Исходные данные для решения технологической задачи по обработке металлов резанием

Номер задачи	Технологическая операция	Подача, мм/об	Инструмент		Период стойкости инструмента Т, мин		Материал заготовки и ее механические свойства		заготовка и состояние ее поверхности
			Наименование и материал режущей части	Главный угол в плане 
87	Сверлильная. Сверлить сквозное отверстие в детали толщиной 32 мм, диаметром D = 12 мм; без охлаждения	0,15	Сверло спиральное; быстрорежущая сталь Р6М5	120		45		Сталь Ст 5 сп в =600 МПа		Поковка

102. Разработать технологический процесс сварки (наплавки).

Решение:

Эскиз для заданного варианта (вопрос 102) по табл. 3:

Рисунок 17. Эскиз детали

1. основные операции при сварке (наплавке);

Подготовка к сварочно-наплавочным работам состоит: из предварительной зачистки места, восстанавливаемого наплавкой разными методами; выявления конца трещин нагревом сварочной горелкой; накернивания, засверливания и разделки трещин под заварку.

Подготовку трещин под заварку производят сверлением отверстий диаметром 4—5 мм по концам трещины для предупреждения возможности дальнейшего распространения ее, зачисткой до блеска металлической щеткой или наждаком поверхности около трещины на ширину 15—20 мм с каждой стороны и расфасовкой трещины зубилом или коротким сверлом.

При расфасовке трещин в стальных деталях толщиной более 5—6 мм угол расфасовки должен быть 60—90°

Рисунок 18. Разделка кромок трещины

Сечение первого слоя (прохода) не должно превышать 30 – 35 мм² и определено по формуле

F₁ =(6 – 8)d_э= 7 ۠ 5=35 мм²

а последующих слоев (проходов) – по формуле

F_с =(8 – 12)d_э=10 ۠ 5=50 мм²

Общее число слоев (проходов), включая первый, (сварка корня шва),

= (130-35)/50+1=3,

2. выбор сварочных материалов.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемых элементов, типа сварного соединения и положения шва в пространстве. В нашем случае выбираем диаметр электрода 5мм, тип электрода Э 42, марка АНО-1, коэфф. наплавки - 14 –16 г/(А ч), расход электродов, 1,5 кг на кг наплавленного металла.

3. расчет элементов режима электродуговой сварки (наплавки);

Ток переменный. Силу сварочного тока выбираем на основании рекомендаций и по эмпирической формуле.

При ручной дуговой сварке стальными электродами диаметром 1 – 6 мм можно пользоваться формулой

Iсв = К dэ = 505=250 А,

где К — коэффициент, равный 25 – 60;

dэ — диаметр электрода, мм.

Коэффициент К в зависимости от диаметра электрода dэ принимается равным:

dэ, мм 5 – 6

К, А/мм 45 – 60

Для ориентировочного определения длины дуги lд, мм, воспользуемся формулой

lд = (0,5 – 1,1) dэ=4мм,

где dэ – диаметр электрода, мм.

Напряжение дуги Uд = 22 – 28 В.

Расчет скорости сварки (скорость перемещения электрода при укладке одного слоя валика многослойного шва), м/ч, производится по формуле

=15250/1001507,8=0,032м/ч

где _н – коэффициент наплавки, г/(А ч);

F_н(c) – площадь поперечного сечения шва F_н при однопроходной сварке (или одного слоя валика F_н(c) при многослойном шве), см²;

 – плотность металла электрода, г/см³, для стали  = 7,8 г/см³.

Коэффициент наплавки _н выбирается в зависимости от марки электрода по табл. 4.

Масса наплавленного металла рассчитывается по формуле

G_н = F_нL =1,5277,8=315,9 г

где F_н – площадь наплавки (поперечное сечение разделки шва, включая его усиление), см²; L — длина шва, см.

4. выбираем сварочное оборудования;

Краткая техническая характеристика полуавтоматов для дуговой сварки и наплавки

5. определяем полное время сварки (наплавки), расход материалов и электроэнергии;

Время горения дуги, ч, рассчитывается по формуле

=315,9/15250=0, 1ч.

Приближенно полное время сварки Т, ч, можно определить по формуле

=0,1/0,5=0,2ч.,

где t – время горения дуги, ч;

К_п – коэффициент использования сварочного поста, принимаем для ручной сварки 0,5.

Расход электродов для ручной сварки и наплавки можно определить, воспользовавшись данными, помещенными в табл. 4.

315,91,5=474 г.

Расход электроэнергии А, кВт-ч, на сварку заданной детали можно найти, установив по справочным материалам расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла. Более точно его можно рассчитать по формуле

,= (24250/0,81000) 0,1+0,3(0,2-0,1)= 0,78 кВт-ч

где U_д – напряжение дуги, В (при сварке покрытыми электродами принять 22 – 28 В);

 – КПД источника тока;

₀ – мощность, расходуемая источником тока при работе на холостом ходу, кВт;

t и Т – соответственно время горения дуги и полное время сварки, ч.

Данные для определения значений  и ₀ помещены в табл. 5.

Таблица 5

Род тока		0, кВт
Переменный	0,8 – 0,9	0,2 – 0,4