Разработка мероприятий для улучшения качества и модернизации производства медного чехла. Дипломная (ВКР). Другое.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Разработка мероприятий для улучшения качества и модернизации производства медного чехла
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
1. Понятие принципа
сверхпроводимости и основы работы сверхпроводников
Сверхпроводимость - физическое
явление, наблюдаемое у некоторых веществ (сверхпроводников), при охлаждении их
ниже определенной критической температуры Г с , и состоящее в
обращении в нуль электрического сопротивления постоянному току и выталкивания
магнитного поля из объема образца (эффект Мейснера). Явление открыто в 1911 г.
X. Каммерлинг-Оннесом. Изучая температурный ход электросопротивления Hg, он
обнаружил, что при температуре ниже 4,22 К Hg практически теряет сопротивление.
Далее оказалось, что при крайне
низких температурах целый ряд веществ обладает сопротивлением, по крайней мере,
в 10-12 раз меньше, чем при комнатной температуре.
Эксперименты показывают, что если
создать ток в замкнутом контуре из сверхпроводников, то этот ток продолжает
циркулировать и без источника ЭДС. Токи Фуко в сверхпроводниках сохраняются
очень долгое время и не затухают из-за отсутствия тепла (токи до 300А
продолжают течь много часов подряд). Изучение прохождения тока через ряд
различных проводников показало, что сопротивление контактов между
сверхпроводниками также равно нулю. Отличительным свойством сверхпроводимости
является отсутствие явления Холла. В то время как в обычных проводниках под
влиянием магнитного поля ток в металле смещается, в сверхпроводниках это
явление отсутствует. Ток в сверхпроводнике как бы закреплен на своем месте.
Сверхпроводимость исчезает под
действием следующих факторов:
- действие достаточно
сильного магнитного поля;
достаточно большая
плотность тока в образце.
С повышением температуры до
некоторой Г с почти внезапно появляется заметное омическое
сопротивление. Переход от сверхпроводимости к проводимости тем круче и заметнее,
чем однороднее образец (наиболее крутой переход наблюдается в монокристаллах).
1.2 Обоснование
использования Nb 3 Sn сверхпроводников
Постоянно растущие требования к
магнитным полям и техническому качеству сверхпроводников продолжают повышать
планку для технологий производства сверхпроводящих стрендов по плотности
критического тока в высоких полях. Сравнение критических токов для длинномерных
сверхпроводящих стрендов под воздействием внешнего магнитного поля более 10 Тл
показано на рисунке 2.
Рисунок 1 - Различия в критической
плотности тока сверхпроводников, нормированной или на площадь поперечного
сечения (Nb-Ti, Bi-2212) или на расходы по производству сверхпроводника (Nb 3 Sn, Nb 3 Al). Условно для
использования в ускорителях критическая плотность тока должна превышать 1000
А/мм 2
Обычно производители магнитов для
ускорителей ориентируются на плотность нестабилизированного критического тока
порядка 1000 А/мм 2 или более, что ограничивает применение NbTi проводников (используемых
в частности в LHC) для полей более 12 Тл. Огромный потенциал многоволоконных ВТСП
сверхпроводников Bi-2212 круглого сечения для высоких полей очевиден, при условии,
что будет разработана технология его промышленного производства. На данный же
момент для ВТСП проводников не решены такие ключевые вопросы как: создание
низкооомных контактов, долговременная стабильность критических токов при
больших механических нагрузках, электрическая защита при переходе в нормальное
состояние. Кроме того, дальнейшее развитие ВТСП материалов и появление
лабораторных соленоидов и ЯМР спектрометров с магнитной индукцией 25-30 Тл
вовсе не будет означать снижения интереса к НТСП. Все разрабатываемые сейчас
соленоиды данного класса представляют собой комбинированные системы, в которых
из ВТСП выполнены лишь внутренние секции, основная часть соленоида
изготавливается из НТСП.
Многоволоконные сверхпроводники на
основе V 3 Ga представляют интерес как перспективный материал для
использования в высоких магнитных полях (в интервале от 12 до 20 Тл), поскольку
известно, что соединение V 3 Ga имеет из всех сверхпроводящих фаз со
структурой А15 самую высокую величину электронной теплоемкости, от которой
непосредственно зависит уровень критической плотности тока. Главным недостатком
таких проводников является крайне высокая стоимость и дефицитность входящих в
него компонентов.
Многожильный сверхпроводник на
основе Nb 3 Al также может использоваться при создании высокопольных
магнитов. Эти проводники, полученные с помощью быстрой закалки и последующего
отжига, обладают лучшей устойчивостью к деформации и показывают многообещающие
высокопольные характеристики. Nb 3 Al сверхпроводники имеют лучшие
показатели, чем V 3 Ga и Nb 3 Sn по таким свойствам, как
критическая температура, верхнее критическое магнитное поле.
Однако получить технический
сверхпроводник на основе Nb 3 Al очень сложно [16]. Это связано с
нестабильностью Nb 3 Al в равновесных условиях из-за отклонения
состава соединения от стехиометрического (3:1) в сторону обогащения ниобием при
температурах менее 1750 0 С. Высокопольные свойства таких
нестехиометричных сверхпроводников существенно ниже, чем коммерческих
многоволоконных Nb 3 Sn. Получить стабильное стехиометрическое
соединение Nb 3 Al с высокой критической температурой возможно только
в результате отжига при температуре более 1800 0 С. Однако при этом
снижается плотность критического тока, особенно в низких магнитных полях, так
как происходит быстрый рост зерен, который приводит к снижению плотности границ
зерен, являющихся центрами пиннинга в этих сверхпроводниках. Для преодоления
этой проблемы предложено получать Nb 3 Al проводники с помощью метода
быстрого охлаждения. В этом методе сверхпроводящую фазу с хорошей зеренной
структурой осаждают из пересыщенной Nb-Al ОЦК фазы при температуре около 800 0 С.
Таким образом, чтобы получить стехиометрическое соединение Nb 3 Al с
высокой критической температурой необходимо проводить отжиг при высокой
температуре в сочетании с быстрой закалкой и последующим упрочняющим отжигом.
Получить же соединение Nb 3 Al по твердофазной технологии не удается,
потому что прямая диффузионная реакция между ниобием и алюминием для
образования Nb 3 Al затруднена, вследствие того, что интерметаллидные
соединения, обогащенные алюминием, то есть NbAl 3 и Nb 2 Al
(s-фаза) формируются быстрее.
В настоящее время проводники на
основе соединения Nb 3 Sn заняли ведущее место среди материалов,
пригодных для широкого технического использования, включая использование их в
высоких магнитных полях. Такое положение объясняется не только высокими
критическими свойствами соединения Nb 3 Sn, но также и тем, что
входящие в него компоненты являются более дешевыми и менее дефицитными. К тому
же при получении многожильных проводников на основе соединения Nb 3 Sn
приходится сталкиваться с меньшими технологическими трудностями, чем при
получении этих материалов на основе других интерметаллидов.
1.3 Конструкции
составных заготовок для многожильных сверхпроводников
Рисунок 2 - Схема производства
многожильного провода
В большинстве случаев многожильные
сверхпроводники изготавливаются методами обработки давлением составных
композитных заготовок. При изготовлении сверхпроводников на основе
деформируемых материалов составная заготовка состоит из прутков NbTi сплава, заключенных в
медную матрицу. В случае сверхпроводников на основе Nb 3 Sn (V 3 Ga) ниобиевые (ванадиевые)
стержни располагаются в матрице из оловянной (галлиевой) бронзы [2]. В процессе
горячей (теплой) деформации таких составных заготовок происходит сварка
отдельных элементов композиции. В результате дальнейшей, как правило, холодной
деформации с промежуточными термообработками получается длинномерный
многожильный композит, являющийся в случае NbTi сплава готовым
сверхпроводником. В случае интерметаллидных проводников сверхпроводящая фаза
образуется на границе контакта ниобия (ванадия) с бронзой в процессе
диффузионного отжига.
Обычно геометрия сечения готового
композита в основном соответствует геометрии сечения исходной составной
заготовки. Однако, при неправильно выбранных технологических параметрах
изготовления провода может быть нарушено запланированное строение сечения
сверхпроводника (искажение формы жил, неоднородность их размеров и т.п.). В тех
случаях, когда элементы составной заготовки состоят из материалов с сильно
отличающимися прочностными характеристиками, либо когда имеет место
неблагоприятное объемное соотношение и расположение сверхпроводящих жил в
сечении составной заготовки, наблюдается искажение геометрии или разрыв жил
готового композита.
Возможность совместной деформации
различных по свойствам материалов определяется: объемным соотношением
сверхпроводника и нормального металла, их прочностными свойствами,
расположением сверхпроводящих жил в сечении составной заготовки (периферия,
центр и т.д.), степенью деформации при выдавливании. При изготовлении составной
заготовки могут быть использованы различные технологические приемы.
Рассмотрим основные элементы
конструкций составных заготовок для изготовления многожильных сверхпроводников,
но наиболее распространенной технологической схеме, включающей в себя следующие
операции:
1. Сборка биметаллической
заготовки.
2. Выдавливание заготовки и
изготовление шестигранного биметаллического прутка.
. Первая сборка составной
заготовки из биметаллических прутков.
. Выдавливание заготовки и
изготовление многожильного прутка или готового композита.
. Вторая сборка составной
заготовки из многожильных прутков.
. Выдавливание заготовки и
изготовление готового многожильного провода.
Последовательность операций может
быть при необходимости продолжена, но обычно достаточно двукратной сборки.
Стадия изготовления биметаллической
заготовки под выдавливание может отсутствовать; при этом шестигранный
биметаллический пруток собирается из отдельных элементов - трубки и прутка.
Изготовление одножильного проводника
заканчивается стадией 2; при этом вместо шестигранного прутка получают готовую
биметаллическую проволоку.
Готовый многожильный композит может
быть получен при завершении четвертой или шестой стадии; композит или
многожильный провод, получаемый на четвертой стадии, принято называть проводом
однократной сборки; на шестой стадии - двукратной.
На рисунке 3 представлена схема
конструкций биметаллической заготовки и получаемого из нее прутка.
а б
Рисунок 3 - Схема конструкции
биметаллической заготовки (а) и шестигранного биметаллического прутка (б): 1 -
оболочка из меди или бронзы; 2 - сверхпроводящий сплав или ниобий (ванадий)
1.4
Технические требования к исходной заготовке
Технологический процесс получения многоволоконного
композитного стренда диаметром 2 мм на основе интерметаллического соединения Nb 3 Sn,
представляющего собой проволоку круглого сечения, скрученную относительно
собственной оси, состоящую из бронзовой матрицы с ниобиевыми волокнами,
ниобиевого барьера с танталовыми разделителями, наружной медной оболочки - это
многооперационный процесс, направленный на создание длинномерных отрезков
многоволоконного композита (стренда) с постоянной и правильной геометрией
поперечного сечения, без обрывов и пережимов волокон внутри стренда, разрывов
барьера и танталовых разделителей.
Основой многоволоконного
сверхпроводника является пруток из соединения NbTi.
Для получения многоволоконного
композитного стренда используют следующие основные исходные материалы:
высокочистый ниобий марки Нб М (для
волокон) и Нб Б (для барьеров);
медь марки М00б, имеющей химический
состав по ГОСТ 859-2001 [6]. К данной меди предъявляется дополнительное
требование по отношению электросопротивлений при температурах 273 К и 20 К,
обозначаемое RRR. Для медных слитков RRR должно составлять не менее 250. Это
обеспечивает криогенную стабилизацию многоволоконного стренда;
медь марки М1, имеющая химический
состав по ГОСТ 859-2001 [5];
медь листовая марки М1 по ГОСТ
1173-2006 [5];
бронза марки БрОТ 14-0,2 или марки
BD-3, изготовленная фирмой «Wieland»;
танталовые полосы с твѐрдостью
НВ<85 кгс/мм 2 . Химический состав тантала должен соответствовать
требованиям технологической инструкции.
1.5 Технологический
процесс производства исходного материала
а) Изготовление ниобий-титановых
прутков из составной заготовки Изготовление составной заготовки включает
следующие основные операции:
- изготовление ниобиевого
сердечника;
- изготовление втулки медного
чехла;
изготовление медных крышек;
химическая обработка
элементов составной заготовки;
сборка составной заготовки;
заварка, вакуумирование и
герметизация составной заготовки;
волочение до прутка
шестигранного сечения.
Комплектующие детали для исходной
сборки: сердечник из ниобия марки Нб М втулка чехла и крышки из меди марки М 1
по ГОСТ 859-2001 [5].
б) Изготовление втулок чехлов,
прутков из бронзы БрОТ 14-0,2
данный раздел технологической
инструкции устанавливает режимы изготовления втулок чехлов, шестигранных и
круглых прутков из бронзы БрОТ 14-0,2. Изготовление втулок чехлов включает в
себя следующие операции:
- термическая обработка
(гомогенизация) бронзовых прутков;
- изготовление бронзовых
прутков;
изготовление прутков и
прутков-заполнителей из бронзы БрОТ 14-0,2;
изготовление бронзового
чехла;
- термическая обработка
(гомогенизация) бронзовых труб.
г) Изготовление композитных
многоволоконных ниобий-титановых прутков Изготовление включает в себя сборку
первой многоволоконной заготовки; Составная многоволоконная заготовка
предназначена для получения композитного многоволоконного прутка методом
горячего прессования. Деталями составной заготовки являются:
прутки одноволоконные
шестигранные;
прутки бронзовые
шестигранные;
прутки-заполнители из
бронзы.
Прессование первой многоволоконной
заготовки диаметром 205 мм происходит на гидравлическом прессе усилием 10 МН в
матрицу диаметром 7,2 мм.
Волочение многоволоконного прутка с
диаметра 7,2 мм до диаметра 6 мм выполняется на волочильном стане барабанного
типа фирмы EURODRAW.
1.6 Изготовление
диффузионных барьеров из ниобия
Исходным материалом для изготовления
ниобиевых диффузионных барьеров являются слитки ниобия марки Нб Б по
технологической инструкции, имеющие твердость НВ 60±5 кгс/мм 2 .
Из ниобиевых слитков изготавливают
трубные заготовки. Ниобиевые слитки обтачивают до диаметра 248 мм и торцуют.
Затем на всех заготовках проводят сверление для формирования внутреннего
цилиндрического отверстия диаметром 140 мм с допуском на разнотолщинность 0,6
мм. Проводят дробеструйную обработку внутренней и наружной поверхностей гильзы.
Подготовленные заготовки маркируют и подвергают нагреву в печах
электросопротивления или индукционным способом. Продолжительность выдержки в
печах сопротивления составляет от 4 до 5 часов при температуре регулирующей
термопары 1200 0 С. Время нагрева в индукционных печах 40 минут и
окончательно устанавливается в процессе отработки технологии нагрева на этих
печах. После нагрева заготовки выдавливают на прессе усилием 10 МН в трубные
заготовки (гильзы) размером наружным диаметром 168 мм и внутренним - 138 мм с
охлаждением в воде. Скорость прессования составляет 200 мм/с.
Температура контейнера и матрицы 450
0 С.
От полученных труб отрезают
дефектные концы и отрезают с каждой стороны по одному образцу-свидетелю в виде
кольца высотой 20 мм. Затем трубы разрезают на мерные заготовки согласно
чертежу и проводят их химическую обработку.
1.7 Изготовление
разделителей из тантала
Для сборки второй многоволоконной
заготовки испьльзуют готовые танталовые разделители в виде полос шириной 13 мм
и толщиной 1,3 мм с твердостью по Виккерсу не выше 85 кгс/мм.
1.8 Изготовление втулок
медных чехлов и крышек к ним
Втулки медных чехлов с наружным
диаметром 203 мм и внутренним диаметром 139,7 мм изготавливают из медных труб
марки М00б. Медные трубы режут на мерные длины, которых изготавливают методом
токарной обработки втулки чехлов. Крышки изготавливают из листовой меди марки
М1 по ГОСТ 1173-2006 [6].
1.9 Сборка составной
многоволоконной окончательной заготовки
Окончательная составная
многоволоконная заготовка предназначена для получения композитного
многоволоконного прутка диаметром 55 мм методом горячего прессования.
Вторая многоволоконная заготовка под
контейнер диаметром 200 мм состоит из следующих деталей:
пруток шестигранный
многоволоконный;
пруток-заполнитель
композиционный;
- прутки-заполнители из
легированной титаном бронзы БрОТ 14-0,2;
пресснадставка из оборотной
бронзы.
Детали составной заготовки перед
сборкой подвергают химической обработке.
Технологический процесс химической
обработки деталей составных заготовок включает в себя операции, выполняемые в
следующей последовательности:
Параметры технологического процесса
химической обработки деталей для составной многоволоконной заготовки
представлены в таблице 1. Химобработку проводят на линии химической обработки
МЛХ 171.
Таблица 1 - Параметры
технологического процесса химической обработки деталей
H 2 O горячая проточная Н2О проточная
Многоволоконные ниобий-титановые
прутки подвергают вихретоковому контролю для выявления поверхностных и
внутренних дефектов.
Составная заготовка должна быть
выполнена в соответствии с конструкторской документацией. Все подготовленные
элементы собирают в определенном порядке в соответствии с картой сборки в
медный чехол. Собранные составные заготовки передают на участок заварки и вакуумирования.
Собранные композиционные заготовки вакуумируют в течение 2 часов и
герметизируют на установке электронно-лучевой сварки АЭЛТК приваркой крышек.
1.10 Выдавливание
окончательной составной многоволоконной заготовки
Композитные заготовки диаметром 203
мм перед нагревом смазывают при помощи поролонового тампона НИК или МГС-61
ровным тонким слоем. Проводят сушку на воздухе в течение 24 часов. Загружать
заготовки на нагрев с непросушенной смазкой запрещается.
Заготовки нагревают в печи
сопротивления ПН-15. Время нагрева и расположение заготовок корректируется в
зависимости от массы садки и определяется в процессе контрольных нагревов.
Продолжительность выдержки в печи сопротивления при температуре регулирующей
термопары 670 0 С составляет 4,5 часа.
Композиционные заготовки диаметром
205 мм прессуют на гидравлическом прессе усилием 10 МН в матрицу диаметром 55
мм. Скорость выдавливания заготовок составляет 8-10 мм/с. Температура нагрева
контейнера составляет 470 0 С, температура нагрева инструмента - 400 0 С.
Выдавленные прутки диаметром 55 мм
правят на прессе П-425. От выдавленных прутков отрезают задние и передние
дефектные технологические концы. Длина удаляемых дефектных участков составляет
по 1500 мм с обоих концов. После удаления дефектных концов проводят обточку
прутков со съемом 0,95 мм по диаметру на установке бесцентровой обточки ВТ-3.
После обточки от прутка с обоих концов отрезают образцы для контроля геометрии
поперечного сечения и определения объемной доли меди в сечении. В результате
прессования сечение прутка имеет вид, представленный на рисунке 3.
Рисунок 4 - Поперечное сечение
выдавленного прутка диаметром 55 мм
С целью получения многоволоконного
композиционного Nb 3 Sn стренда диаметром 2 мм выдавленные прутки
подвергают деформации волочением с промежуточными отжигами в проходных печах с
защитной атмосферой (суммарная деформация между отжигами не более 36%). Режимы
деформации прутков представлены в таблице 2. В качестве смазки при волочении
используют масло SINTEK FL/80.
Таблица 2 - Режимы деформации и
промежуточных отжигов прутков для сплава Nb 3 Sn
Тип оборудования для волочения и скорости волочения
Скорость протяжки прутка через печь, м/мин
Волочильный цепной стан ZPR
75-36-7 Скорость волочения не более 10 м/мин
Рольганговая печь Температура на задатчиках: 300 0 С
Волочильный стан HE
100 (01500) Скорость волочения - не более 10 м/мин
0 28,5 мм - 0 12,6 мм 012,6 мм - 0 8,25 мм
Проходная 4-х трубная печь Температура на задатчиках: 300 0 С
Волочильный стан Н 16 (0750) Скорость волочения не более 16
м/мин
0 8,25 мм - 0 4,08 мм 0 4,08 мм - 0 2,0 мм
Проходная 8 ми трубная печь с 0 3,5 мм Температура на задатчиках
480 0 С
На диаметре проволоки 2,5 мм
проводят операцию твистирования (скручивание проволоки вокруг собственной оси)
на крутильных машинах двукратного скручивания DSI 631 с шагом 13,5 мм,
направление скручивания - правое.
После отжига твистированного провода
на диаметре 2,08 мм необходимо отрезать заправочные нетвистированные передние и
задние концы стренда длиной по 10 метров.
Катушки со стрендом диаметром 2 мм
помещают в тару, предотвращающую попадание загрязнений, и передают на очистку.
1.12 Очистка
поверхности готового стренда
Очистку поверхности готового стренда
от смазочных материалов, окислов и иных загрязнений проводят на
специализированной установке. Режимы очистки устанавливают в процессе освоения
оборудования.
Приемку готового стренда проводят на
соответствие требованиям технологической инструкции.
После прохождения контроля
производится отбор образцов на анализ токовых характеристик, для чего от
переднего и заднего конца отрезаются образцы заданной длины.
Далее проволока перематываются в
катушки необходимой длины и упаковываются в специальную тару и отправляется во
Всероссийский научно-исследовательский институт кабельной промышленности (ОАО
ВНИИКП), где будет произведена скрутка кабеля, намотка его на катушку и
проведен заключительный отжиг в вакуумной печи.
Упаковка, транспортировка и хранение
стренда должны выполняться в соответствии с требованиями технической
инструкции.
Исходя из вышеизложенного можно
сказать, что целесообразно рассмотреть прессование, его возможности и проблемы
для интенсификации технологического процесса производства с/п кабеля, так как
этот способ пластической обработки находит широкое применение при
деформировании как в горячем, так и в холодном состоянии металлов, имеющих не
только высокую податливость, но и обладающих значительной природной жесткостью,
а также в одинаковой мере применим для обработки металлических порошков и
неметаллических материалов
Достоинства прессования - высокое
давление, идеальные условия для качественной сварки разнородных компонентов,
хорошая проработка структуры и возможность получения длинномерного изделия.
К недостаткам прессования можно
отнести:
значительная стоимость
специализированных машин и инструмента;
значительная скорость выталкивания
пресс-изделия в результате «сжимаемости» жидкости, что вызывает необходимость в
устройстве специальных тормозов, исключающих смятие изделия.
Поэтому широкого промышленного
применения процесс гидропрессования пока не нашел.
Для уменьшения концевых отходов
целесообразно применить гидропрессование, так как оно дает возможность
проводить операцию прессования материалов с минимальными углами матричной
воронки, это позволяет минимизировать концевые отходы и увеличить коэффициент
использования дорогостоящих компонентов.
Схема цилиндрической монолитной
рабочей втулки контейнера представлена на рисунке 5.
Для расчета на прочность контейнер
можно представить как толстостенный цилиндр, равномерно нагруженный внутренним
давлением. Тогда тангенциальные и радиальные напряжения в стенках сплошного
контейнера рассчитываются по формуле Лямэ, представленной в источнике [8].
Рисунок 5 - Схема цилиндрической
монолитной рабочей втулки контейнера
где r - внутренний радиус контейнера, мм;
R - наружный радиус контейнера, мм;
P - расстояние от оси контейнера до точки, в которой определяют
напряжение, мм.
По третьей теории прочности
эквивалентные напряжения равны
Из анализа формул (1), (2) видно,
что наибольшие напряжения возникают на внутренней стороне поверхности
контейнера (при p = r)
Введем понятие
коэффициенты толстостенности , тогда формулы (3), (4)
можно представить
Считая, что
эквивалентные напряжения на внутренней поверхности контейнера равны допустимым
напряжениям по формуле (7) можно
определить наибольшее допустимое для сплошного контейнера давление
Для многослойных контейнеров
необходимо определить давление на поверхностях сопряжения втулок по формуле
где E i - модуль упругости
при рабочей температуре.
Проведем проверку контейнера.
Размеры втулок: внутренний диаметр внутренней втулки 235 мм, внешний втулки -
462 мм; наружный диаметр внутренней втулки 432 мм, внешний втулки - 720 мм.
Материал втулки: внутренняя - 38ХН3МФА, внешняя - 5ХМН.
Принимаем, что температура
контейнера постоянна по длине и сечению. Номинальное усилие пресса 10 МН.
Поперечное сечение полости
контейнера
Напряжение, создаваемое
прессштемпелем
Найдем допустимое
значение напряжения материала втулки, используя данные в источнике [9]
Определим давление от
натяга по формуле (9)
По результатам расчета
контейнер является работоспособным, поскольку напряжение по сечению втулки не
превосходит величины допустимого.
3. Прессование металла
как метод производства длинномерных изделий
При обработке металлов давлением
полуфабрикаты и изделия получают пластическим деформированием исходной
заготовки без снятия стружки. Этот процесс отличается значительной
экономичностью, высоким выходом годного и большой производительностью.
Обработка давлением можно изготовить детали самых различных размеров (от
миллиметра до нескольких метров) и формы.
Обработка металлов давлением обычно
преследует две основные цели: получение изделий сложной формы из заготовок
простой формы и улучшение кристаллической структуры исходного литого металла с
повышением его физико-механических свойств. Давлением обрабатывают примерно 90%
всей выплавляемой стали, а также большое количество цветных металлов и их
сплавов.
К обработке металлов давлением
относят прокатку, волочение, прессование, ковку, штамповку, и некоторые
специальные процессы, например, отделочную и упрочняющую обработку пластическим
деформированием и т.д. Методы обработки металлов давлением классифицируют по
схемам технологического процесса.
При прессовании металл выдавливают
из замкнутой полости через отверстие, получая пруток или трубу с профилем,
соответствующим сечению отверстия инструмента. Исходный материал для
прессования - слитки или отдельные заготовки. Существуют два метода прессования
- прямой и обратный. При прямом прессовании движение пуансона пресса и
истечение металла через отверстие матрицы происходят в одном направлении. При обратном
прессовании заготовку закладывают в глухой контейнер, и она при прессовании
остается неподвижной, а истечение материала из отверстия матрицы, которая
крепится на конце полого пуансон, происходит в направлении, обратном движению
пуансона с матрицей.
Обратное прессование по сравнению с
прямым требует меньших усилий и прессостаток в этом случае меньше, однако
меньшая деформация при обратном прессовании приводит к тому, что прессованный
пруток сохраняет следы структуры литого металла. Основное преимущество
прессованных изделий - точность их размеров. Кроме того, ассортимент изделий,
получаемый прессованием, весьма разнообразен, и этим методом можно получить
очень сложные профили.
Рисунок 6 - Схема прямого прессования
Т-образного профиля: 1 контейнер (толстостенная цилиндрическая втулка); 2
пресс-шайба; 3 матрица; 4 отверстие матрицы; 5 форма поперечного сечения
готового пресс-изделия (профиля); 6 деформируемая заготовка; 7 пресс-штемпель;
P - сжимающие силы
Согласно схеме на рисунке 6,
деформируемая заготовка 6 заключена в толстостенную цилиндрическую втулку 1,
называемую контейнером 1. Контейнер с одного конца прочно закрыт матрицей 3,
имеющей отверстие (канал) 4. С противоположного конца в контейнер 1 вставлена пресс-шайба
2 в форме диска, передающая заготовке усилие Р от пресс-штемпеля 7, Металл
заготовки под действием усилия Р, не имея другого выхода, кроме канала в
матрице, выдавливается из последнего в виде длинномерного профиля с сечением,
повторяющим сечение канала матрицы. Поскольку форма канала матрицы может быть
весьма сложной, прессованием наряду с простыми профилями (круглого,
квадратного, прямоугольного и др. сечений), можно получить очень сложные
конструкционные пресс-изделия, изображенные на рисунке 7.
Рисунок 7 - Типовые представители
пресс-изделий
Прогресс современной техники
(появление новых летательных аппаратов, автомобилей, железнодорожных вагонов,
поливальной передвижной установки и т.п.) немыслим без металлопродукции
(рисунок 7), которую получают прессованием.
Прессование металла это вытеснение с
помощью пуансона металла исходной заготовки (чаще всего цилиндрической формы),
помещенной в контейнер, через отверстие матрицы. Этот способ пластической
обработки находит широкое применение при деформировании как в горячем, так и в
холодном состоянии металлов, имеющих не только высокую податливость, но и
обладающих значительной природной жесткостью, а также в одинаковой мере
применим для обработки металлических порошков и неметаллических материалов
(пластмасс и др.). Прессованием изготовляют прутки диаметром 3.250 мм, трубы
диаметром 20.400 мм при толщине стенки 1,5.12 мм, полые профили с несколькими
каналами сложного сечения, с наружными и внутренними ребрами, разнообразные
профили с постоянным и изменяющимся (плавно или ступенчато) сечением по длине.
Профили для изготовления деталей машин, несущих конструкций и других изделий,
получаемые прессованием, часто оказываются более экономичными, чем
изготовляемые прокаткой, штамповкой или отливкой с последующей
Похожие работы на - Разработка мероприятий для улучшения качества и модернизации производства медного чехла Дипломная (ВКР). Другое.
Курсовая Работа На Тему Научно-Исследовательская Работа Студентов В Высшей Школе
Антивирусные Программы Реферат Список Литературы
Реферат по теме Принцип работы лазера и его применение
Доклад по теме Телеуты
Курсовая Работа По Гражданскому Праву Пример Оформления
Реферат по теме Формирование теоретических основ профессиональной компетентности будущего педагога
Рефераты На Тему Правоохранительной Деятельности
Реферат по теме Русская субъективная школа
Контрольная работа по теме Муниципальное право
Сочинение Про Германию На Немецком Языке
Теория Эпидемиологического Перехода Реферат
Дипломная работа по теме Автоматизация работы отдела планирования компании ООО "Кока-Кола ЭйчБиСи Евразия"
Продуктивная Деятельность Курсовая
Курсовая работа по теме Фінансовий облік грошових коштів
Реферат: Diary Of A Teen Essay Research Paper
Реферат На Тему Социальная Среда И Личность
Программное обеспечение, компьютерные сети
Реферат: Влияние ровности дорожного покрытия на безопасность движения
Реферат: Экономическая эффективность капитальных вложений в строительстве
Курсовая Расчет Котлов
Реферат: The Health Care System Essay Research Paper
Реферат: Средства массовой информации в идеологических процессах
Похожие работы на - Староруська держава в V – початку XII ст