Курсовой проект Разработка технологического решения изготовления детали типа «шайба» на основе порошковых материалов

Задание к исследовательской части курсового проекта: Анализ рынка цветных металлов.

Задание к проектной части:

Состав порошковой шихты: 94,5%Fe+4,0%Cu+1,5%C=100%

Пористость детали: 25%

Программа выпуска деталей: 400 тыс. шт/год

Чертеж детали представлен на Рисунке 1.

Рисунок 1 – Чертеж детали «шайба»

Рисунок 2 – Чертеж прессования порошка при создании детали «шайба»

Содержание

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ. 2

ВВЕДЕНИЕ. 5

1 Анализ рынка порошков цветных металлов. 7

1.1 Алюминевая промышленность. 9

1.2 Медная промышленность. 11

1.3 Цинковая и свинцовая промышленность. 12

1.4 Оловянная промышленность. 13

2 Организация технологического оснащения участка по производству деталей из порошковых материалов в условиях неспециализированного машиностроительного предприятия. 14

2.1 Схема маршрутного технологического процесса изготовления деталей из порошковой шихты с применением методов холодного прессования в жесткой пресс-форме. 14

2.2 Анализ технологичности детали на предмет изготовления ее методом порошковой металлургии  18

2.3 Организация технологического оснащения процесса подготовки шихты. 19

2.4 Организация технологического оснащения процесса прессования. 24

2.5 Организация технологического оснащения процесса спекания. 31

2.6 Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали «шайба» методом порошковой металлургии. 33

3 Сравнительный анализ затрат на основные материалы при изготовлении деталей «шайба» технологиями порошковой металлургии и обработки резанием   34

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 37

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 39

ВВЕДЕНИЕ

Задача экономики на сегодняшний день заключается в ориентировании и диверсификации производства посредством инновационных технологических преобразований, то есть экономика должна быть ориентирована на наукоемкие, высокоэффективные отрасли.

В настоящее время экономика страны носит сырьевой характер, а бюджет страны формируется за счет доходов, которые приносит горнодобывающая промышленность, а также за счет экспорта нефтепродуктов и газа. Важнейшей составляющей политики любого предприятия, вне зависимости от его текущего положения, является инновационная стратегия. Главной задачей инновационных решений является оптимизация производственных и организационных процессов.

Одним из путей технологических преобразований является переход на альтернативные технологии. Сегодня машиностроительные предприятия, инновационные отделы занимаются совершенствованием базовых технологий обработки материалов.

Из имеющихся разнообразных способов обработки металлов порошковая металлургия занимает особое место, так как позволяет получать не только изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, которые другим путем получить или очень трудно или невозможно. У таких материалов можно получить уникальные свойства, а в ряде случаев существенно повышается экономические показатели производства. При этом способе практически в большинстве случаев коэффициент использования материала составляет около 100%.

Актуальность работы. Тема данной работы в настоящее время особенно актуальна, поскольку мировой рынок порошковой металлургии составляет значительную часть мирового товарного рынка.

Цель работы состоит в разработке технологического решения изготовления деталей на основе порошковых металлов.

В соответствии с рабочей программой направления подготовки 38.03.02. «Менеджмент» в ходе написания данного курсового проекта обучающийся должен овладеть следующими компетенциями:

- уметь проанализировать существующий маршрутный технологический процесс изготовления продукции на предмет его ресурсоемкости (ПК-6, ОК-3);

- разработать ресурсосберегающее технологическое решение по переводу заданной номенклатуры деталей на изготовление из порошковых материалов (ПК-6, ОК-3);

- владеть навыками сравнительного анализа отходоемкости альтернативных технологических  решений (ПК-6).

1 анализ рынка порошков ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Порошковой металлургией называют область техники, охватывающую совокупность методов изготовления порошков металлов и металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента.

Получают металлические порошки в результате измельчения металлов, восстановления окислов, распыления металла в жидком состоянии, электрического осаждения, нагревания и разложения карбонилов. Механическим путем порошки производятся в различных мельницах, чаще всего молотковых или шаровых.

Порошки как товарная продукция из цветных металлов обладают уникальными химико-металлургическими свойствами, что позволяет использовать их в различных областях. Прежде всего, они являются основой шихты для порошковой металлургии при получении ряда металлов, изделий и композиционных материалов.

Порошковая металлургия является наиболее экономичным методом изготовления изделий, она характеризуется низким уровнем отходов по сравнению с традиционными технологиями (литьем, механической обработкой, холодной и горячей обработкой давлением), минимальным количеством операций для получения изделий с размерами, близкими к окончательным. Другая особенность порошковой металлургии – возможность производства материалов и изделия, которые невозможно получить традиционными металлургическими методами (тугоплавкие материалы и твердые сплавы, композиционные многокомпонентные материалы, пористые материалы и изделия из них).

Порошковая металлургия находит широчайшее применение для различных условий работы деталей изделий. Методами порошковой металлургии изготовляют изделия, имеющие специальные свойства: антифрикционные детали узлом трения приборов и машин (втулки, вкладыши, опорные шайбы и т.д.), конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.), фрикционные детали (диски, колодки и др.), инструментальные материалы (резцы, пластины резцов, сверла и др.), электротехнические детали (контакты, магниты, ферриты, электрощетки и др.) для электронной и радиотехнической промышленности, композиционные (жаропрочные и др,) материалы.

Это направление имеет стратегические перспективы с развитием аддитивных технологий. Вместе с тем, порошки ряда цветных металлов нашли широкое применение для защитных, коррозионно- и износостойких покрытий различных изделий ответственного и повседневного назначения. Одновременно продолжается использование порошков в традиционных областях, в лакокрасочной, химической промышленности, металлургии и электротехнике. Высоким потенциалом развития рынков для ряда порошков характеризуется их использование для выпуска паст различного назначения. Следует отметить, что для крупных предприятий цветной металлургии России порошки являются продукцией следующего передела, которые обладает более высокой добавленной стоимостью. Тем не менее, на российском рынке порошков высока доля средних и небольших предприятий, нашедших здесь свою нишу.

Цветная металлургия включает в себя производство цветных, благородных, редких металлов и их сплавов. По объему производства выделяется выплавка алюминия (более 45% годовой выплавки цветных металлов мира), меди (25%), цинка (16%) и свинца (11%). Значительным является производство никеля, олова, магния, кобальта, вольфрама, молибдена, в соответствии с таблицей 1.

Цветную металлургию отличают некоторые особенности, сказывающиеся на размещении.

1. Высокая материалоемкость производства, делающая невыгодным отрыв переработки от мест добычи исходного сырья.

Процентное содержание большинства цветных металлов в рудах невелико (обычно от долей процента до нескольких процентов), что предопределяет «привязку» рудообогатительных предприятий к местам добычи сырья.

2. Высокая энергоемкость производства, делающая эффективным развитие отрасли у источников дешевого топлива и электроэнергии.

Поскольку производство (выплавка) металлов из обогащенного сырья требует больших затрат энергии, стадии обогащения и металлургических переделов в цветной металлургии зачастую оказываются территориально разобщенными.

3. Комплексный характер используемого сырья. Многие руды цветных металлов по своей природе полиметаллические, т. е. содержат несколько металлов, С целью их полного извлечения (использования) в цветной металлургии эффективным является производственное комбинирование.
4. Широкое использование в производстве ресурсов вторичного сырья (в развитых странах из лома выплавляют 25-30% меди и алюминия, до 40-50% свинца). Размещение отраслей цветной металлургии по этой причине во многих случаях ориентировано на ресурсы вторичного сырья (металлолома).

Таблица 1 – Мировой объем добычи цветных металлов

1.1 Алюминиевая промышленность

Ведущей отраслью цветной металлургии (по объему производства и использованию изделий) в современном мировом хозяйстве является алюминиевая промышленность. Среди других отраслей цветной металлургии эта отрасль отличается наибольшей сложностью производства. Первая стадия производства алюминия - добыча сырья (бокситы, нефелины, алуниты) - ориентируется на богатые месторождения. Вторая стадия - производство окиси алюминия (глинозема), - будучи материалоемкой и теплоемкой, тяготеет, как правило, к источникам сырья и топлива. И, наконец, третья стадия - электролиз окиси алюминия - ориентируется на источники дешевой электроэнергии (крупные ГЭС и ТЭС).

Производство металлического алюминия получило преимущественное развитие в странах, располагающих крупными источниками дешевой энергии - большими гидроресурсами и мощными ГЭС (США, Россия, Канада, Бразилия, Норвегия и др.), богатых природным газом (Ирак, Бахрейн, ОАЭ, Нидерланды, Великобритания и др.) или каменным углем (Австралия, Индия, Китай и др.). В некоторых старых, традиционных центрах выплавки алюминия (Франция, Австрия, Венгрия и др.), где энергия дорогая, его производство сильно сократилось и постепенно сходит на нет.

Крупнейшие производители алюминия в мире - Россия, США, Япония, ФРГ, Италия.

Схема получения готовой продукции из сплавов алюминия сложна и включает в себя различные операции, начиная от добычи исходного сырья – бокситов – до процессов получения готового проката. Сами технологические процессы производства алюминиевого проката состоят из последовательных процессов электролиза, плавки и дальнейшей обработки давлением для получения готового изделия. Это делает производство алюминия чрезвычайно энергоемким, что предполагает расположение предприятий, производящих первичный алюминий в местах локализации источников энергии и сырья. Как правило, ведущие мировые производители алюминия обладают достаточными запасами сырья и имеют относительно дешевые источники электроэнергии для организации соответствующих производств.

Известно, что, обладая рядом характеристик, таким как, например, легкость, прочность, доступность, относительная дешевизна, уникальные эксплуатационные свойства, алюминий и его сплавы нашли широкое применения в различных отраслях промышленности, начиная от аэрокосмической и заканчивая медициной.

Основными потребляющими отраслями данного металла являются сектора экономики, связанные с общественным производством: строительство, автомобилестроение, производство товаров народного потребления и т.п.

Нужен файл с работой полностью? Вышли нам несколько своих готовых рефератов или курсовых работ, не выложенных в Интернете (на support@topwork24.ru) и получи файл с этой работой себе на электронную почту бесплатно!