До виконання практичних робіт 1 страница

Методичні вказівки

з дисципліни “Обробка металів тиском ”

1 семестр

 

для студентів спеціальності:

5. 090404 “Обробка металів тиском”

 

Алчевськ

 

 

Склав: Гончарова І.О. – викладач першої категорії

Рецензент: Луценко В.О. – професор, завідуючий кафедрою ОМТ Дон ДТУ

 

Затверджено на засіданні

методичної ради О.М.Присяжнюк − голова методичної ради

 

Розглянуто і схвалено на засіданні

комісії спеціальних металургійних

дисциплін

протокол № ___ від________ 2010 р

Голова комісії_____________ Гончарова И.О.

Зміст.

1. Вступ. 2. Практична робота № 1 „Продукція прокатного виробництва”. 3. Практична робота № 2 „Виконання креслення відкритого калібру”. Практична робота № 3 „Калібрування валків за системою ящичних калібрів”. Практична робота № 4 „Розрахунок режиму обтискування за системою „ромб - квадрат”. Практична робота № 5 «Розрахунок системи калібрування валків за системою калібрів “овал - квадрат”». 7. Практична робота № 6 «Розрахунок системи калібрування валків за системою калібрів “шестикутник - квадрат”». Практична робота № 7 „Розрахунок калібрування валків за системою „овал – ребровий овал”. Практична робота № 8 „Розрахунок калібрування валків за системою „овал – круг”. 10. Практична робота № 9 “Виконання креслення калібрів”. Практична робота № 10 “Розрахунок режиму обтискування для прокатування блюмів та слябів”. Практична робота № 11 “Розрахунок швидкісного режиму прокатування на блюмінгу”. 13. Практична робота № 12 «Розрахунок продуктивності блюмінга». 14. Рекомендована література.

Вступ.

 

Програмою предмета «Обробка металів тиском» за всіма розділами передбачено виконання практичних робіт з ціллю закріплення отриманих теоретичних знань, підготовки студентів до виконання курсових та дипломних проектів.

Для студентів спеціальності 5.090404 “Обробка металів тиском” передбачено виконання 20 практичних робіт в обсязі 60 часів. Практичні роботи передбачають виконання кожним студентом індивідуального завдання згідно з варіантами. Після виконання, практичні роботи повинні бути захищенні студентами згідно з контрольними питаннями в кінці кожної практичної роботи.

Після вивчення предмету студенти повинні розв’язувати всі практичні задачі, пов’язані з роботою прокатних клітей, в обсязі, передбаченому програмою.

 

Практична робота № 1.

Тема: „Продукція прокатного виробництва”.

Мета: „Вивчити сортамент прокатної продукції. Навчитися користуватись технічною документацією”.

Теоретичне обгрунтування.

Сортамент прокатної продукції – це вироби, які отримують у промисловості прокаткою. Сортамент стану – це сукупність форм та розмірів профілів, які прокатують на даному стані.

Один із основних методів планового впливу на якість продукції – це стандартизація.

Листовий та профільний прокат призводиться та поставляється згідно з державними стандартами (ДЕСТ), державами – членами Співдружності Економічних Взаємовідносин розроблені стандарти (СТСЕВ), стандарти кожної держави, які враховують вимоги стандартів СЕВ.

Стандартами передбачається поставка профілів високої, підвищеної та загальної точності. Допуски на розмір прокату високої точності жорсткіші зменшенням мінусових відхилень на 0,1 мм, а для прокату підвищеної точності зменшені плюсові відхилення.

В сортаменті згідно із спеціалізацією прокатних станів випускається більше 1500 типорозмірів простих та вище 10000 типорозмірів фасонних профілів загального та спеціального призначення.

Готовий прокат чорних металів передбачає види сортового прокату:

Заготовка осьова ковальська: перетин розмірами 190 – 350 мм для рухомого составу залізних доріг широкої колії (ДЕСТ 4728 - 59), а також заготовка кругла діаметром 150 мм для трамвайних вагонів (ДЕСТ 6143 - 52).

Заготовка трубна: діаметром 50 – 350 мм і квадратна розмірами 100 – 160 мм, із звичних сталей, якісних, або високоякісних.

Рейки залізно дорожні широкої колії: типів Р38, Р43, Р50, Р65, Р75 за стандартами та відповідними кресленнями. Рейки кранові ДЕСТ 4121 – 62, рейки трамвайні жолобчаті – ДЕСТ 6544 – 53 типів Ті 55, ТІ60 для прямих ділянок путі і типів Ті60, Ті65 для кривих ділянок путі.

Рейки залізно дорожні вузької колії: типів Р8, Р11, Р15, Р18, Р24. ДЕСТ 6368 – 72 та промислового типу Р33 ДЕСТ 6728 – 71.

Балки та швелери: балки двотаврові № 10 – 70 ДЕСТ 8239 – 72, швелери № 5 – 40 ДЕСТ 8240 – 72, а також балки та швелери, які поставляються згідно з Технічними Умовами.

Сталь велико сортова: сталь колова діаметром 31 мм та більше ДЕСТ 2590 – 71, сталь квадратна перерізом 31 мм, та більше ДЕСТ 2591 – 71,Смуга шириною більше 60 мм ДЕСТ 2591 – 71, сталь кутова рівнобічна 50 х 50 мм та більше ДЕСТ 8509 – 72, кутова нерівнобічна 70 х 45 мм та більше ДЕСТ 8510 – 72, сталь періодична арматурна ДЕСТ 5781 – 61.

Сталь середньо сортова: коло діаметром 25 – 30 ДЕСТ 2590 – 71, квадрат перерізом 25 – 30 мм ДЕСТ 2591 – 71, смуга шириною 25 – 56 мм ДЕСТ 103 – 72, сталь кутова рівнобічна 30 х 30 мм ДЕСТ 8509 – 72, сталь кутова нерівнобічна 40 х 25 мм ДЕСТ 8510 – 72.

Сталь дрібно сортна: колова діаметром до 19 мм ДЕСТ 2590 – 71, квадратна перерізом до 19 мм ДЕСТ 2591 – 71, смуга шириною менше 40 мм ДЕСТ 103 – 73, кутова рівнобічна 20 х 20 мм ДЕСТ 8509 – 72, кутова нерівнобічна 30 х 20 мм ДЕСТ 8510 – 72.

Обручна сталь: смуга сталева гарячекатана шириною 20 – 200 мм, товщиною 1,2 – 3,8 мм в рулонах із сталі звичайної якості.

Катанка: сталь кругла гарячекатана діаметром 5 – 9 мм в мотках в вигляді дроту, сталь квадратна 5 – 9 мм в мотках із вуглецевої сталі звичайної якості.

Штрипси сортові: смуга шириною 65 – 400 мм, товщиною 2,7 мм та більше з катаною крайкою, призначена для зварених труб.

Практична частина.

 

1. Вибираємо запропонований зразок прокатного профілю.

2. Проводимо заміри профілю згідно з таблицею 1.

3. Знаходимо в довіднику аналогічний профіль, виписуємо його параметри та відхилення (+/-).

4. Робимо висновки про відповідність профілю ГОСТ.

 

Таблиця 1 - Результати вимірювання зразка № _____.

а) Для кутового профілю.

Назва профілю	Заміри	ГОСТ
Ширина полиці - b	Товщина полиці - d	Ширина полиці – b, (+/-) відхилення	Товщина полиці – d (+/-) відхилення

 

б) Для фасонних профілів (швелер, двотаврова балка).

Назва профілю	Заміри	ГОСТ
Ширина полиці - b	Товщина полиці - d	Висота стінки - h	Товщина стінки - t	Ширина полиці – b (+/-) відхилення	Товщина полиці – d (+/-) відхилення	Висота стінки – h (+/-) відхилення	Товщина стінки – t (+/-) відхилення

 

Правила користування штангенциркулем.

 

Штангенциркуль має штангу, на котрій нанесена основна шкала з міліметровими рисками. Пересувна рамка має шкалу з дрібними рисками, які називають ноніусом, який призначений для визначення дрібної величини, тобто долі міліметра і поділена на 10 рівних частин, кожне з котрих дорівнює 1,9 мм.

При вимірюванні:

· Ціле число міліметрів відраховують за шкалою штанги зліва направо нульовим штрихом ноніуса.

· Дрібна величина (десяті долі міліметра) визначається множенням величини підрахунку на порядковий номер штриха ноніуса.

 

Контрольні питання.

1. Що називається прокатним станом?

2. Що називається головною лінією прокатного стану?

3. Розподіл металургійних заводів в залежності від складу основних цехів.

4. Схеми технологічного процесу прокатки.

5. Класифікація прокатних станів за призначенням.

6. Які стани відносяться до обтискних?

7. Класифікація прокатних станів за кількістю і розташуванням валків.

8. Як називається кліть, що має 3 валки, один з яких меншого діаметру?

9. Як називаються валки, що служать для збільшення жорсткості кліті?

10. Функціональне призначення вертикальних валків на універсальних клітях?

11. До якої категорії прокатних станів можна віднести колесопрокатні та кільце -прокатні стани?

12. Класифікація прокатних станів за розташуванням робочих клітей.

Практична робота № 2.

Тема: „Виконання креслення відкритого калібру”.

Мета: „Навчитися будувати відкриті калібри”.

 

Теоретичне обгрунтування.

Початкові діаметри валків – це уявлювальні діаметри валків, окружності яких стикаються між собою: D_н = D_бв + S

D_в = D_бн + S

Середній початковий діаметр валків – це відстань між півколами верхнього та нижнього валків: D_сер = (D_н + D_в)/2

Діаметр валків, що катає – діаметр валків при якому окружна швидкість валків дорівнює швидкості прокатки. Для ящичного калібру: D_к = D_о - h + S

Для квадратного та ромбічного калібрів: D_к = D_о – h/2 + S

Для овального, круглого, фасонного калібрів: D_к = D_о – F/ b

Лінія зіткнення початкових діаметрів валків називається лінією прокатки.

Нейтральна лінія калібру – поділяєплощу калібру на 2 рівні частини.

Середня лінія валків – лінія, що поділяє відстань між осями валків навпіл.

Перевищення одного діаметра валків над другим називається тиском валків:

m = D_в – D_н

Верхній тиск „+” застосовують на сортових і листових станах.

Нижній тиск „-” застосовують на блюмінгах – слябінгах.

При нижньому тиску лінія прокатки розміщається на величину 0,25 m вище середньої лінії валків.

Випуском калібру називається ухил бічних стінок калібру,

що визначається за формулою:

По кутах калібру звичайно роблять заокруглення. По дну калібру r = (0,1 – 0,15) h,

У буртів R = S.

Малюнок 1 – Креслення ящичного калібру.

Порядок виконання роботи.

 

1. Визначаємо середній діаметр валків.

2. Вибираємо масштаб та наносимо на лист вістові лінії валків. Розподіляємо навпіл відстань між ними – це середня лінія валків.

3. Визначаємо напрямок і величину тиску по різниці діаметрів.

4. На відстані 0,25 m від середньої лінії валків наносять лінію прокатки.

5. Для кожного калібру знаходять нейтральну лінію, що проходить через центр ваги і поділяє його на рівні частини по площі, для симетричного ящичного калібру ця лінія співпадає з лінією прокатки.

6. На лінії прокатки будують калібр.

7. Визначаємо центр калібру. Згідно з висотою калібру h будуємо дно калібру (в тонких лініях).

8. Визначаємо ширину калібру по дну з формули =>

9. На малюнку визначаємо ширину калібру по дну та біля роз’єму. З’єднуємо отримані лінії.

10. Наносимо бурти і робимо заокруглення в калібрі.

11. На отриманий калібр наносимо виміри.

 

Контрольні питання.

1. Що називають калібром?

2. Які калібри називають відкритими, закритими, напівзакритими, діагональними?

3. Що називають середнім діаметром валків, діаметром валків, що катає, початковим діаметром валків?

4. Основні лінії калібру та їх призначення.

5. Від яких параметрів залежить величина зазору між валками?

6. Для чого роблять заокруглення в калібрі?

7. Що називають випуском калібру?

8. Що називають тиском валків?

9. Вирізом в тілі валу називається...

10. Виріз, складений двома валяннями називається...

11. Калібруванням валів називається...

12. Калібруванням профілю називається...

13. За призначенням калібри діляться на...

14. За формою калібри бувають...

15. За способом вирізу у валяння калібри підрозділяються на...

16. Бурти призначені для...

17. Відстань між буртами називається...

18. Випуском називається...

19. Різниця діаметрів валів називається...

20. На сортових станах застосовують тиск...

21. Лінія, яка ділить відстань між валяннями пополовині, називається...

 

Таблиця 2 - Вихідні данні до практичної роботи № 2.

 

№ варіанту	Dв, мм	Dн, мм	S, мм	h, мм	b, мм	tgφ,%

 

Практична робота № 3.

Тема: „Калібрування валків за системою ящичних калібрів”.

Мета: „Навчитися виконувати розрахунок калібрування валків за системою ящичних калібрів”.

Теоретичне обгрунтування.

Система витяжних ящичних калібрів широко застосовується на БЗС та сортових станах для прокатування крупних, середніх за розмірами прямокутних профілів. Деформація в ящичних калібрах лімітується умовами захвату смуги валками. Кут захвату приймають у рамках 20 - 30°.

Рекомендовано приймати чергові значення ширини калібру по дну прямокутних калібрів в залежності від ширини смуги: b = (0,95 – 1,0) b

При чому метал не повинен наповнювати калібр на всю його ширину біля зазору, тобто ширина смуги після прокатки повинна бути менше величини В: b + Δ b = В – (5 - 10) мм

Випуск калібру приймається в межах 15 – 25 %, для того щоб забезпечити простір на поширення.

Радіуси заокруглень по дну калібру приймають в межах: r = (0,08 – 0,1) b, біля роз’єму: R = (0,1 – 0,15) h

Поширення смуги в ящичних калібрах можна визначити за формулою А.П. Чекмарьова:

де Δ h – величина обтиску смуги, мм,

Н - товщина смуги перед прокатуванням в даній кліті, мм,

R_к - радіус валків, що катає, мм,

Т - температура смуги, °С,

f - коефіцієнт тертя, який визначається за формулою:

f = к₁ к₂ к₃ (1,05 – 0,0005 Т)

де к₁ – коефіцієнт, враховуючий матеріал валків; для сталевих – к = 1, для чавунових – к = 0,8,

к₂ – коефіцієнт, враховуючий матеріал смуги; для м’яких сталей к = 1, для легованих к = 1,

к₃ - коефіцієнт, враховуючий швидкість прокатування: при прокатуванні з V = 0 – 2 м/с – к = 1,

V = 3 м/с – к = 0,93, для V = 4 м/с – к = 0,76, для V = 5 м/с – к = 0,65, для V = 7 м/с – к = 0,0,57.

Т – температура розкату.

Переваги калібрів ящиків:

1. Малий врез у валках і можливість вживання великих обтиснень.

2. Рівномірне обжимання.

3. Мала витрата енергії (оскільки обмежено розширення і рівномірне обжимання).

4. Зручності механізації стану при задачі розкату з калібру в калібр.

5. Можливість прокатку в одному калібрі в декілька проходів шляхом регулювання положення верхнього валу.

Недоліки:

1. Можливість перекосу розкату, якщо ширина смуги набагато менше висоти калібру.

2. Небезпека утворення лампасів при переповнюванні калібрів.

3. Неможливість отримання правильних квадратів в прямокутних калібрах через великий випуск.

4. Можливість обжимання тільки в одній площині.

 

Приклад розрахунку.

Вихідні данні:

В-т	Метал валків	Метал смути	Швидкість прокатки V, м/с	Початкова температура Т °С	Діаметр валків Дв, мм	Зозор між валками S, мм	Початкова загатовка HxB, мм	Кінцева заготовка hxb, мм
	чавун	Ст 5	<2 м/с				130х130	70х70

 

1. Вибираємо систему калібрування:

Малюнок 2 - Калібрування валків за системою ящичних калібрів

Розрахунок ведемо проти ходу прокатки.

1. Кліть 4.

Приймаємо кут захвату α = 15^о

Визначаємо діаметр валків, що катає:

Д_к4 = Д_в - h_k4 – S = 400 – 70 + 3 = 333 мм;

Визначаємо обтиск в кліті:

∆h₄ = Д_к(1 – cosα) = 333 (1 – cos15) = 11 мм;

Визначаємо висоту вихідної смуги:

Н₄ = b₃ = h₄ + ∆h₄ = 70 + 11 = 81 мм;

Визначаємо коефіциент тертя:

f₄ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₄) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1180) = 0,368;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо ширину вихідної суми:

В₄ = h₃ = b₄ - ∆b₄ = 70 – 2 = 68 мм;

3. Кліть 3:

Приймаємо кут захвату α = 23^о

Визначаємо діаметр валків, що катає:

Д_к3 = Д_в - h₃ – S = 400 – 68 + 3 = 325 мм;

Визначаємо обтиск в кліті:

∆h₃ = Д_к3(1 – cosα) = 325 (1 – cos23) = 26 мм;

Визначаємо висоту вихідної смути:

Н₃ = b₂ = h₃ + ∆h₃ = 68 + 26 = 94 мм;

Визначаємо коефіциент тертя:

f₃ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₃) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1190) = 0,364;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо ширину вихідної суми:

В₃ = h₂ = b₃ - ∆b₃ = 81 – 4 = 77 мм;

 

4. Кліть 2

Приймаємо кут захвату α = 34^о

Визначаємо діаметр валків, що катає:

Д_к2 = Д_в - h₂ – S = 400 – 77 + 3 = 326 мм;

Визначаємо обтиск в кліті:

∆h₂ = Д_к(1 – cosα) = 326 (1 – cos34) = 56 мм;

Визначаємо висоту вихідної смути:

Н₂ = b₁ = h₂ + ∆h₂ = 77 + 56 = 133 мм;

Визначаємо коефіциент тертя:

f₂ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₂) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1200) = 0,36;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо ширину вихідної суми:

В₂ = h₁ = b₂ - ∆b₂ = 94 – 5 = 89 мм;

 

5. Кліть 1

Визначаємо діаметр валків, що катає:

Д_к1 = Д_в - h₁ – S = 400 – 89 + 3 = 314 мм;

Визначаємо обтиск в кліті:

∆h₁ = H₀ – H₁ = 130 – 89 = 41 мм;

Приймаємо кут захвату:

Визначаємо ширину вихідної смути:

B₀ = h₁ + ∆h₁ = 89 + 41 = 130 мм;

Визначаємо коефіциент тертя:

f₂ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₁) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1210) = 0,356;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо висоту вихідної суми:

H₀ = b₁ - ∆b₁ = 133 – 3 = 130 мм;

 

Таблиця 3 - Вихідні данні до практичної роботи № 3.

 

варіант	Матеріал валків	Матеріал смуги	Швидкість прокатки, V, м/с	Початкова температура, Т, °С	Діаметр валків, Д, мм	Зазор між валками, Ѕ, мм	Початкова заготовка Н * В, мм	Кінцева заготовка h * b, мм
1.	Сталь	5 пс	< 2 м/с				150 * 150	110 * 110
2.	Сталь	09Г2С	< 2 м/с				200 * 200	100 * 100
3.	Сталь	Ст. 5	< 2 м/с				180 * 180	90 * 90
4.	Сталь	09Г2С	< 2 м/с				140 * 140	80 * 80
5.	Сталь	15ХСНД	< 2 м/с				130 * 130	70 * 70
6.	Сталь	Ст. 5	< 2 м/с				120 * 120	60 * 60
7.	Сталь	5 кп	< 2 м/с				110 * 110	50 * 50
8.	Сталь	5 пс	< 2 м/с				100 * 100	40 * 40
9.	Сталь	09Г2С	< 2 м/с				90 * 90	30 * 30
10.	Сталь	15Г	< 2 м/с				80 * 80	20 * 20
11.	Чавун	СТ 30	< 2 м/с				70 * 70	30 * 30
12.	Чавун	СТ 10	< 2 м/с				60 * 60	30 * 30
13.	Чавун	5 пс	< 2 м/с				50 * 50	30 * 30
14.	Чавун	09Г2С	< 2 м/с				130 * 130	90 * 90
15.	Чавун	Ст. 5	< 2 м/с				125 * 125	80 * 80
16.	Чавун	09Г2С	< 2 м/с				115 * 115	85 * 85
17.	Чавун	15ХСНД	< 2 м/с				150 * 150	75 * 75
18.	Чавун	Ст. 5	< 2 м/с				105 * 105	65 * 65
19.	Чавун	5 кп	< 2 м/с				100 * 100	55 * 55
20.	Чавун	5 пс	< 2 м/с				95 * 95	45 * 45
21.	Сталь	09Г2С	< 2 м/с				85 * 85	35 * 35
22.	Сталь	15Г	< 2 м/с				75 * 75	25 * 25
23.	Сталь	СТ 30	< 2 м/с				65 * 65	25 * 25
24.	Сталь	СТ 10	< 2 м/с				55 * 55	35 * 35
25.	Сталь	15Г	< 2 м/с				155 * 155	100 * 100
26.	Сталь	СТ 30	< 2 м/с				165 * 165	95 * 95
27.	Сталь	СТ 10	< 2 м/с				175 * 175	85 * 85
28.	Сталь	5 пс	< 2 м/с				185 * 185	75 * 75
29.	Сталь	09Г2С	< 2 м/с				195 * 195	65 * 65
30.	Сталь	15Г	< 2 м/с				200 * 200	100 * 100