповка днищ

Днища эллиптические с внутренним диаметром от 133 до 4500 мм и толщиной стенки от 4 до 120 мм изготавливаются по ГОСТ 6533-78 «Днища эллиптические, отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов»

Для штамповки днищ принимаем гидравлический пресс Erfurt PKnVT VI 800 FS. Его технические характеристики приведены в таблице 5. Из неё видно, что данный пресс обеспечит штамповку днищ с необходимыми размерами.

Таблица 5 - Технические характеристики гидравлического пресса Erfurt PKnVT VI 800 FS

Макси-мальное усилие, т	Внутрен-ний ход ползуна, мм	Наруж-ный ход ползуна, мм	Макси-мальная закрытая высота, мм	Мини-мальная закрытая высота, мм	Число ходов в минуту	Размер стола, мм	Внут-ренний размер ползуна, мм	Наруж-ный размер ползу-на, мм
						3150х 2100	2500х 1600	3150х 2100

 

Пресс с оснасткой повторяющий внутреннюю форму днища опускается, затем поднимается. Далее механическим путем удаляют окалину, проводят контроль толщины металла.

Таким образом, заданное для выбора оборудование заготовительного производства определено оптимально.