«Реконструкция прессово-волочильного цеха № 2 ЗАО “Кольчугцветмет” с целью повышения эффективности производства прутков и проволоки из медных сплавов.»

Целью дипломного проекта является разработка варианта реконструкции и анализ технологического процесса производства прутков и проволоки из медных сплавов. Данный вид продукции широко используется в отраслях народного хозяйства, что обуславливает необходимость постоянного совершенствования способов его производства. Важной задачей является улучшение качества и снижение себестоимости производимых изделий, а так же более рациональное использование материальных ресурсов и введение в эксплуатацию нового оборудования, более современных процессов и технологических схем производства. Поэтому для повышения выхода годного при минимальной энергоемкости в данной работе предлагается использовать новый вид технологии и оборудования для производства прутков и проволоки из латуни. А именно: индукционная нагревательная печь и машина многократного волочения без скольжения.

связаны с геометрическими размерами контейнера [38].

Диаметр слитка необходимый для осуществления процесса связан с диаметром контейнера

k D и определяется по формуле:

где  – коэффициент линейного расширения;

сл t – температура нагрева слитка перед прессованием, ºС.

Коэффициент вытяжки определяется как отношение площадей поперечного сечения

распрессованной в контейнере заготовки к получаемому изделию. Так как прессование

осуществляется с использованием двухочковой матрицы, то величина коэффициент вытяжки для

всех размеров контейнера определяется по формуле:

где  – коэффициент вытяжки;

k D – диаметр контейнера, мм;

п D – диаметр прутка, мм.

Степень деформации находится по формуле:

Максимально возможную длину распрессованного слитка рассчитываем по избытку

номинальной напряженности контейнера по формуле:

где  д q давление для осуществления деформации металла без учета сил трения, МПа;

 тм q давление для преодоление сил трения в обжимающей части матрицы, МПа;

 ткп q давление для преодоление сил трения по калибрующему пояску канала матрицы, МПа;

 n q номинальная напряженность контейнера, МПа.

Величину номинальной напряженности контейнера определяем по формуле:

Допустимая длина литого слитка по длине контейнера равна:

где  пш H толщина пресс-шайбы, мм;

 зм L глубина захода матрицы в контейнер, мм;

 1 L глубина заходного конуса контейнера, мм;

2 L – минимально допустимая величина захода пресс-штемпеля в контейнер до начала

нагружения силой прессования, мм.

Выбирая значение длины распрессованного слитка pc L , сравниваем его с допустимым

значением длины литого слитка по длине контейнера kc L и выбираем, соответственно, наименьшее

значение.

Максимальная длина распрессованного слитка определяется по формуле:

Длина изделия полученного в ходе процесса прессования вычисляется по формуле:

где  по H величина пресс-остатка, мм.

Так как процесс прессования осуществляется с использование двухочковой матрицы, то

таких изделий будет два.

3.1.2 Алгоритм расчета деформационного режима волочения

Для расчета деформационного режима волочения на многократных волочильных машинах

без скольжения и со скольжением воспользуемся методикой приведенной [39].

Согласно источнику [39], маршрут волочения на многократных волочильных машинах без

скольжения проводится по следующим формулам.

Общее значение коэффициента вытяжки определяется по формуле:

где dн и dк – начальный и конечный диаметры прутка.

Количество переходов n определяется по формуле:

ср

общ n

где λср – принимаемое среднее значение коэффициента вытяжки, берется из справочных данных,

значение которой уточняется по формуле:

n .

Суммарная вытяжка после n-ой волоки рассчитывается по формуле:

(12)

По формуле, приведенной в источнике [39], определяются скорости волочения проволоки по переходам:

.

Расчет маршрута волочения на машинах со скольжением несколько отличается. Это

связанно с тем, что скорости тяговых шайб превышают скорости проволоки по переходам. В связи

с этим маршрут волочения рассчитывается в следующем порядке.

По формуле (3) и (9) определяется общее значение деформации и коэффициента вытяжки.

По формуле (10) рассчитывается число переходов.

Кинематическую вытяжку определяем по формуле:

где n v – окружная скорость n-ой шайбы, принимается из технических характеристик машины.

Суммарную кинематическую вытяжку рассчитываем по формуле:

Общий коэффициент относительного опережения определяется по формуле:

По формуле, приведенной в источнике [39], определяется величина относительного

скольжения С0

При разработке данного технологического процесса были выполнены расчеты

энергосиловых параметров прессования и маршрутов волочения. Все расчеты выполнены с применением современных методик.

В специальной части проекта рассмотрен альтернативный процесс получения проволоки с использованием роликовых волок.

В части электрооборудования определена мощность и выбран тип индукционной нагревательной установки, а также определена мощность и выбран электродвигатель постоянного тока для волочильного стана, усилием 65 кН.

В разделе безопасности жизнедеятельности выявлены потенциально опасные и вредные производственные факторы, и предложены мероприятия по защите от них. Произведен анализ условий труда в цехе и мер пожарной безопасности.

Экономическая часть проекта затрагивает вопросы, касающиеся себестоимости продукциипо расчетному сортаменту, который был выполнен на основе разработанной нормативно- технологической карты. Также были рассчитаны экономические показатели и точка безубыточности, отражающие эффективность производна расчетного сортамента. В качестве индивидуального задания был разработан бизнес-план на производство латунных прутков по проектной технологии.

Изд-во стандартов, 2004.

7 ГОСТ 18321-73. Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок

штучной продукции.– Переизд. Фев. 2005 с изм. 1.– М.: Изд-во стандартов, 2005.

8 ГОСТ 10446-80. Проволока. Метод испытания на растяжение.– Переизд. Сент. 2002 с изм.

1,2.– М.: Изд-во стандартов, 2002.

9 ГОСТ 1579-93. Проволока. Метод испытания на перегиб.– Переизд. Дек. 2005.– М.: Изд-во

стандартов, 2005.

10 ГОСТ 24231-80. Цветные металлы и сплавы. Общие требования к отбору и подготовке

проб для химического анализа.– Переизд. Окт. 2002 с изм. 1,2.– М.: Изд-во стандартов, 2002.

11 ГОСТ 25086-87. Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа.–

Переизд. Окт. 2002 с изм. 1.– М.: Изд-во стандартов, 2002.

12 ГОСТ 1652.1-77. Сплавы медно-цинковые. Методы определения меди.– Переизд. Июн.

1997 с изм. 1,2,3,4.– М.: Изд-во стандартов, 1997.

13 ГОСТ 1652.2-77. Сплавы медно-цинковые. Методы определения свинца.– Переизд. Июн.

1997 с изм. 1,2,3.– М.: Изд-во стандартов, 1997.

14 ГОСТ 1652.13-77. Сплавы медно-цинковые. Методы определения фосфора.– Переизд.

Июл. 1997 с изм. 1,2,3.– М.: Изд-во стандартов, 1997.

15 ГОСТ 9716.1-79. Сплавы медно-цинковые. Метод спектрального анализа по

металлическим стандартным образцам с фотографической регистрацией спектра.– Переизд. Окт.

1998 с изм. 1.– М.: Изд-во стандартов, 1998.

16 ГОСТ 9716.2-79. Сплавы медно-цинковые. Метод спектрального анализа по

металлическим стандартным образцам с фотоэлектрической регистрацией спектра.– Переизд. Окт.

1998 с изм. 1.– М.: Изд-во стандартов, 1998.

17 ГОСТ 9716.3-79. Сплавы медно-цинковые. Метод спектрального анализа по окисным

образцам с фотографической регистрацией спектра.– Переизд. Окт. 1998 с изм. 1.– М.: Изд-во

стандартов, 1998.

18 ГОСТ 14192-96. Маркировка грузов.– Переизд. Май 2004 с изм. 1.– М.: Изд-во

стандартов, 2004.

19 СТП 00195363-114-2004. Маркировка грузов.– Кольчугино: Кольчугцветмет, 2004.

20 СТП 195363-114-2006. Отбор проб.– Кольчугино: Кольчугцветмет, 2006.

21 ГОСТ 6507-90. Микрометры. Технические условия.– Переизд. Авг. 2004 с изм. 1.– М.:

Изд-во стандартов, 2004.

22 ГОСТ 7502-98. Рулетки измерительные металлические. Технические условия.– Переизд.

Ноябр. 2006.– М.: Стандартинформ, 2006.

23 ГОСТ 166-89. Штангенциркули. Технические условия.– Переизд. Авг. 2003 с изм. 1,2.–

М.: Изд-во стандартов, 2003.

24 ГОСТ 9717.2-82. Медь. Метод спектрального анализа по металлическим стандартным

образцам с фотографической регистрацией спектра.– Переизд. Май 1997 с изм. 1,2.– М.: Изд-во

стандартов, 1997.

25 ГОСТ 29329-92. Весы для статического взвешивания. Общие технические требования.–

Переизд. Апр. 2007.– М.: Стандартинформ, 2007.

26 ГОСТ 7164-78. Приборы автоматические следящего уравновешивания ГСП. Общие

технические условия.– Переизд. Авг. 1998 с изм. 1,2,3.– М.: Изд-во стандартов, 1998.

27 ТИ2-148-95. Прессование прутков на гидравлическом прессе усилием 10 МН.–

Кольчугино: Кольчугцветмет, 1995.

28 ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.– Переизд.

Авг. 2006.– М.: Стандартинформ, 2006.

29 ТИ2-10-92. Матрицы для прессования.– Кольчугино: Кольчугцветмет, 1992.

30 ТИ2-50-86. Травление и промывка изделий из цветных металлов и сплавов.– Кольчугино:

Кольчугцветмет, 1986.

31 ГОСТ 2184-77. Кислота серная техническая. Технические условия. Переизд. Окт. 2006 с

изм. 1-4.– М.: Стандартинформ, 2006.

32 ТИ2-5-91. Волочение латунных прутков на волочильном стане «Шумаг».– Кольчугино:

Кольчугцветмет, 1991.

33 ТИ ПВЦ-8-2005. Отжиг в электропечах.– Кольчугино: Кольчугцветмет, 2005.

34 ТИ ПВЦ-24-2006. Волочение латунной проволоки на волочильной машине ВМ-13М.–

Кольчугино: Кольчугцветмет, 2006.

35 ГОСТ 26877-91. Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы.– М.: Изд-во

стандартов, 1991.

36 ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.– Переизд. Янв. 2008 с попр.

и изм. 1,2,3.– М.: Стандартинформ, 2008.

37 ГОСТ 24047-80. Полуфабрикаты из цветных металлов и их сплавов. Отбор проб для

испытания на растяжение.– Переизд. Сент. 1982.– М.: Изд-во стандартов, 1982.

38 ГОСТ 2999-75. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу.– Переизд.

Дек. 1986 с изм. 1,2.– М.: Изд-во стандартов, 1986.

39 Щерба В.Н., Райнтбарг Л.Х. Технология прессования металлов.– М.: Металлургия, 1995.

40 Брабец В.И. Проволока из тяжелых цветных металлов и сплавов.– М.: Металлургия, 1984.

41 Шевакин Ю.Ф., Грабарник А.А. Прессование тяжелых цветных металлов и сплавов.– М.:

Металлургия, 1987.

42 Смирягин А.П., Смирягина Н.А., Белова А.В. Промышленные цветные металлы и

сплавы.– М.: Металлургия, 1974.

43 Перлин И.П., Райнтбарг П.Х. Теория прессования металлов.– М.: Металлургия, 1975.

44 Зиновьев А.В., Колпашников А.Н., Полухин П.И и др. Технология обработки давлением

цветных металлов и сплавов.– М.: Металлургия, 1992.

45 Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке

давлением.– М.: Металлургия, 1976.

46 Кучеряев Б.В. Технология прокатки, прессования и волочения цветных металлов и

сплавов. Методическое пособие № 147 для практических занятий.– М.: МИСиС 1986.

47 Глебов Ю.П., Зиновьев А.М., Чумаков Ю.И. Технология обработки давление цветных

металлов и сплавов.– М.: МИСиС, 1981.

48 Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения.– М.: Металлургия, 1971.

49 Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А. Марочник сталей и сплавов.– М.:

Машиностроение, 1989.

50 Глебов Ю.П., Зиновьев А.В., Горохов В.С. Методика расчета нормативно-

технологических карт производства изделий из цветных металлов и сплавов. Методические

рекомендации №415.– М.: МИСиС, 2002.

51 Битков В.В. Технология и машины для производства проволоки.– Екатеринбург, 2004.

52 Ekkelenkamp J.H., Khosrovabadi P.B. Wire Journal Inter. December, 1996.

53 Фединцев В.Е., Маняхин Ф.И. Расчет мощности и выбор электродвигателей и приводов

общепромышленных механизмов и прокатных станов.– М.: МИСиС, 2002.

54 Юзов О.В., Щепилов Ф.И., Шлее А.Г. Экономика и организация производства в

дипломном проектировании.– М.: Металлургия, 1991.

55 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация

предприятий, сооружений и иных объектов. Новая редакция с 25.09.2007 г.– Госсанэпиднадзор

Минздрава России.– М., 2007.

56 СП 2.2.1.1312-03. Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и

реконструируемых промышленных предприятий.– Госсанэпиднадзор Минздрава России.– М.,

2003.

57 СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.– Переизд. Май 2003 с изм. 1.–

М.: ГУП ЦПП, 2003.

58 СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания.– Переизд. Июл. 2001 с изм. 1-3.–

М.: ГУП ЦПП, 2001.

59 ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ.Опасные и вредные производственные факторы.

Классификация.– М.: Изд-во стандартов, 1974.

60 СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений.– Переизд. Окт. 2002 с изм.

1,2.– М.: ГУП ЦПП, 2002.