1.6 Обоснование выбора материала изделия, расход материала на изделие

Материал для изготовления – горячекатаные листы из стали 10ХСНД, толщиной 6 и 8 мм. Данная марка стали относится к низколегированным конструкционным сталям и отличается очень высокими параметрами прочности. Это обусловлено ее составом: в ней присутствуют легирующие элементы хром, никель, которые повышают прочностные свойства. Благодаря этим же компонентам обеспечивается невосприимчивость к коррозии.

Химические свойства стали 10ХСНД представлены в таблице 1.6.1.

Таблица 1.6.1 – Химический состав стали 10ХСНД

Содержание элементов, %
C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
до 0,12	0,8-1,1	0,5-0,8	0,5-0,8	до 0,04	до 0,035	0,6-0,9	до 0,008	0,4-0,6	до 0,08

Механические свойства стали 10ХСНД представлены в таблице 1.6.2.

Таблица 1.6.2 – Механические свойства стали 10ХСНД при t=20°C

, МПа	, МПа	, %	, %	, Дж/см2	E, МПа
530	390	19	н/д	н/д	н/д

Для оценки свариваемости стали производят расчет эквивалентного значения углерода для низколегированных сталей и эквивалентного значения хрома и никеля для высоколегированных сталей. Т.к. сталь 10ХСНД относится к низколегированным, произведем расчет эквивалентного значения углерода.

, (1.6.1)

где , , , , , и – массовые доли углерода, марганца, хрома, ванадия, молибдена, никеля и меди в %. Стали, у которых  , считаются не склонными к образованию холодных трещин при сварке.

. (1.6.2)

Произведем расчет расхода материала на изделие. Данный расчет производится по формуле:

, (1.6.3)

Где – масса изделия, – годовая программа выпуска, – коэффициент потерь, равный в соответствии с рекомендациями преподавателя 0,95.

. (1.6.4)

1.7 Проверочный расчет сварных швов на прочность

Проверочный расчет производится по формуле:

, (1.7.1)

где – сила, действующая на деталь, МН;

– коэффициент формы шва ( для автоматической сварки);

– допускаемое касательное напряжение, зависящее от марки свариваемого металла, МПа;

– длина шва, м.

Произведем проверочный расчет для шва №1 (Приложение А):

м. (1.7.2)

2 Заготовительные операции

2.1 Выбор и обоснование выбора оборудования для заготовки деталей и транспортировки

Правка металла осуществляется на гибочных вальцах или прессах. После правки неровностей на поверхности не должны превышать зазора 1.5мм между листом и стальной линейкой 1м.

Для резки выбрана установка для плазменной резки ZEUS 20/60, позволяющий резать металл толщиной до 35 мм. Применяемый координатный стол размером 200х6000мм снимает любые ограничения по геометрической сложности вырезаемых изделий. Автоматизированная загрузка листов материала и два сменных рабочих стола (на одном идет резка, на другом производится разгрузка-загрузка материала и деталей) сводят к минимуму простой в результате влияния человеческого фактора.

Создание скошенных кромок осуществляется шлифмашинкой.

Очистка поверхности от загрязнений, ржавчины и т.п. осуществляется с помощью металлических щеток. Для удаления заусенцев, снятие усиления шва и удаления окалины на небольших поверхностях используется очистка шлифмашинкой.

Для транспортировки деталей используем мостовой общецеховой кран. Готовые заготовки для транспортировки укладываем в ящики.

Данный комплекс оборудования имеет значительную цену, однако в рамках завода его можно загрузить не только деталями изготавливаемой балки, что позволит ему окупиться в кратчайшие сроки.