Материал: Разработка гидравлических прес-ножниц для профилирующей линии ЛПБ-40

o   Магнитно-импульсная,

o   Гидро - импульсная;

·        Штамповка взрывом;

·        Валковая штамповка.

Этим методом изготавливают полуфабрикаты, детали и готовые изделия из листовых металлических заготовок деформированием их под воздействием давления. Детали , полученные штампованием, обладают высокой прочностью при относительно небольшой массе и отличаются рациональностью форм. Благодаря использованию пластических материалов получаются сложные по форме тонкостенные детали, и массивные прочные детали, которые не могут быть получены иным способом (например, стрелку ручных часов и пятиметровый лонжерон грузового автомобиля). Точность деталей оценивается 3-4-м классом, после проведения дополнительных операций (зачистка, пробивка) можно добиться 2-го класса. Таким методом обрабатываются легкие и тугоплавкие металлы.

. Распилка

Распилка металла обычно осуществляется пилами по металлу , которые имеются в специализированной продаже. Техника распила та же, что и распилка на ус - очень точно, без отколов. Не рекомендуется использовать универсальные диски для нарезки пластиковых профилей для резки металла - оцинкованных профилей или штрипса. Лучше всего для этой цели подходят диски с напайками из твердого сплава и отрицательными углами резания. Для распилки применяются , как правило, отрезные, двухголовочные усорезные и вырезные пилы. Этот метод используется для резания стройматериалов (фанеры, арматуры, гипсокартона, шифера), а также древесины (мебельная промышленность). Процесс трудоемкий , скорость и качество распила значительно ниже, чем при распиле с помощью лазерных установок и других методах распила термического воздействия.

.Лазерная резка

Виды лазерной резки различаются в зависимости от назначения операции и ожидаемого результата.

·        Лазерная резка металлов . В промышленности наиболее распространенным процессов обработки является лазерная резка по сложному контуру листов из стали толщиной до 20 мм. Данный метод применяют для изготовления таких деталей как панели, кронштейны, прокладки, двери, декоративные решетки, приборные щитки и т.д. Сейчас все большую популярность набирает лазерная резка фигурных изделий . Обусловлено это высокой гибкостью оборудования. В данных случаях , лазерная резка обойдется намного дешевле , чем использование оборудования для гидроабразивной резки или эрозионной проволоки.

·        Сварка. С помощью лазерной сварки довольно просто осуществить соединение из легированных и углеродистых сталей при толщине до 10 мм. Лучше всего достоинства проявляются при сварке изделий небольшой толщины (до 1мм). Например, электроконтактов, аккумуляторных батарей, корпусов приборов, переключателей и т.д. Также возможна сварка драгоценных металлов.

·        Маркировка. Наиболее широко распространен , когда требуется нанести шкалу на измерительные инструменты , а также при производстве указателей, табличек, маркировк товаров. При этом лазерная резка не только отличается низкой стоимостью, но и высокой производительностью.

·        Лазерная гравировка. Осуществляется посредством удаления или разрушения части материала при воздействии лазерного излучения. Производят гравировку на импульсных лазерах. Также могут применяться затворы, которые работают в импульсном режиме.

·        Пробивка отверстий. Оборудование для лазерной резки может использоваться для пробивки отверстий диаметром 0,2-1,2 мм, если исходная толщина материала до 3 мм. По экономичности такой способ превосходит всё остальное. Данной технологии подвергаются: сита, ушки игл, фильтры и т.д. Оборудование для лазерной резки настолько точное, что его применяют для пробивки отверстий в часовых камнях.

·        Лазерная закалка. Осуществляется посредством воздействия луча лазера на поверхность сплава. При этом достигается глубина упрочнения до 1,5 мм. Обычно закалка с помощью оборудования для лазерной резки применяется для изделий, подверженных высокому износу: детали двигателей, валы , детали подшипников и т.д. После обработки стойкость изделия к износу увеличивается от 1,5 до 5 раз.

·        Легирование и наплавка. На поверхности сплава наносится слой , который обладает специальными свойствами : повышенной теплостойкостью, износостойкостью и т.д. Чаще всего лазерной наплавке подвергаются изношенные детали машин с целью их восстановления. Деформация деталей при проведении процесса минимальна.

·        Процессы микрообработки. Благодаря лазеру , стало возможным осуществлять процессы напыления тонких пленок, выращивания кристаллов и т.д.

С помощью сфокусированного лазерного луча регулируемой мощности, обеспечивается гладкая поверхность реза широкого спектра материалов. Современное оборудование обеспечивает раскрой любой степени сложности листов стали(толщиной до 5мм), медных сплавов (толщиной до 1,5 мм), оргстекла , пластиков, древесных материалов (толщиной до 30-40 мм), а гибкое программное обеспечение и короткий технологический цикл позволяют выполнять единичные заказы даже в присутствии заказчика. Расходным материалом служит электроэнергия или газ.

Среди недостатков лазерной резки можно перечислить следующие:

Невозможность резки светопропускающих и светоотражающих материалов (например ,медь и стекло), высокий расход энергии, термическое воздействие на материал. Недостатком лазерной резки , имеется ввиду промышленная резка, является относительно высокая стоимость стана для ее осуществления.

.Плазменная резка

Газ (воздух , азот) или вода, подающейся в режущее сопло ,под воздействием высокой температуры и электрического тока , разлагается на составные части (атомы), которые действуют на материал , вызывая его разрушение, что приводит к разрезанию материала с четкими краями. Таким способом можно резать нелегированную и слаболегированную сталь, все черные и цветные металлы, нержавеющую сталь.

Недостатки плазменной резки металла:

·        Максимальная толщина разрезаемого металла меньше, чем у металлов при кислородной и кислородно-флюсовой резке. Кислородная резка обеспечивает разделение металла толщиной до 1,0 - 1,5 м, кислородно-флюсовая - стали и чугуна толщиной до 500 мм, плазменная - металла толщиной не более 200-300мм.

·        Более сложное и дорогостоящее оборудование , содержащее источник тока и электронную систему управления резаком.

·        Более сложное оборудование

·        Случайное прикосновение к металлу в процессе резки может вывести из строя режущий плазмотрон.

·        Сложность плазменного оборудования и его обслуживания затрудняет одновременную резку одинаковых деталей несколькими резаками , установленными на одной машине.

. Гидроабразивная резка (резка водой).

Резка производится сжатой под давлением в несколько тыся атмосфер водой, направленной в определенную точку , в результате силы воздействия происходит механическое разрушение материала. Струя не изменяет физико-механические свойства материала и исключает деформацию, оплавление и пригорание материала. Резать гидроабразивной струей можно почти все. Основное применение гидроабразивной резки - это обработка листовых материалов: изготовление художественных панно, мозаик и бордюров из натурального камня и керамогранита для отделки интерьеров и фасадов зданий, быстрый и качественный раскрой и изготовление несерийных изделий из металла, стекла , пластмассы и др.

Важнейшим преимуществом технологии водоструйной резки перед другими видами обработки является отсутствие нагрева разрезаемых заготовок , т.е. отсутствие термического воздействия на материал , что исключает термические напряжения и деформации обрабатываемого материала. Также это предотвращает упрочнение, деформирование, стекание шлака или амальгамирование , а также загрязнение такими элементами , как вредные испарения и газы, присущие другим видам резания при обработке пластмасс, композиционных материалов и т.п., нет запыленности.

К недостаткам гидрорезания относят : конструктивные трудности , возникающие при создании высокого давления жидкости , невысокая стойкость сопла и сложность его изготовления.

К недостаткам водно-абразивной резки относятся:

·        Существенно меньшая скорость разрезания стали малой толщины по сравнению с плазменной и лазерной резкой;

·        Высокая стоимость оборудования и высокие эксплуатационные затраты (характерно и для лазерной резки), обусловленные расходом абразива, электроэнергии, воды, заменами смесительных трубок, водяных сопел и уплотнителей, выдерживающих высокое давление, а также издержками по утилизации отходов

·        Повышенный шум из-за истечения струи со сверхзвуковой скоростью (характерно и для плазменной резки).

. Кислородная резка металла

Основана на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущих инструментом, строжку, обточку, зачистку и т.п. Резку некоторых легированных сталей , чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т.п. Расходным материалом при этом методе служит газ для нагрева и газ для резки.

К отрицательным сторонам относится: резка только углеродистых сталей, низкая скорость резки небольших толщин (менее 30 мм), широкий разрез , значительная зона термического воздействия, качество резки сильно зависит от состояния поверхности материала.

. Резка металла методом электрической эрозии

Этот метод основан на явлении электрической эрозии и полярного переноса материала анода на катод в условиях импульсных разрядов в газовой среде. Благодаря полярному эффекту , преимущественный перенос эродируемого материала (анода) на катод обеспечивает разрезания материала с ровными краями. Этим способом возможна резка : толстолистового материала (до 400 мм), высокой точность резки (5 µм) , сразу нескольких листов малой толщины (уложенных в пакет), гофрированного материала. Минусом этого метода является низкая скорость резки.

Анализируя способы резки , можно сделать следующий вывод : общим недостатком термических способов резки является низкая скорость резания, что неперспективно в условиях массового производства.

Если раньше для обработки и подготовки материала для металлических конструкций требовалось много времени и сил, то сейчас на смену тяжелому крупногабаритному оборудованию пришли пресс-ножницы гидравлические, которые используются как крупными, так и мелкими металлоперерабатывающими предприятиями. Ножницы отличаются от обычных прессов большей функциональностью и компактностью. Также среди их достоинств выделяют надежность и простоту в использовании. Различают несколько типов пресс-ножниц: гидравлические, кривошипные, гильотинного типа. Чаще всего их используют в заготовительном производстве для резки разнообразного проката.

2. Конструкторская часть

.1 Устройство и работа профилирующей линии ЛПБ - 40

.1.1 Общие сведения об оборудование

Линия профилирующая ЛПБ -40.00.000.000 (в дальнейшем линия) предназначена для изготовления гнутых профилей БКС600-01.01.001 , БКС600-01.01.402 , БКС600-02.01.001-01 , БКС600-02.01.001-02, БКС600-03.00.001 , БКС600-03.01.001-01 , БКС601-01.01.001-01 , БКС601-01.01.402 , БКС601-02.01.001 , БКС601-02.01.001-01 , БКС601-02.01.001-02 , БКС601-03.01.001-01 , БКС601-08.00.001 , ПШ05-484.200.002.

Область применения линии - преимущественно заготовительное производство строительных предприятий.

Линия должна эксплуатироваться в закрытых помещениях при температуре окружающей среды +5⁰…+40⁰ при наличии напряжения в сети 380 В и частотой 50 ГЦ.

Линия питается от сети сжатого воздуха давлением 0,4…0,5 МПа и расходом 20 м³/час.

Климатические условия УХЛ4.2 по ГОСТ 15150 для стран с умеренным климатом.

2.1.2 Основные технические данные и характеристики

Параметры исходного материала

·        Толщина, мм4,0

·        Ширина, мм 400

·        Наружный диаметр рулона, мм не более 1200

·        Внутренний диаметр рулона, мм 500-600

·        Масса рулона, кг. не более 2500

·        Покрытие цинковое

Наибольшая длина профиля, мм 10000

Максимальная скорость профилирования, м/мин 20

Средняя производительность при прокатке профилей 6м, м/мин

·        Из листа толщиной 4,0 мм .8-10

Допускаемое отклонение длины профиля от заданного , мм

·        При длине профиля до 3 м-1

·        При длине профиля свыше 3 м -2

Установленная мощность, кВт.89

Количество операторов , обслуживающих линию 2

Время на переналадку комплекта инструмента, час 2

Характеристика тока питающей сети

·        Род тока трехфазный, переменный

·        Напряжение, В 380

·        Частота , Гц 50

Габаритные размеры

·        Длина, мм.11857

·        Ширина, мм.1270

·        Высота, мм 1914

Масса инструмента , кг 53360

2.1.3 Состав линии

Линия состоит из следующих основных блоков и устройств (см. рис.2.1) :

1.      Рулоноразматыватель;

2.      Машина профилирующая;

.        Устройство заправки ленты;

.        Устройство резки профиля;

.        Датчик длины;

.        Установка аварийных выключателей;

.        Приемное устройство;

Рисунок 2.1. Линия профилирующая

·      Электрооборудование;

·        Гидрооборудование;

·        Система смачивания;

·        Пульт управления.

профилирующий пресс ножницы

2.1.4 Устройство линии

Рулоноразматыватель предназначен для подачи рулонной ленты в машину профилирующую. Машина профилирующая состоит из следующих узлов и механизмов:

·        Станины;

·        Профилирующих моделей;

·        Устройства направляющего;

·        Рамок поддерживающих;

·        Привода

Станина представляет собой сборную из четырех рам конструкцию. Рамы сварные, открытого типа, стянутые между собой четырьмя болтами. Станина установлена на винтовых опорах. В станине установлены семь приводов.

Модуль профилирующий состоит из плиты, на которой установлены профилирующие клети. Модули профилирующие имеют двадцать шесть исполнений и крепятся на машине в зависимости от профилируемого профиля согласно монтажным чертежам. Клети профилирующие с инструментальными роликами предназначены для выполнения основной технологической операции - гибки рулонной ленты.

Устройство направляющее предназначено для точного направления ленты перед ее подачей в профилирующие клети машины.

Рамки поддерживающие предназначены для поддержки ленты на участке профилирующей машины перед подачей ее в направляющее устройство.

Привод предназначен для передачи крутящего момента на профилирующие модули.

Устройство заправки ленты предназначено для подготовки ленты к профилированию и состоит из:

·        Рамы;

·        Приемного столика;

·        Устройства правильного;

·        Ножниц гильотинных;

·        Камеры смачивания.

Рама представляет собой сварную из труб конструкцию, к которой прикрепляются остальные устройства.