Министерство  образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет  им. Г.И. Носова» 

Кафедра обработки металлов давлением 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине

«Обработка  металлов давлением и характеристики качества продукции»

на тему:

«Технология производства и характеристики качества стального гнутого швеллера 100x80x3,0мм из стали марки Ст3пс» 
 
 
 
 

Выполнил:

студент  группы  ТС-08                                                          Ахмадуллина  Э. Р. 

Проверил:

доцент, к. т. н.                                                                       Локотунина Н. М. 
 
 
 
 
 
 
 

Магнитогорск, 2010

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Характеристика гнутого  швеллера 4

1.1 Назначение профиля 4

1.2 Требования нормативных документов к качеству 4

1.3 Дерево свойств 9

Глава 2. Оборудование и  технология производства гнутого швеллера 11

2.1 Оборудование 11

2.2 Технологический процесс производства гнутого швеллера 13

2.3 Калибровка валков 16

Глава 3. Дефекты гнутого  швеллера 19

Заключение 25

Библиографический список 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

 

      В настоящее время увеличивается потребность в экономичных конструкциях, отвечающих современным требованиям. В наибольшей степени этим требованиям соответствуют стальные конструкции, выполненные из холодногнутых профилей (ХГП), так как данный вид профилей обладает широкими конструктивными достоинствами: высокая точность размеров, хорошее качество поверхности, повышенное сопротивление различного рода нагрузкам обеспечивают преимущества холодногнутых профилей перед горячекатаными.

     Гнутые  профили − это профили, получаемые из листового горячее -  и холоднокатаного металла методом последовательного формоизменения в волках профилегибочных станов. 

     Гнутые  профили можно изготавливать  самой разнообразной конфигурацией  поперечного сечения,  в том  числе замкнутой и полузамкнутой  форм, из цветных металлов и сплавов, углеродистой, низколегированной и  легированной сталей.

     Гнутые  профили всех типов можно разделить  на две группы: гофрированные и сортовые.

     Одной из разновидностью сортовых гнутых профилей является швеллер. Швеллер — изделие из металла с профилем в виде букву «П». Швеллер используют, начиная с тяжелой промышленности и заканчивая строительством, как элемент мостов, колонн и связей. Стальной гнутый швеллер отличается оригинальностью конструкции и имеет только одно внешнее отличие от горячекатаного швеллера – плавный внешний угол сгиба. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Характеристика гнутого швеллера

1.   Назначение профиля

     Швеллер обладает особой прочностью на изгиб, поэтому так себя зарекомендовал.  Швеллер находит применение:  
- в архитектурном строительстве - для устройства межэтажных перекрытий, в укреплении кровельных прогонов, для сборки цельных каркасов небольших зданий и малых архитектурных форм, для армирования наружных и внутренних стен, для монтажа перегородок, для строительства мансард, для монтажа отдельных элементов реконструируемых или вновь строящихся объектов, для усиления колонн, в строительстве мостов и т.п.;  
- в тяжелом машиностроении - в качестве отдельных элементов металлоконструкций, воспринимающих значительные изгибающие нагрузки или осевые усилия (подкрановые балки, строительные конструкции и т.д.);  
- в станкостроении;  
- в автомобилестроении;  
- в вагоностроении.

     Швеллер гнутый обладает небольшим удельным весом, поэтому гнутый швеллер легок  и выдерживает большие нагрузки. Швеллер гнутый сочетается с другими  конструкциями из металла, что делает его универсальным.

2. Требования  нормативных документов к качеству

     Основные  требования, касающиеся формы поперечного сечения, размеров и предельных отклонений размеров и формы гнутого швеллера, приведены в ГОСТ 8278 [1].

     Настоящий стандарт распространяется на стальные гнутые равнополочные швеллеры, изготовляемые  на профилегибочных станах из холоднокатаной и горячекатаной  рулонной стали обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной.

     Показатели  технического уровня, установленные  настоящим стандартом, предусмотрены  для высшей и первой категории  качества

     По  точности профилирования швеллеры изготавливают:

     высокой точности – А;

     повышенной  точности – Б;

     обычной точности – В.

     Требования  высокой и повышенной точности профилирования соответствуют высшей категории качества.

     Поперечное  сечение швеллеров должна соответствовать указанному на чертеже (рис. 1.1).

     

     Рис.1.1

h – высота стенки; b – ширина полки; s – толщина швеллера; R – радиус кривизны; W – момент сопротивления;I – момент инерции; i – радиус инерции; S_x – статический момент полусечения; x₀ – расстояние от оси y до наружной поверхности стенки; отношение расчетного свеса полки к толщине швеллера; - отношение расчетной высоты к толщине швеллера

     Размеры швеллера, площадь поперечного сечения, справочные величины, для осей и  масса 1 м швеллера должны соответствовать указанным в таблице 1.1. 

     Таблица 1.1

 

     Предельные  отклонения высоты швеллера не должны превышать: при высокой точности профилирования -1,25, повышенной - 1,3 и обычной - 1,5.

     Предельные  отклонения ширины полки не должны превышать: при высокой точности профилирования - 1,25, повышенной - 1,5 и обычной 2,0.

     Предельные  отклонения от угла не должны превышать .

     Швеллеры  изготавливают длиной от 3 до 11,8 м:

     мерной  длины;

     мерной  длины с немерными отрезками  в количестве не более 7% массы партии;

     кратной мерной длины;

     кратной мерной длины с немерными отрезками  в количестве не более 7% массы партии;

     немерной  длины.

     По  требованию потребителя, швеллеры изготавливают  длиной 12 м.

     Предельные  отклонения по длине швеллеров мерной и кратной длины не должны превышать  указанных в таблице 1.2.                    

                                        

                                          Таблица 1.2

 

     Скручивание швеллера вокруг продольной оси не должно превышать произведения 1 на длину швеллера в метрах, но не более 10 .

     Кривизна  швеллера не должна превышать 0,1% длины.

     Волнистость полок швеллера не должна превышать 2 мм на 1 м.

     Контроль  размеров поперечного сечения швеллера, а так же скручивания и кривизны проводят на расстоянии: при высокой  точности профилирования – не менее 80 мм от торцов, повышенной – 100 мм и  обычной – 200мм.

     Высота  швеллера определяется в плоскости  на расстоянии равном значению внешнего радиуса кривизны R+s.

     В ГОСТ 11474 [2] приведены технические условия на стальные гнутые профили.

     Настоящий стандарт распространяется на стальные гнутые профили различной формы, размеров и назначений, изготовленные на профилегибочных станах из горячекатаной и холоднокатаной углеродистой обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной стали.

     Гнутые  профили изготавливают из стали  марок по ГОСТ 16523 [10].

     Механические  свойства гнутых профилей определяют на заготовке в соответствии с ГОСТ 16523[10].

     Настоящий стандарт распространяется на тонколистовой  горячекатаный и холоднокатаный прокат из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения, изготовляемый шириной 500 мм и более, толщиной до3,9 мм включительно.

     Механические  свойства проката и диаметр оправки  при испытании на изгиб на 180 в холодном состоянии должны соответствовать требованиям таблицы 1.3.

     В месте изгиба не должно быть надрывов, трещин и расслоений.

                                                                                                           

                                                                                             Таблица 1.3

 

     Горячекатаный прокат изготавливают термически обработанным.

     Горячекатаный прокат изготавливают  как с травленной, так и с нетравленой поверхностью.

     На  кромках проката не допускаются  дефекты, глубина которых превышает  половину предельного отклонения по ширине проката и выводящие его  за номинальный размер по ширине.