Федеральное агентство по образованию РФ

Тульский государственный университет

Кафедра «Механика пластического формоизменения»

Нагрев и нагревательные устройства

РАСЧЕТ И ВЫБОР ПЛАМЕННЫХ ПЕЧЕЙ ДЛЯ НАГРЕВА ПРУТКОВ И ЗАГОТОВОК ПОД ОБЪЕМНУЮ ШТАМПОВКУ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсового и дипломного

проектирования для студентов очного обучения

Направление подготовки:	150400	"Технологические машины и оборудование"
Специальность подготовки:	150201	"Машины и технология обработки металлов давлением"

Форма обучения: очная

Тула 2010

I. Введение

Нагрев металла перед ковкой и штамповкой является одной из основных операций технологического процесса горячего формообразования.

От способа и режима нагрева зависят качество поковок, расход металла и топлива, стойкость рабочего инструмента и санитарно-гигиеническое условия труда в кузнечных цехах. Нагрев предопределяет также производительность процессов обработки и мощность потребного кузнечно-прессового оборудования, поскольку при нагреве металл становится пластичнее и его сопротивление деформированию понижается. Кроме того, сочетание определенного для нагрева данного металла режима нагрева с соответствующей степенью деформации при пластической обработке позволяет получать более мелкозернистую и однородную структуру поковки и тем самым повысить ее служебные свойства /6/.

Нагрев считается качественным, если он проведен по определенному (заданному) режиму, в результате чего получено требуемое распределение температуры по объему заготовки, окисление к обезуглероживание не превышают допустимых значений и при этом не нарушена целостность металла.

Снижение угара имеет важное значение с точки зрения уменьшения потерь металла, повышения стойкости инструмента, улучшения качества и точности поковок.

Чтобы уменьшить угар, глубину обезуглероженного слоя, применяют малоокислительный и безокислительный нагревы.

Режим и способ нагрева устанавливаются в зависимости от марки нагреваемого материала, размеров заготовки, технологических условий на поковки, характера последующей механической и тепловой обработки, серийности продукции и ряда других факторов.

В кузнечных цехах применяются принципиально два различных вида нагрева металла: пламенный и электрический.

В настоящей методике мы будем рассматривать применение пламенного нагрева.

При пламенном нагреве металл нагревается в основном излучением теплоты от раскаленных газов, стенок и свода печи (лишь в незначительной степени конвекцией, т.к. температура в печи обычно выше 1200 °С), а также путем теплопроводности от наружных поверхностей вглубь сечения заготовки.

При пламенном нагреве как "средство нагрева" используются печи. По характеру работы они разделяются на 2 группы: периодического и непрерывного действия. В первом случае загрузка, нагрев и выгрузка заготовок производятся периодически, через определенные промежутки времени, во втором случае они могут происходить непрерывно. К средствам нагрева периодического действия относятся печи камерные, печи с выдвижным подом; к средствам нагрева непрерывного действия - механизированные печи и установки: методические толкательные, с вращающимся подом, конвейерные и т.п.

Нагревательные установки периодического действия используются, как правило, в мелкосерийном производстве, установки непрерывного действия - в крупносерийном и массовом производстве.

Среди пламенных печей, работающих на отечественных заводах, большинство составляют камерные печи. На второе месте стоят проходные печи толкательного типа (методические и полуметодические). Печи кольцевые, секционные и с шагающим подом составляют незначительную часть от общего парка печей.