Технологический процесс плазменной резки листового металла для рамы полувагона

Охрана труда.docx

1.Выполнять установленный производственный план и сменно-суточное задание.
2.Строго соблюдать требования по охране труда и правила техники безопасности.
Требования к работнику
1.К работе на участке плазменной резки допускается работник не моложе 18 лет прошедший
медицинское освидетельствование и обучение по целевой программе на определённой машине термической резки;
имеющий удостоверение на право выполнения плазморежущих работ и успешно сдавший экзамен квалификационной комиссии предприятия;
имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже II
для начала самостоятельной работы необходимо иметь практические навыки по обслуживанию плазмотрона.
2.Работник на участке плазменной резки должен знать инструкцию по охране труда при выполнении работ по плазменно-дуговой резке металлов.
4.Работник на участке плазменной резки подчиняется непосредственно мастеру производственного участка.
5.Эффективность работы работника на участке плазменной резки оценивается по следующим показателям:
- выполнение сменно-суточного задания;Изм.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901.16 ПЗ1
- соблюдение технологии резки;
- выполнение требований техники безопасности и должностной инструкции.
Должностные обязанности.
Газорезчик занятый работами по плазменно-дуговой резке металлов обязан:
1.Ежедневно перед началом работ получить сменно-суточное задание и пройти инструктаж по технике безопасности.
2.Пройти инструктаж по технике безопасности при изменении условий работы или при выполнении новых видов работ.
3.Подготовить рабочее место к безопасной работе:
- очистить рабочую площадку от посторонних предметов особенно взрывоопасных;
- проверить наличие и исправность инструмента;
- проверить наличие и исправность средств индивидуальной защиты;
- целостности и плотности мест воздушной коммуникации с аппаратурой и между собой;
- работы местной вентиляции;
- подводки электропитания и заземления;
- состояние изоляции токоведущих проводов;
- наличие и исправность ограждений проемов и лесов;
- наличие средств пожаротушения.
4.Осмотреть листы подлежащие резке рабочую площадку а также смежные площадки убедиться в отсутствии в них легковоспламеняющихся горючих материалов;Изм.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901
5.Проверить поступление к плазмотрону воздуха и воды;
6.Проверить крепление обратного провода к перерезаемому металлу;
7.Проверить исправность и герметичность воздухопровода и водопроводящих шлангов;
8.Убедиться что провод дежурной дуги не обвит вокруг плазмотрона
9.Проверить контакты массы и зазор анода и катода если при запуске (нажатии кнопки) основная дуга не зажглась с первого раза.
11.По окончании работы:
- отключить электропитание установки; закрыть вентили воздухопровода;
- провести установку в исходное положение; выключить вентиляцию;
- убедиться в отсутствии на рабочем месте тлеющих предметов (ветоши тряпок дерева и т.п.) расплавленного и горючего металла;
- произвести уборку рабочего места;
- доложить мастеру об окончании работ о состоянии плазмотрона сообщить о всех замеченных неисправностях выявившихся во время работы.
Работник на участке плазменной резки имеет право:
1.Выполнять только ту работу которая поручена администрацией при условии что безопасные способы ее выполнения ему хорошо известны.
2.При получении новой (незнакомой) работы требовать от мастера проведения дополнительного инструктажа по технике безопасности.Изм.
Работник на участке плазменной резки несет ответственность за:
1.Нарушение технологической дисциплины;
2.Нарушение правил техники безопасности и охраны труда;
3.Несоблюдение стандартов по резке;
4.Несоблюдение настоящей инструкции.

Раскрой старый.cdw

Норма расхода металла
Длина холостого хода

Основные и вспомогательные материалы.docx

4. Технические условия на основной металл.
При изготовлении детали «лист вертикальный» универсального полувагона используется сталь – 09Г2С.
Характеристика стали
Марка: 09Г2С – содержащая в себе 009 % углерода до 2 % марганца и до 1 % кремния.
Классификация: Низколегированная конструкционная качественная
Заменители: 09Г2 09Г2ДТ 09Г2Т 10Г2С.
Назначение – различные детали и элементы сварных металлоконструкций работающих при температуре от – 70 до + 425 оС под давлением.
Таблица № 2: Температура критических точек оС
Таблица № 3: Химический состав (ГОСТ 19282 – 73)
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901.16 ПЗ
Таблица № 4: Механические свойства (ГОСТ 19281 – 73)
Сортовой и фасонный прокат
Продолжение таблицы № 4
Условные обозначения:
Предел текучести условный
Временное сопротивление
Относительное удлинение после разрыва
Технологические свойства:
Температура ковки оС: начала 1250 конца 850.
Свариваемость – сваривается без ограничений.
Способы сварки: РДС АДС под флюсом и газовой защитой ЭШС.
Обрабатывание резанием – в нормализованном отпущенном состоянии в = 520 МПа
Кv б. ст = 1 Kv ТВ. спл. = 16.
Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Флокеночувствительность – не чувствительна.
Определяем разрезаемость стали 09Г2С по формуле:
Cэ= C + 016Mn + 03 (Si + Mo) + 04Cr + 02V + 004 (Ni + Cu)(1)Изм.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901
Cэ= 012 + 016 13 + 03 05 + 04 03 + 004 (03 + 03) = 062 %
Вывод: Так как коэффициент углерода равен 062 % значит разрезаемость удовлетворительная.
Технические условия на вспомогательные материалы.
В качестве плазмообразующей среды применяются:
Воздух сжатый по ГОСТ 17433-80 с чистотой не ниже 9 класса без наличия в нём воды или масла
Кислород газообразный технический по ГОСТ 5583-78 не ниже второго сорта.
Расход воздуха 65 – 75 лмин
Давление сжатого воздуха 35 – 45 кгссм2
Чистота кислорода составляет
5% - 2 сорт (допускается не менее 992%)
Вода используется в качестве защитной среды при резке на раскроечных столах с водяной ванной.
Охлаждающая жидкость предназначенная для охлаждения плазмотрона.
Так же используются электроды и сопла по две штуки за смену.

Раскрой Новый.cdw

Норма расхода металла
Длина холостого хода

Расчет режимов резки.docx

7. Определение параметров плазменной резки вертикального листа.
Мощность дуги определяется по формуле:
U – Напряжение на дуге
- Коэффициент полезного действия (КПД)
Ширина реза определяется по формуле:
Диаметр сопла берем из характеристик плазмотрона.
Мощность резки определяется по формуле.
qu – мощность дуги (Вт)
Скорость плазменной резки.
S – теплота необходимая для расплавления 1 кг металла
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901.16 ПЗ
Lв – длина врезания (мм)
L – периметр всей детали (мм)
Vр – скорость резки (м мин)
Таблица № 5: Параметры плазменной резки
Скорость плазменной резки
Расстояние от плазмотрона до поверхности листа
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901

Введение.docx

Плазменная резка заключается в проплавлении разрезаемого металла за счет теплоты генерируемой сжатой плазменной дугой и интенсивном удалении расплава из полости реза плазменной струей.
Плазма представляет собой ионизированный газ с высокой температурой способный проводить электрический ток. Плазменная дуга получается из обычной в специальном устройстве – плазмотроне – в результате ее сжатия и вдувания в нее плазмообразующего газа. Различают две схемы:
плазменно-дуговая резка
резка плазменной струей
Рисунок 1. Схемы плазменной резки.
Плазменно-дуговая резка более эффективна и широко применяется для обработки металлов. Резка плазменной струей используется реже и преимущественно для обработки неметаллических материалов поскольку они не обязательно должны быть электропроводными.
Преимущества плазменной резки по сравнению с газовыми способами резки
значительно выше скорость резки металла малой и средней толщины;
универсальность применения – плазменная резка используется для обработки сталей алюминия и его сплавов меди и сплавов чугуна и др. материалов;Изм.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901
точные и высококачественные резы при этом в большинстве случаев исключается или заметно сокращается последующая механическая обработка;
экономичность воздушно-плазменной резки – нет потребности в дорогостоящих газах (ацетилене кислороде пропан-бутане);
возможность вырезать детали сложной формы;
очень короткое время прожига (при кислородной резке требуется продолжительный предварительный прогрев);
более безопасная поскольку отсутствуют взрывоопасные баллоны с газом;
низкий уровень загрязнения окружающей среды.
Плазменная резка экономически целесообразна для обработки:
алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
меди толщиной до 80 мм;
легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
чугуна толщиной до 90 мм.
Технологические возможности процесса плазменной резки металла (скорость качество и др.) а также характеристики основных узлов плазмотронов определяются прежде всего плазмообразующей средой. Влияние состава плазмообразующей среды на процесс резки:
за счет изменения состава среды возможно регулирование в широких пределах количества тепловой энергии выделяющейся в дуге поскольку при определенной геометрии сопла и данном токе состав среды задает напряженность поля столба дуги внутри и вне сопла;
от состава плазмообразующей смеси зависит ее теплопроводность определяющая эффективность передачи разрезаемому листу тепловой энергии выделенной в дуге;
в ряде случаев весьма значительной оказывается добавка тепловой энергии выделившейся в результате химическогоИзм.
взаимодействия плазмообразующей среды с разрезаемым металлом (она может быть соизмерима с электрической мощностью дуги);
плазмообразующая среда при взаимодействии с выплавляемым металлом дает возможность изменять его вязкость химический состав величину поверхностного напряжения;
подбирая состав плазмообразующей среды можно создавать наилучшие условия для удаления расплавленного металла из полости реза а также предотвратить образование подплывов на нижних кромках разрезаемого листа или делая их легко удаляемыми;
от состава среды зависит характер физико-химических процессов на стенках реза и глубина газонасыщенного слоя поэтому для определенных металлов и сплавов некоторые плазмообразующие смеси недопустимы (например содержащие водород и азот в случае резки титана); диапазон допустимых смесей также сужается с увеличением толщины разрезаемых листов и теплопроводности материала.
От состава плазмообразующей среды зависят и характеристики оборудования:
материал катода и конструкция катодного узла (способ крепления катода в плазмотроне и интенсивность его охлаждения);
конструкция системы охлаждения сопел;
мощность источника питания а также форма его внешних статических характеристик и динамические свойства;
схема управления оборудованием поскольку состав и расход плазмообразующего газа полностью определяют циклограмму формирования рабочей дуги.
При выборе плазмообразующей среды также важно учитывать себестоимость процесса и дефицитность используемых материалов.
Тема моего дипломного проекта «Технология плазменной резки детали «Лист вертикальный» универсального полувагона».Изм.
Цель проекта: Раскрыть технологическую сущность плазменной резки детали «лист вертикальный».
Ознакомиться с участком и техникой выполнения плазменной резки;
Изобразить графически планировку участка плазменной резки;
Разработать технологический процесс плазменной резки детали «лист вертикальный;
Описать необходимые мероприятия по созданию безопасных условий труда;
Рассчитать параметры режимов резки расход материалов технологической энергии степени механизации и автоматизации.
Выполнить технико-экономические расчёты.Изм.

Чертеж.cdw

1. Допускается применение проката класса прочности 345
из Стали 09Г2С-14 ГОСТ 19 281-89.
Прокат для сварочных конструкций.
Допускается скругление углов радиусом не более 5 мм.
Допускается изготовление кислородной резкой.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901.СП. СБ
5-09Г2С-св 14ГОСТ 19281-89

Схема процесса резки.docx

Схема технологического процесса
Получение металла со склада
Проверить марку стали
Проверить чистоту поверхности листа
Проверить допуск плоскостности листа
Уложить лист на рольганг
Проверить отклонение
Передать листы на раскройный стол
Проверить наличие маркировки размеры
Удалить с поверхности грязь
Подготовить машину к работе
Проверить правильность выставки листа
Установить режимы резки
Плазменно–дуговая резка
Выставить плазмотрон в левый нижний угол листа
Вырезать деталь по программе
Проверить размеры первой вырезанной детали
Вырезать партию деталей
Снять детали с раскройного стола
Очистить колпак плазмотрона
Убрать отход-габарит в полувагонИзм.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901.16 ПЗ
Перенести детали на слесарную плиту
Снять детали с крана
Проверить габаритные размеры
Проверить качество зачистки
Уложить детали в контейнер
Передать детали на правку
Уложить детали на рольганг
Править детали по плоскости
Передать детали на отделку
Уложить деталь на слесарную плиту
Довести качество реза до требуемого инструкцией на плазменную резку
Зашлифовать поверхность реза
Зачистить место под маркировку
Проверить качество зачистки кромок от грата
Проверить зашлифовку
Проверить поверхности реза
ТранспортированиеИзм.
Транспортировать детали на другой участок
Транспортировать детали в другой цех
Очистка поверхности стола
Очистить поверхность ребер от грата
Убрать грат из-под стола

Череж А0.cdw

Норма расхода металла кг
Длина холостого хода мм
Расход электроэнергии кВт
Норма расхода металлакг

Выбор и обоснование типа производства.docx

2. Выбор и обоснование типа производства.
Я выбрал плазменную резку т.к. она гораздо качественнее экономичнее безопаснее и проще в использовании по сравнению с кислородной резкой.
Лучшее качество резки
Резы которые выполняются с помощью машины плазменной резки всегда отличаются меньшей степенью образования окалины и меньшей областью нагрева соответственно меньшим деформациям. Малая ширина реза по данной технологии обеспечивается за счёт высокой концентрации энергии в зоне реза и составляет не более 25 мм для заготовки шириной 20 мм.
Так как плазменная резка обеспечивает отсутствие деформации даже на тонких листовых заготовках и позволяет получить хорошее качество кромок без наплывов и грата с её помощью становится возможным применять экономичные схемы раскроя и осуществлять сварку металлических конструкций без механической обработки.
Больше деталей за единицу времени
Благодаря значительному превосходству машин плазменной резки в скорости такие системы безусловно выигрывают с точки зрения производительности у кислородных систем даже если не учитывать время которое необходимо для предварительного нагрева кислородного станка и операций вторичной обработки которые потребуются в случае использования данной технологии.
Высокая производительность плазменной резки обеспечивается не только за счёт большой скорости обработки металлов разной толщины и короткого времени прожига но также благодаря быстрому отключению резака.
Снижение затрат на производство
Стоимость плазменной резки в пересчёте на количество заготовок за единицу времени будет ниже по сравнению с кислородной резкой так как эксплуатационные затраты равномерно распределяются между большим количеством изготавливаемых за час деталей.Изм.
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901
Длительный срок службы расходников высокая производительность и достойное качество резки также вносят свой вклад в минимизацию удельных затрат по сравнению с технологией кислородной резки. Благодаря современным разработкам затраты на производственный процесс по технологии плазменной резки удаётся снизить практически в два раза.
Высокая рентабельность
Плазменная резка является на сегодняшний день одним из самых рентабельных способов термического раскроя. Повышение прибыли при использовании машин плазменной резки обеспечивается за счёт снижения эксплуатационных затрат и увеличенной производительности.
Простота в эксплуатации
Данное преимущество плазменной резки достигается за счёт отсутствия необходимости регулировать подачу газа и управлять химической реакцией горения. Машина плазменной резки металлов оснащена стабилизатором высоты автоматически поддерживающими оптимальный зазор между заготовкой и плазмотроном поэтому при её использовании не нужно прилагать усилия для поддержания расстояния между резаком и заготовкой.
Оптимизированные параметры резки автоматизированных плазменных систем можно вводить и контролировать одним действием что ещё более упрощает эксплуатацию оборудования. Благодаря отсутствию необходимости регулировки подачи газа ручные системы плазменной резки требуют меньше времени для изучения значит персонал предприятия сможет быстрее приступить к работе.
Плазменная технология может применяться для резки любых металлов которые проводят ток включая низкоуглеродистую сталь алюминий нержавеющую сталь медь и большинство других разновидностей металла. В отличие от плазмы технология кислородной резки связана с протеканием химической реакции между кислородом и железом поэтому она используется только для обработки низкоуглеродистой (мягкой) стали.Изм.
Гибкость и универсальность плазменной резки имеет и другие аспекты. Так по данной технологии возможна резка вручную резка по направляющей и с применением трубореза а также резка на удобном координатном столе. Плазма даёт возможность выполнять как обычную резку так и резку металлической решётки со скосом что сложно выполнить с помощью кислородной резки.
Улучшенная безопасность
Для работы систем плазменной резки используется сжатый воздух в отличие от кислородной резки в работе которой применяется смесь кислорода с топливным газом (ацетиленом пропаном пропиленом и природным газом). Среди этих соединений самым популярным является ацетилен обеспечивающий более горячее пламя и снижающий время прожига.
Однако при этом ацетилен – это нестабильный и легко воспламеняющийся газ чувствительный даже к статическому электричеству не говоря уж о повышенном давлении и температуре. В таких условиях работа на оборудовании кислородной резки уже не может считаться полностью безопасной.
Так же я выбрал серийный тип производства так как особенности серийного производства обуславливают экономическую целесообразность выпуска продукции по циклически повторяющемуся графику.
Серийное производство — наиболее распространенный тип производства. Характеризуетсяпостоянством выпускадовольно большой номенклатуры изделий. При этом годовая номенклатура выпускаемых изделий шире чем номенклатура каждого месяца.
Это позволяет организовать выпуск продукции более или менее ритмично. Выпуск изделий в больших или относительно больших количествах позволяет проводить значительную унификацию выпускаемых изделий и технологических процессов изготовлять стандартные или нормализованныеИзм.
детали входящие в конструктивные ряды большими партиями что уменьшает их себестоимость.
Серийный тип производства характерен для станкостроения производства проката черных металлов и т.п.
Организация труда в серийном производстве отличаетсявысокой специализацией. За каждым рабочим местом закрепляется выполнение нескольких определенных деталеопераций. Это дает рабочему хорошо освоить инструмент приспособления и весь процесс обработки приобрести навыки и усовершенствовать приемы обработки.Изм.

Описание изделия.docx

Лист вертикальный входит в конструкцию балки шкворневой которая используется в изготовлении рамы полувагона.
Рисунок 2. Полувагон 12-196-01.
Полувагон четырехосный универсальный цельнометаллический с торцевыми стенами и люками в полу.
Предназначен для перевозки массовых неагрессивных насыпных непылевидных навалочных штабельных и штучных грузов не требующих защиты от атмосферных осадков при общесетевом использовании на железных дорогах РФ стран СНГ и Балтии колеи 1520 мм.
Рама является одной из частей вагона и служит основанием кузова. Рама должна обладать достаточной прочностью и жёсткостью быть проста по конструкции надёжна в эксплуатации доступна для технического осмотра поэтому она выполнена из наиболее мощных и материалоёмких прокатных профилей.
Таблица №1: Технические характеристики полувагона 12-196-01
Грузоподъёмность т не более
ДП.ОО.22.02.06.ТО-42901
Продолжение таблицы № 1
Высота от уровня головки рельса до верхней обвязки мм
Ширина наружная по стойкам до верхней обвязки мм
Максимальная расчетная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы кН (тс)
Конструкционная скорость кмч
Количество разгрузочных люков шт
Для моего изделия используется сталь 09Г2С.Изм.