Расчет таблиц прессования

Расчет таблиц прессования

Контрольная работа

по дисциплине «Технология волочения и прессования»

Расчет таблиц прессования

Выполнила: Родин Е.Е.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ И СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

.1 Цель работы

Определение технологических параметров прессования труб из углеродистых и легированных сталей, а также размеров необходимого технологического оборудования.

.2 Содержание задания

Рассчитать размеры заготовок и труб, параметры трубопрессового агрегата, а также расходные коэффициенты металла по операциям. Полученные данные свести в таблицы. Исходные данные для своего варианта взять из таблицы.

Данные для расчета таблиц прессования

Студент обязан взять из таблицы данные в соответствии с последними тремя цифрами своего личного номера (шифра) и первыми тремя буквами русского алфавита, которые следует располагать под шифром, например:

буквы - в б а.

Из каждого вертикального столбца таблицы, обозначенного снизу определенной буквой, надо взять только одно число, стоящее в этой строке, номер которого совпадает с номером буквы. При указанных цифрах 514 студент должен взять из столбцов «а» 4-ю строку (Dт=92 мм; Sт=10 мм), из столбца «б» 1-ю строку (Lт=6 м), из столбца «в» 5-ю строку(∆Sт=0,25Sт).

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

прессование труба таблица

Прессованием получают бесшовные трубы из углеродистых и легированных сталей с наружным диаметром от 25 до 800 мм, толщиной стенки от 2,5 до 75 мм и длиной от 4 до 12,5 м по ГОСТ 8732-70.

В состав прессовых линий входят: вертикальный гидравлический прошивной (экспандирующий) пресс для прошивки сплошной заготовки или экспандирования (раздачи) предварительно сверленой заготовки, а также горизонтальный гидравлический трубопрофильный пресс для изготовления трубы из прошитой заготовки.

В практике трубного производства принято обозначать трубы по их наружному диаметру и толщине стенки. Например, размер трубы с наружным диаметром 102 мм и толщиной стенки 5 мм обозначают 102x5 мм.

Обычно таблицы прессования составляют против хода процесса. Имея размеры готовой трубы в горячем состоянии, рассчитывают последовательно необходимые параметры, начиная с последней технологической операции.

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТАБЛИЦ ПРЕССОВАНИЯ

(Для прессовой линии 20 МН)

Горизонтальный пресс

1)Масса одного погонного метра трубы, кг/м

где DT и dT - наружный и внутренний диаметры трубы в холодном состоянии, мм; г=7,85 кГ/дм3 - плотность углеродистой стали.

2)Размеры трубы в горячем состоянии, мм

- наружный диаметр трубы

Г.Т = (1+бt)DT = К1 DT = 103,53 мм;

внутренний диаметр трубы dГ.Т =(1+бt)dT = К1 dT = 79,17 мм.

где б- коэффициент линейного расширения стали; К1- расчетный коэффициент, зависящий от материала трубы и температуры нагрева (для углеродистых и легированных сталей К1=1,015).

3)Диаметр отверстия матрицы, мм

где К2 - расчетная константа матрицы (для труб из углеродистых и легированных сталей К2 =0,30).

4)Диаметр внутренней втулки контейнера, мм

где R3 =35 мм - максимальное расстояние от внутренней втулки контейнера до отверстия матрицы.

Выбираем из таблицы Приложения 1 диаметр втулки контейнера DK для горизонтального пресса усилием 20 МН. Отношение диаметра втулки контейнера к диаметру прессованной трубы DK/DT необходимо выбирать в пределах 1,5-3,0, а отношение диаметра прессованной трубы к толщине стенки DT/ST - в пределах 10-30. При отклонении от указанных пределов процесс прессования становится менее экономичным. Проверяем отношение DK/DT = 1,73

5)Диаметр иглы, мм

;

где К3 = 0,65 - расчетная константа иглы для труб из углеродистых и легированных сталей.

Минимальный диаметр иглы dИ должен быть больше 0,25DК. В противном случае происходит перегрев и резкое понижение стойкости игл. Проверяем соответствие этому условию: dИ >0,25DК. 78,52>44. Минимальный диаметр иглы подходит.

6) Коэффициент вытяжки

Рекомендуемые значения коэффициента вытяжки при прессовании для высоколегированных сталей 30; для углеродистых и низколегированных сталей  60;

) Усилие прессования, Н

,

где p0 - коэффициент пикового усилия (р0=1,2 - для углеродистых и легированных сталей, а также для передельных труб из нержавеющих сталей; р0=1,475 - для товарных труб из нержавеющих сталей). уи=140 МПа - сопротивление деформации стали при температуре испытания.

Усилие прессования не должно превышать 0,85Рном., в противном случае уменьшают диаметр контейнера.

Давление прессования, МПа

8) Из таблицы Приложения 1 по диаметру контейнера DK (с учетом значения диаметра иглы dИ) определяем рабочую ступень давления пресса «С», наружный DШ и внутренний dШ диаметр прессштемпеля (C = 20 мм, DШ = 173 мм, dШ = 73 мм)

9) Длина обрези переднего конца трубы, м

.

10)Масса обрези переднего конца трубы, кг

11)Длина выпрессованой трубы после обрези переднего конца, м

Длина трубы L тр первоначально выбирается из следующих соображений: для прессовой линии 20 МН максимальная длина прессованной трубы из углеродистых и легированных сталей Lтр.max=25 м; для нержавеющих сталей Lтр.max=15 м.

12)Масса выпрессованной трубы после обрези переднего конца, кг

13)Масса прессостатка, кг

14) Масса гильзы до подогрева, кг

где К4=1,02 - коэффициент потерь на угар при нагреве (подогреве) металла для углеродистых и легированных сталей. Для нержавеющих сталей К4=1,0.

15)Масса потерь при подогреве гильз в печи, кг

Вертикальный пресс

16) Диаметр внутренней втулки контейнера Dк.пр. пресса усилием 6,5 МН выбираем из таблицы Приложения 1 в зависимости от диаметра контейнера горизонтального пресса. Dк.пр = 172 мм.

17) Внутренний диаметр экспандированной гильзы, мм

где ∆=(3-5) мм - зазор между внутренним диаметром гильзы и экспандером. Для больших значений диаметра dИ принимаем большее значение зазора, т.е. ∆=5 мм.

18) Выбор схемы получения гильзы возможен по двум вариантам:

·  прямое прессование - отверстие в заготовке получают непосредственно сверлением и никакой деформации на вертикальном прессе не осуществляют;

·  экспандирование - на вертикальном прессе расширяют ранее просверленное отверстие до значения dГ.

Если при расчете по п.17 получили dГ<52 мм, то принимаем схему прямого прессования.

Условие, при котором заготовка не зависает на игле горизонтального пресса, записывают

 (*),

где D3 - диаметр прутка после обточки, выбирается из таблицы Приложения 1. Диаметр прутка до обточки Dnp также выбирается из таблицы Приложения 1. DЗ = 164 мм, Dпр = 170 мм.

Если при расчете по формуле (*) получили для прямого прессования dr > 52 мм, то принимаем схему экспандирования.

Диаметр отверстия при сверлении dCB выбираем из следующих условий: dr<100 мм - dCB=20 мм; 100<dr<150 мм - dCB=30 мм; dr >150 -dCB=50 мм.

20) Длина гильзы в горячем состоянии, м

Для пресса усилием 6,5 МН существуют ограничения по длине гильзы (см. таблицу Приложения 1):

·   Lг.≤700 мм при Dk= 150; 156; 175 мм;

·   Lг.≤870 мм при Dk= 195; 200; 217 мм.

С увеличением длины исходной заготовки (гильзы) возрастает усилие прессования. Поэтому в тех случаях, когда при выбранном диаметре втулки контейнера возникает чрезмерное давление на прессштемпель, надо перейти на прессование трубы из меньшей втулки, либо уменьшить длину гильзы. Из данных практики должно соблюдаться условие Lг./ Dk ≤ 4-5.

21) Масса выпрессовки при экспандировании, кг

.

) Диаметр заготовки после обточки DЗ и диаметр прутка перед обточкой Dпр. выбираем из таблицы Приложения 1 в зависимости от марки стали и схемы получения гильзы. Прутки из углеродистых и легированных сталей могут поступать в цех прессования после черновой механической обработки или без нее. Если используется заготовка после черновой механической обработки, то в цехе прессования ее не подвергают обточке. Если заготовка в состоянии после проката, то при прошивке обточку не проводят, а при экспандировании и прямом прессовании - проводят. DЗ = 164 мм, Dпр = 170 мм.

23)Масса заготовки после механической обработки, кг

где К5 = 1,07 -коэффициент потерь для углеродистых и легированных сталей.

24)Масса потери при нагреве заготовок в печи, кг

25)Масса одного погонного метра заготовки после механической обработки сверленой заготовки, кг/м

 .

26) Коэффициент вытяжки при экспандировании

Необходимо выполнение условия мэ<1,5. Если мэ >1,5, необходимо увеличить диаметр сверления.

Толщина стенки гильзы должна быть выше минимальной. Проводим проверку

 ,

где SГ.min = 33 мм - минимальная толщина стенки горячей гильзы.

27) Усилие экспандирования, Н

 .

28)     Масса погонного метра прутка в холодном состоянии до механической обработки, кг/м

 .

29) Масса потерь при обработке торца заготовки (при экспандирова нии), кг

30) Масса потерь при сверлении, кг

 .

31)Масса потерь при порезке прутка (ширина резки 10 мм), кг

 .

32)Масса потерь при обточке прутка, кг

33)Масса потерь при входном контроле (потери при контроле при- нимаем равными 0,5% от массы каждой заготовки), кг

.

34)     Масса заготовки до обточки (включая потери при контроле и перевозке), кг

.

35)        Длина отрезной заготовки, мм

 .

В случае использования схемы прямого прессования, после расчета длины заготовки необходимо проверить соблюдение условия L3<20dИ.

36)Расходный коэффициент по отделу подготовки металла

 .

)Расходный коэффициент металла по отделу горячей деформации

 .

) Масса потерь при порезке труб (принимается, что эти потери составляют 50 мм на каждой трубе), кг

 ,

где N - количество труб из одной заготовки.

Количество труб, полученных из одной заготовки, выбирается из условий: если длина выпрессованной трубы после обрези переднего конца (см. п. 11) Lтр.пр.≤12 м, то количество труб 1 шт.; если Lтр.пр.> 12 м, то труба делится на равные части в пределах от 4 до 12.

39) Масса готовых труб, кг:

39) Расходный коэффициент металла на отделке

 .

39) Общий расходный коэффициент металла

 .

39) Длина единичной готовой трубы, м

Результаты расчета необходимо свести в таблицы Приложения 2 и 3.

Список рекомендуемой литературы

1.  Головкин Р.В. Производство горячекатаных труб. - М.: Металлургия., 1984. - 262 с.

2.  Чикалов С.Г. Производство бесшовных труб из непрерывнолитой заготовки. - Волгоград : Комитет по печати и информации, 1999. - 416 с.

3.  Прессование стальных труб и профилей / Г.И. Гуляев [и др.] - М.: Металлургия, 1973. - 192 с.

Приложения

Приложение 1

Значения параметров, связанных с размерами внутренних втулок контейнеров прессовой линии 20 МН

Приложение 2

Потери металла по операциям

Приложение 3

Таблица прессования