Файл: Дипломный проект разработка технологического процесса изготовления фермы кпппк. 22. 02. 06. Пз. 00. Дп руководитель проекта.docx
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 1316
Скачиваний: 40
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Пермского краяГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «КОМИ-ПЕРМЯЦКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ОРДЕНА «ЗНАК ПОЧЕТА» (ГБПОУ «КПППК»)К защите допущен______________ (Федосеева А.А.)заместитель директора по УПР «___» _______________2023 г. ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЕРМЫКПППК.22.02.06.ПЗ.00.ДПРуководитель проектаХорошева И.А. (Ф.И.О.)«____»______________ 2023 г.Выполнил обучающийся группы СП-19Ярков А.С. (Ф.И.О.) «___» _________________ 2023 г.Кудымкар, 2023Содержание Введение………………………………………………….………………3ГЛАВА 1 Теоретические аспекты изготовления фермы1.1 Характеристика конструкции……………………………………….61.2 Характеристика материала…………………………………………..81.3 Применимые способы сварки …………………………………...…11ГЛАВА 2 Практические аспекты изготовления фермы2.1 Технологичность сварной конструкции……………………………142.2 Обоснование выбора способа сварки……………………….………172.3 Обоснование выбора сварочных материалов…………….………...222.4 Анализ применяемого оборудования……………………….………242.5 Расчет режимов сварки……………………………………………....272.6 Выбор вспомогательного оборудования и оснастки…………........322.7 Назначение методов контроля и анализ характерных дефектов.…482.8 Расчет экономических показателей……………….………….522.9 Техника безопасности…………………………………………552.10 Технологическая карта………………………………………59Заключение…………………………………………….………..….……61Перечень литературных источников……………………….....………. 62ВведениеС развитием техники возникает необходимость сварки деталей разных толщин из разных материалов и как следствие, расширяется набор применяемых видов и способов сварки. В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микронов (в микроэлектронике, до десятков сантиметров и даже метров в тяжёлом машиностроении). Наряду с конструкционными углеродистыми и низколегированными сталями всё чаще приходится сваривать специальные стали, лёгкие сплавы и сплавы на основе титана, молибдена, циркония, и других металлов, а также разнородные материалы. От применяемой технологии сварки и качества выполнения сварочных работ во многом зависит качество и надежность готовых изделий, и эффективность производства в целом. Одно из наиболее развивающихся направлений в сварочном производстве – широкое использование механизированной и автоматической дуговой сварки, т.е. механизация и автоматизация как самых сварочных процессов, так и комплексная механизация, и автоматизация, охватывающая все виды работ, связанных с изготовлением сварных конструкций и созданием автоматических производственных линий. Важно, значение при этом отводится созданию специального оборудования и средств оснащения технологических процессов.
ВведениеГЛАВА 1 Теоретические аспекты изготовления фермы1.1 Характеристика конструкции 61.2 Характеристика материала 81.3 Применимые способы сварки 11ГЛАВА 2 Практические аспекты изготовления фермы2.1 Технологичность сварной конструкции 142.2 Обоснование выбора способа сварки 172.3 Обоснование выбора сварочных материалов 222.4 Анализ применяемого оборудования 242.5 Расчет режимов сварки 272.6 Выбор вспомогательного оборудования и оснастки 322.7 Назначение методов контроля и анализ характерных дефектов 482.8 Расчет экономических показателей 522.9 Техника безопасности 552.10 Технологическая карта 59ЗаключениеСписок использованной литературыПриложенияЦель проекта: описать технологию изготовления фермы. Задачи:1.Разработка технологической документации: чертежСпецификацияТехнологическая карта2.Выбор материалов, оборудования для изготовления;3.Выбор и описание способа сварки;4.Выбор режимов сварки;5.Выбор и описание контроля качества сварного шва;6.Описание техники безопасности. ГЛАВА 1 Теоретические аспекты изготовления фермы1.1 Характеристика конструкцииФерма — стержневая система в строительной механике, остающаяся геометрически неизменяемой после замены её жёстких узлов шарнирными. В элементах фермы, при отсутствии расцентровки стержней и внеузловой нагрузки, возникают только усилия растяжения-сжатия. Фермы образуются из прямолинейных стержней, соединённых в узлах в геометрически неизменяемую систему, к которой нагрузка прикладывается только в узлах. К фермам с оговоркой можно отнести шпренгельные балки, представляющие собой комбинацию двух- или трёхпролётной неразрезной балки и подпружной тяги; они характерны для стальных и деревянных конструкций, с верхним поясом из неразрезного прокатного профиля (пиленые брусья или пакеты клеёных досок). Также могут быть шпренгельные железобетонные фермы небольших пролётов.Выбор материала сварного узла производится с учётом обеспечения прочности и жёсткости при наименьших затратах на его изготовления, с учётом экономии металла, гарантирование условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений, обеспечения надёжности эксплуатации при заданных нагрузках переменных температурах..
Узлы фермы сваривают последовательно-от середины фермы к опорным узлам. Сначала выполняют стыковые, а затем угловые швы. Если швы- разного сечения, то вначале накладывают швы с большим сечением, а затем с меньшим. Каждый элемент при сборке прихватывают швом длиной 30-40 мм.Магнитная оснастка сварочного оборудования очень удобна, так как дает возможность в разы сократить временные затраты на сборку конструкций, при этом не снижая их качества. Такие устройства просты и имеют относительно низкую цену, поэтому зажимы наравне со струбцинами, должны быть у каждого мастера.Визуальный и измерительный контроль выполняют на следующих стадиях изготовления сварных конструкций:• входной контроль• изготовление деталей и элементов сварных узлов• подготовка деталей и элементов сварных узлов к сборке и сварке• сборка деталей и элементов сварных узлов под сварку • контроль швов и готовых сварных соединений • исправление дефектных сварных соединений.Визуальный и измерительный контроль материалов, предназначенных для изготовления деталей и элементов сварных узлов, производят в целях выявления поверхностных трещин, расслоений, закатов, забоин, рисок, раковин и других дефектов.Освещенность контролируемых поверхностей для создания оптимального контраста с фоном в зоне контроля должна быть достаточной для надежного выявления дефектов, но не менее 500 лк. При визуальном контроле необходимо обеспечить достаточный угол обзора: поверхность следует осматривать под углом более 30° с расстояния, не превышающего 600 мм.Конструктивное оформление сварных швов должно соответствовать нормалям и стандартам.Для этого металла подойдет механическая очистка. Она заключается в том что, используются проволочные щетки или абразивные диски. Способом механической зачистки с поверхности соединения удаляют шлаки, окалину, брызги застывшего металла и оксидную пленку.1.2 Характеристика материалаСталь - это сплав железа и углерода с другим элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%. Выбор материала сварного узла производится с учётом обеспечения прочности и жёсткости при наименьших затратах на его изготовления, с учётом экономии металла, гарантирование условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений, обеспечения надёжности эксплуатации при заданных нагрузках переменных температурах. В данной дипломной работе была выбрана сталь 30ХГСА, которая является среднелегированной
По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—2,14 % С); легированные стали по Состав ее регламентируется ГОСТом 4543-71, согласно которому каждая буква и цифра 30ХГСА обозначает определенное содержание определенных химических элементов:Цифра 30 означает содержание углерода 0,28-0,34%Х – хром (0,8-1,1%) повышает закаливаемость, коррозионную стойкость и жаропрочность сплаваГ – марганец (0,8-1,1%) удаляет вредные примеси кислорода и серыС – кремний также как марганец является сильным раскислителемБуква «А» расшифровывается как улучшеннаяСера (до 0,25%) и фосфор (до 0,25%) относятся к категории вредных примесейТакже в составе 30ХГСА имеется некоторый процент меди и никеля. Таблица 1 Химический состав стали
Таблица 2 Механические свойства стали
Свариваемость. Среднегированные стали 30ХГСА и 25ХГСА свариваются всеми видами сварки. Сталь 30ХГСА обладает повышенной склонностью к образованию трещин при газовой и атомно водородной сварке. Сварные конструкции из указанных сталей могут подвергаться термической обработке (закалке и отпуску) или изготовляться из термически обработанных элементов.1.3 Применимые способы сваркиТехнологические составляющие сварочного процесса были известны еще в 17 веке. Тогда они были представлены литьем и кузнечным делом. «Осовременивание» началось после открытия такого явления как электрическая дуга. Дополнительный толчок развитие сварочного дела получило с изобретением порошкового покрытия для электродов. В настоящее время разделяется три вида сварки, которые отличаются между собой используемым для выполнения работ типом энергии:Термическая сваркаЭлектродуговая контактная сваркаММА – ручная дуговая сваркаАргоновая сварка TIGMAG –сварка полуавтоматомСварка под флюсомГазоплазменнаяЭлектрошлаковаяПлазменнаяТермическая сварка — это процедура, при которой свариваемый элемент нагревается до состояния полужидкого вещества, но при этом с помощью специального порошка плавится в единый состав.Ручная дуговая сварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.Аргоновая сварка — это разновидность электродуговой сварки, только с неплавящимся электродом и другим принципом защиты сварочной ванны.Сущность газовой сварки заключается в том, что металл соединяемых заготовок и присадочного материала плавится теплом, выделяемым при сгорании горючих газов.Область применения плазменной сварки обширная. Таким оборудованием варят фольгу и толстый металл. На прилавках появляется оборудование для промышленного и бытового назначения. Иногда плазменную сварку путают с аргоновой.Я выбрал полуавтомат, из-за марки стали 30ХГСА, потому что для этой стали лучше подходит полуавтомат.Полуавтоматическая сварка — процесс сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки и одновременно в эту же зону поступает активный (к примеру: углекислый газ) или инертный газ (примеру: аргон) или газовые смеси, который обеспечивает защиту расплавленного или нагретого электродного и основного металлов от вредного воздействия окружающего воздуха.
ВведениеГЛАВА 1 Теоретические аспекты изготовления фермы1.1 Характеристика конструкции 61.2 Характеристика материала 81.3 Применимые способы сварки 11ГЛАВА 2 Практические аспекты изготовления фермы2.1 Технологичность сварной конструкции 142.2 Обоснование выбора способа сварки 172.3 Обоснование выбора сварочных материалов 222.4 Анализ применяемого оборудования 242.5 Расчет режимов сварки 272.6 Выбор вспомогательного оборудования и оснастки 322.7 Назначение методов контроля и анализ характерных дефектов 482.8 Расчет экономических показателей 522.9 Техника безопасности 552.10 Технологическая карта 59ЗаключениеСписок использованной литературыПриложенияЦель проекта: описать технологию изготовления фермы. Задачи:1.Разработка технологической документации: чертежСпецификацияТехнологическая карта2.Выбор материалов, оборудования для изготовления;3.Выбор и описание способа сварки;4.Выбор режимов сварки;5.Выбор и описание контроля качества сварного шва;6.Описание техники безопасности. ГЛАВА 1 Теоретические аспекты изготовления фермы1.1 Характеристика конструкцииФерма — стержневая система в строительной механике, остающаяся геометрически неизменяемой после замены её жёстких узлов шарнирными. В элементах фермы, при отсутствии расцентровки стержней и внеузловой нагрузки, возникают только усилия растяжения-сжатия. Фермы образуются из прямолинейных стержней, соединённых в узлах в геометрически неизменяемую систему, к которой нагрузка прикладывается только в узлах. К фермам с оговоркой можно отнести шпренгельные балки, представляющие собой комбинацию двух- или трёхпролётной неразрезной балки и подпружной тяги; они характерны для стальных и деревянных конструкций, с верхним поясом из неразрезного прокатного профиля (пиленые брусья или пакеты клеёных досок). Также могут быть шпренгельные железобетонные фермы небольших пролётов.Выбор материала сварного узла производится с учётом обеспечения прочности и жёсткости при наименьших затратах на его изготовления, с учётом экономии металла, гарантирование условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений, обеспечения надёжности эксплуатации при заданных нагрузках переменных температурах..
Узлы фермы сваривают последовательно-от середины фермы к опорным узлам. Сначала выполняют стыковые, а затем угловые швы. Если швы- разного сечения, то вначале накладывают швы с большим сечением, а затем с меньшим. Каждый элемент при сборке прихватывают швом длиной 30-40 мм.Магнитная оснастка сварочного оборудования очень удобна, так как дает возможность в разы сократить временные затраты на сборку конструкций, при этом не снижая их качества. Такие устройства просты и имеют относительно низкую цену, поэтому зажимы наравне со струбцинами, должны быть у каждого мастера.Визуальный и измерительный контроль выполняют на следующих стадиях изготовления сварных конструкций:• входной контроль• изготовление деталей и элементов сварных узлов• подготовка деталей и элементов сварных узлов к сборке и сварке• сборка деталей и элементов сварных узлов под сварку • контроль швов и готовых сварных соединений • исправление дефектных сварных соединений.Визуальный и измерительный контроль материалов, предназначенных для изготовления деталей и элементов сварных узлов, производят в целях выявления поверхностных трещин, расслоений, закатов, забоин, рисок, раковин и других дефектов.Освещенность контролируемых поверхностей для создания оптимального контраста с фоном в зоне контроля должна быть достаточной для надежного выявления дефектов, но не менее 500 лк. При визуальном контроле необходимо обеспечить достаточный угол обзора: поверхность следует осматривать под углом более 30° с расстояния, не превышающего 600 мм.Конструктивное оформление сварных швов должно соответствовать нормалям и стандартам.Для этого металла подойдет механическая очистка. Она заключается в том что, используются проволочные щетки или абразивные диски. Способом механической зачистки с поверхности соединения удаляют шлаки, окалину, брызги застывшего металла и оксидную пленку.1.2 Характеристика материалаСталь - это сплав железа и углерода с другим элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%. Выбор материала сварного узла производится с учётом обеспечения прочности и жёсткости при наименьших затратах на его изготовления, с учётом экономии металла, гарантирование условий хорошей свариваемости при минимальном разупрочнении и снижении пластичности в зонах сварных соединений, обеспечения надёжности эксплуатации при заданных нагрузках переменных температурах. В данной дипломной работе была выбрана сталь 30ХГСА, которая является среднелегированной
По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—2,14 % С); легированные стали по Состав ее регламентируется ГОСТом 4543-71, согласно которому каждая буква и цифра 30ХГСА обозначает определенное содержание определенных химических элементов:Цифра 30 означает содержание углерода 0,28-0,34%Х – хром (0,8-1,1%) повышает закаливаемость, коррозионную стойкость и жаропрочность сплаваГ – марганец (0,8-1,1%) удаляет вредные примеси кислорода и серыС – кремний также как марганец является сильным раскислителемБуква «А» расшифровывается как улучшеннаяСера (до 0,25%) и фосфор (до 0,25%) относятся к категории вредных примесейТакже в составе 30ХГСА имеется некоторый процент меди и никеля. Таблица 1 Химический состав стали
| Химический состав | % содержание |
| Железо (fe) | 95,7 |
| Кремний (si) | 0,9-1,2 |
| Хром (cr) | 0,8-1,1 |
| Марганец(mn) | 0,8-1,1 |
| Углерод (c) | 0,2-0,3 |
| Медь (cu) | До 0,3 |
| Никель (ni) | До 0,3 |
| Фосфор (p) | До 0,025 |
| Сера(s) | До 0,025 |
| Сортамент | Размер | sB | sT | d5 | y | KcU | Термо. |
| - | мм | МПа | МПа | % | % | Кдж/ М2 | - |
| Трубы, ГОСТ 8731-87 | | 686 | | 11 | | | |
| Трубы холодн-одеформир., ГОСТ 8733-74 | | 490 | | 18 | | | |
| Пруток, ГОСТ 4543-71 | ©20 | 108 | 83 | 10 | 45 | 490 | |
| Лист толстый, ГОСТ 11269-76 | | 490-746 | | 20 | | | Нормализация |
| Лист толстый, ГОСТ 11269-76 | | 108 | | 90 | | 490 | Закалка и отпуск |
| Лист тонкий ГОСТ 11268-76 | | 490-746 | | 20 | | | Нормализация |
| Лист тонкий ГОСТ 11268-76 | | 1080 | | 10 | | | Закалка и отпуск |
Свариваемость. Среднегированные стали 30ХГСА и 25ХГСА свариваются всеми видами сварки. Сталь 30ХГСА обладает повышенной склонностью к образованию трещин при газовой и атомно водородной сварке. Сварные конструкции из указанных сталей могут подвергаться термической обработке (закалке и отпуску) или изготовляться из термически обработанных элементов.1.3 Применимые способы сваркиТехнологические составляющие сварочного процесса были известны еще в 17 веке. Тогда они были представлены литьем и кузнечным делом. «Осовременивание» началось после открытия такого явления как электрическая дуга. Дополнительный толчок развитие сварочного дела получило с изобретением порошкового покрытия для электродов. В настоящее время разделяется три вида сварки, которые отличаются между собой используемым для выполнения работ типом энергии:Термическая сваркаЭлектродуговая контактная сваркаММА – ручная дуговая сваркаАргоновая сварка TIGMAG –сварка полуавтоматомСварка под флюсомГазоплазменнаяЭлектрошлаковаяПлазменнаяТермическая сварка — это процедура, при которой свариваемый элемент нагревается до состояния полужидкого вещества, но при этом с помощью специального порошка плавится в единый состав.Ручная дуговая сварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.Аргоновая сварка — это разновидность электродуговой сварки, только с неплавящимся электродом и другим принципом защиты сварочной ванны.Сущность газовой сварки заключается в том, что металл соединяемых заготовок и присадочного материала плавится теплом, выделяемым при сгорании горючих газов.Область применения плазменной сварки обширная. Таким оборудованием варят фольгу и толстый металл. На прилавках появляется оборудование для промышленного и бытового назначения. Иногда плазменную сварку путают с аргоновой.Я выбрал полуавтомат, из-за марки стали 30ХГСА, потому что для этой стали лучше подходит полуавтомат.Полуавтоматическая сварка — процесс сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки и одновременно в эту же зону поступает активный (к примеру: углекислый газ) или инертный газ (примеру: аргон) или газовые смеси, который обеспечивает защиту расплавленного или нагретого электродного и основного металлов от вредного воздействия окружающего воздуха.