Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1). Понятие заготовки в маш-ии. В совр пр-ве одним из осн напр развития технологии мех-ой обраб явл исп черновых заг с экон-ми конструктивными формами, обеспеч возм прим наиб оптимальных спос их обраб с наиб произв-ю и наим отходами.
Заготовка- это предмет труда из кот путем измен формы, размеров, св-в пов-ти или пов-ого слоя изгот готовую деталь. Проц изг детали может идти по 2м напр: 1)Изгот-е заг-к, приближа-ся по формам и размерам к готовой дет, тогда на заготовительные цехи приходится значит доля трудоемкости и относ-но меньшая доля на механич цеха.
2) наоборот: заг грубая, механич цеха вып основную долю обраб.
Факторы, влияющ на выбор рациональной заг-ки: 1. Материал. Технологич св-ва материала (ковкость, штампуемость, свариваемость, литейные св-ва). 2. Назнач дет в узле, мех-ме и условиях её работы. 3. Конфигурации детали. 4. Тип произв-ва. 5. Влиян сложности тех проц в изгот-и. 6. Произв-ные возм-ти заготовит цехов. Последовательности выбора заготовки: 1. Устанавл, какой тех проц наиб подх для изгот детали, кот в свою очередь опред вид заг. 2. Одновременно необх пров возм комбинирования тех проц (литьё+сварка) 3. Выб метод формообр заг 4. Выб оборуд
2. Основные факторы, определяющие выбор заготовки.
Осн ф: 1)Матл, из кот изгот дет и его св-ва (лит-ые, штампуемость, свариваемость). 2)Назнач дет в узле машины, мех-ме и усл её работы. 3)Конфигурация дет. 4)Тип пр-ва. 5)Влиян сложности ТП по послед мех обраб. 6)Треб точность вып заг и её пов-ти (наклеп, шерох-ть). 7)Произв-ные возм загот-ых цехов. 8)Время, затрач на технологич подгото в целом. 9) Возм быстрой переналадки технологич оснастки.
Детали узлов: 1. зуб колёса, маховики, блоки, ступицы, корпуса и крышки подшип, тройники, рычаги, в сер пр-ве целесообразно изгот литьём в том случае, когда нерац-но явл изгот штамповкой. В мелкосер пр-ве и единич пр-ве целесообразно изгот литьём. Для зуб колёс в крупносер и массовом пр-ве целесообр изгот штамповкой с полед накаткой зуба. 2. гладкие и ступенчатые валы с небольшим перепадом ступеней (до 10мм), стаканы, втулки, кольца, как в ед пр-ве, так и в вер пр-ве, реком изгот из проката (сортового, листового, трубного). 3. балки, кронштейны, плиты, как в ед пр-ве, так и в вер пр-ве, реком изгот из профильного сортового проката. 4. мелкие и средние детали целесообр изгот из пластмасс и методами порошковой мелургии. 5. стальные, полые ступенчатые валы, крупные стальные втулки с фланцами, целесообр изгот горячей штамповкой или из труб 6. диски, жаропрочные титановые сплавы, целесообр изгот горячей штамповкой с послед раскаткой.
3). Технологичность заготовок. ТКИ- представл совок св-в конструкции опред её приспособленность достижению оптимальных затрат при пр-ве, эксплуатац и ремонте, с целью обеспеч заданных показателей кач, объема вып и усл вып работ. Показатели ТКИ делятся на кач и кол-ные: КАЧ ПОКАЗ: оценку осущ на основе практич опыта, на стадии эксплуатац-го проектир-я. КОЛЛИЧ-Е ПОКАЗАТЕЛИ: дают возм объективно и достаточно точно оценить технологичность сравн вар применит к заг это трудоемкость изгот-я, технологич себестоимость и коэфф использования мела.
ТРУДОЕМКОСТЬ ИЗГОТ ЗАГ: представл собой суммарные затраты времени на изгот заг, приближ оценка трудоемкости может проводиться «весовым методом»
, где Т- трудоемкость проектир и типовой заготовки, G- масса проектируемой и типовой заготовки. ТЕХНОЛОГИЧ СЕБЕСТОИМОСТЬ ЗАГ: Выраж стоим мат-ов: , где: М- стоим расх основных мат-ов в рублях, З- зарплата рабочих в рублях на штуку, - затрата на возмещ износа тех оснастки в рублях за штуку, - расх связ с эксплуат и исп оборуд в рублях за штуку.
КОЭФ ИСП МАТЕРИАЛОВ: , где - масса детали, - масса расх мат-ов на получ заг-ки. Максимальный обеспеч более дорогостоящие пр-во. Не обязат может быть получ мини макс , таков будет макс в крупносер пр-ве, наоборот может быть получ при прокате, но не будет достаточной точности и шероховатости, в основном в единичном производстве.
Общие рекомен-ии по повыш технологичн заг-ки: 1)Желательно чтобы очертания заг представл собой сочет наиб простых геом форм. 2)формы и размеры отдельных эл-ов заг должны выбираться из рядов. 3)Точность разм и шерох пов-ей заг должны быть экономич обоснованы. 4)Желат макс исп способы получ заг без дальнейшего снятия стружки. 5)Конструкц дет должна допуск возм её изготя из 2-х и более частей.
4. Методики выбора машиностроительной заготовки.
Общ реком по выб спос получ загк. 1)Корпусные дет закрыттипа, на кот монтир рабочие мех-мы и узлы машины (корпуса двиг, станины, цилиндры, корпуса приспос-ий) необх изгот литьем). 2) Корпусные дет открыт типа, на кот рабочие мех-мы (рамы, корп) в серийном пр-ве изгот литьем, в единичн и мелкосер сварными. 3)Дет узлов машин –зубчатые колеса, блоки, маховики, ступицы, корпуса и крышки подшипн, в серийном пр-ве изг обработкой давлением, в единичном - литьем. - гладкие ступенч валы с необх перепадами диаметров (стаканы, втулки, кольца) необх изготавливать из проката. - стальные полые ступенчатые валы, стальные втулки с фланцами изг из труб. - диски турбин целесообр изгот горячим прессованием с послед горячей раскаткой.
5). Основные литейные материалы.
Чугуны – это сплавы жел с углеродом, массовая доля углерода кот более 2%, в состав чугунов вх кремний, марганец, фосфор и др. Серые чугуны(сч10,15,20,25): СЧ-серый чугун, 10- предел прочн на растяж. Ковкий чугун(КЧ30-6,КЧ33-8): 30-предел прочно на растяжение, 6- наим относит удлин %, облад хорош пластич св-ми в холодном сост.
Высокопрочные чугуны(ВЧ35,40): 35-предел прочности, графит им шаровидную форму, что повыш прочность. Антифрикционные чугуны(АЧС-1АЧВ-2,АЧК-2) Они раб при услови контакта трения, износоустойч им небольш кол-во добавок хрома, меди титана, могут быть ковкими, серыми, высокопрочными. Легир-ые чугуны (ЧХ1,ЧХ16М2,ЧХ28г): содер больш кол-во легирующих эл-ов: Х- Хромистые, Г- марганцевые, Ю- аммнонивые, С- кремнистые, Н- никелевые, Ш- шаровидные…
Стали –сплавы железа с углер с массовой долей углерода менее 2% Легир-ые стали (15л,20л,30л,45л)- им хорошие литейные св-ва. Конструкционно-легир-ные стали (15ГЛ,30ХНМЛ) цифра после буквы обознач содерж легир эл-ов, если цифра не стоит , то его содерж не больше 2%. Медные сплавы. Латуни - это сплавы меди с цинком. Бронзы- сплавы меди с оловом (БрС30,БР016С5) Алюмин сп- это сплав ал с медью, марганцем , кремнием и др. Магниевые сплавы(МЛ5,МЛ12)- литейные (присутств ал) облад выс удельной прочн-ю, хорошо обраб рез, способны гасить вибрации, плавка только в вакууме, склонны к образ-нию горячих трещин. Титановые сплавы (ВТ5Л,ВТ6Л)- выс удельная прочность, выс жидкотекучесть пониж свариваемость , химически активны, сварка в вакууме.
6). Литейные св-ва сплавов. 1)Жидкотекучесть – это спос-ть сплава в жидком сост заполнять литейную форму и воспроизв размеры и формы литейной формы и стержней. Она увелич с увелич темп перегрева сплава. Углерод и фосфор улуч жидкотекучесть. 2)Усадка - общее уменьшобъема и разм отливок при охлажд и затвердевании. Для предотвращ устанавл прибыли, для доп подачи мела при его затвердевании.3) Внутренние литейные напряж- при охлажд и затверд ме отливки в следств усадки возник внутр усадочные напряж если , то возник деформация. Если то происх разрыв- образование трещины. Предотвратить это можно увелич жидкотекучести и медленным охлажд сплава в области выс температур.
4)ЛИКВАЦИЯ - это неоднородность сплава по хим сост, как в отдельных частях отливки, так и в кристаллоидах стали ликвидир углерод, фосфор, сера, образуя неоднородность сплава. Предотвращ хорошим перемеш-м сплава при заливке.
5)Поглощение газов - Ме и сплавы при плавке спос поглощ газы (водород, метан) из ржавчины, влаги, топлива и изм кач сплава. Пониж поглощение газов может быть достаточно пропусканием через сплав др газов, не поглощ этими сплавами, но убирающ растворенные газы, или прим плавки в вакуумных печах.
Требования предъявляемые к литейным сплавам: 1)Они должны по возм хорошо заполнять лит форму т.е. иметь выс Жидкотекучесть. 2)Они должны иметь низк темп плавл 3)Они должны облад незначит усадкой при охлажд. 4)Они должны облад незначит спос поглощь газы. 5)Они должны обладать хорошей стр-рой. 6) Они должны облад незначит спос ликвации, кот в нек местах сплав. 7)Они должны иметь наим стоимость. 8)Они должны легко обраб рез, иметь достаточно хорошую свариваемость.
7-8). Литьё в песчано-глинистые ф: сущ технологиче проц, техе возм, обл прим и
1,2 – рёбра; 3 – модель; 4 – стержень; 5 – форма;6 – стояк; На долю этого спос прих до 70% отливок материалов – для изг литейных форм служат формировочные смеси из песка и глины. С добавл добавок: 1)отходы целлюлозно-бум пром-ти не дают осыпаться 2)каменноугольные пыли не дают пригорать смеси .3)отходы мазута не дают пригорать смеси для цветных. Технологический процесс: 1)Пригот формовочной смеси:-сушка песка и глины в печах -размалывание глины на мельницах и бегунах до мелкодисперсного сост -перемеш смеси -вылеживание смеси -подача на формовку
2) Формовка (обеспеч получ литейной формы) Для её обеспеч необх: опоки, литейные модели и стрежни. Литейная модель - копия очертаний отливаемой дет с учетом припуска на механическую обраб. Материалом для изг литейных форм служит дерево (орех, бук, береза, липа, сосна, ель). Часто модель склеивают из отдельных кусочков с различным направлением волокон (для большей прочности) Иногда изготавливают из чугуна, латуни. Для получ полостей и отверстий изгот стрежни. Опоки - это ящики, им только стенки (РИС) 3) Заливка- способ подвода расплава в форме завис от конфиг, толщины стенок и ме. При заливке чугуна ме подводится к тонким стенкам , чтобы обеспеч равномерное охлажд. При заливке стали ме подводится к утолщенным эл-м, т.е. характерна большая усадка. Также прим дождевая литниковая сист, сифонная литниковая сист.4) После заливки выдержка до затвердевания5) Выбивка6)Очистка осущот стрежней. Прим гидроочистка во вращ-ся барабана; электрогидравлич ударом, электрохим. 7)Литники и прибыли отрезаются пилами 8)Контроль: внешние дефекты, замеры, хим сост, электрохим или электрографич спос; внутр дефекты. В последнее время прим машинная формовка, что повыш точность отливки. Нормы литья регламентированы ГОСТ. Классы точности отливок: -размерной до 100 кг 7-13 классы (7 для маленьких отливок в массовом пр-ве; 13 для крупногабаритных отливок в единичном пр-ве) -допуски 9-14 квалитеты-шероховатость 0,2 -40 мкм-припуски 2.5 – 10 мкм на сторону (+):- вып для различных условий пр-ва -слож конфиг -различные масса и габариты (-): -выс трудоемкость –длительность -низк произв-ть при ручной формовке - низк кач -выс припуски -отриц воздействие на окружающую среду.
9. Литьё в оболочковые формы: сущность технологич процесса…..
Тк прочность литейной формы в песчано-глинистые формы невысока, это треб больш кол-во формовочной смеси (на 1 т литья используется 4-12 т смеси). Появилась возможность заменить песчано-глинистую форму оболочковой. Материалы: -кварц песок -термореактивная смола. Предел прочности такой смеси повыш в 15-20 раз, и составляет 5 Мпа. Процесс литья: нач с того что на подмодельный щиток устан модель (они мелические) они нагреваются до 200-300 град, смазываются разграничительной смазкой и выдерживаются 10-30 сек. Засып формовочная смесь, смола нагрев-я и связ песчинки, образуя оболочу 6-15 мм. После удалсмеси оболочка вместе с модельной плитой помещ в печь, где при 600-700 выдерж 3 мин, при этом смола измен переходя в твердое сост. После этого оболочка выталкивается. Если форма сост из 2-х , то их склеивают. При необх устан стержень и произв-ся заливка ме. После охлажд отливки оболочка спокойной разруша, т.к. часть смолы выгорает. Смесь регенерируется т.е. огнеустойчивый наполнитель может быть исп еще раз. Особенности: -Оболочковые формы можно изг по горячей мелической оснастке.
-песчано-смолевые смеси облад выс сыпучестью, т.е. повыш точность размеров
-эффективность способа, припуски сниж в 2 раза. -уменьш объем механич обраб
-Уменьш объем формовочной смеси. -устраняются трудоёмкие операции выбивки.
Недостатки: -раб на горячей оснастке -утрата точности лит-ой формы при изг тяж заг.
10. Литьё по выплавляемым моделям: сущность тех проц, тех-ие возм, обл прим и
Сущ-ть метода заключ в испонеразъемной разовой модели. При этом перед заливкой расплава, модель удаляется их формы вплавлением, выжиманием, растворением.
Технологич процесс: Модель или звено мод изг в пресс-форме, раб плоскость кот имеет конфигурацию отливки с припуском, на механич обраб модель изг из мат-ов, им невыс темп плавл (воск, парафин), выс спос-ть растворяться (карбонит), способность выгорать без образования остатков. Собирают в блоки, им модели литниковой сист и прибыли. Далее блок молей с жидкой формовочной смесью (суспензией) для оболочковых форм на пов-ти образ слой менее 1 мм, оболочку наращ опылением в 3-10 слоёв, каждый слой просушивается на воздухе, либо в аммиаке. После этого модельный состав выплавляется при 100 град , доп прокаливают. После охлажд и затвердевания керамич форма разруш. Процесс обеспеч гладкую чистую пов-ть (8-11 квалитет) припуски от 1.4 мм. Из-за улучш формы можно получить отливки 0,8-2 мм.
(+):- возм получ отливок любых сплавов, любой конфиг, тонкостенных. -возм созд слож конструкций, объед несколько дет -возможность организации как в единичном так и в массовом пр-ве -уменьш расходов формовочных мат-ов -уменьш вредных воздействий. (-):-Трудоемкость и длительность.-Большое кол-во факторов, оказ-их влиян на кач отливки -большая номенклатура материалов для получ формы Повышенный расход мела на литники.
11. Литьё в мелич формы (кокиль): сущность тех проц, тех возм, обл п и о.
Кокиль - это мелич литейная форма, зап-ая расплавом; исп многократно. Сост из 2-х полуформ ,плиты и вставок. Полуформы взаимно центрируются штырями и их соед замками. Парам кокиля превыш величину отливки на величину усадки сплава. Стрежни извлек из отливки после её затвердевания и охлажд. Расплав заливают через литниковую сист, а питание осущ через прибыли. Удаление газов осущ через стенки кокиля. Конструкция кокиля может быть слож (неразъемные, с гориз-ным, вертик и несколькими плоскими разъемами) Технологический процесс:1)Подгот кокиля к раб: пов-ть разъема тщательно очищ; проверяется легкость перемещ частей, точность центрования; на плоскость кокиля наносится слой огнеупорного покрытия и краска; кокиля нагревается до рабочей темп (473-623) 2)Заливка расплава
Особенности взаимодействия кокиля с мелом отливки: Мелич кокиль обладт большей теплопроводностью, теплоемкость, почти 0 газопроницаемостью.1)Процесс охлажд материала отливки идет более интенсивно (получ более мелкозернистая и плотная структура) 2)Гидротекучесть мате-ла уменьш, т.е. наполняемость формы хуже (не получают более тонкостенные отливки) 3) Кокиль практически неподатлив , поэтому возможно обеспеч более выс точности (12-15 квалитет) но в тоже время это способств образ-ю значит внутренних напряж (трещины, корабление) 4) внутренняя пов-ть кокиля покрывается облицовочной смесью, поэтому шерох пове-ти низкая (8-10 мкм) Преимущества: -повыш произв-ти труда (в 2-3 раза). -сниж расходов на капитальные вложения (увелич съема отливок 1).-повыш кач отливок.-улучш саниатрано -гигиенических условий.-возможность полной автоматизации и механизации. Недостатки:-выс стоим кокиля, сложн его изгот. –образ-ие внутр напряж -сложн получ отливок сложной конфигурации. Прим в серийном и массовом пр-ве.
12. Центробежное литьё: сущность технологич проц, тех возм, обл прим и о.
Это способ изгя отливок, при кот залитый в форму ме подверг возд центровых сил. Прим вращ лит формы, т.е. отливки, только тела вращ. По материалу лит формы, огранич нет. Поскольку форма вращ, то исп приводы (чаще всего электрической) такие машины наз центробежными; с горизонтальной и вертикальной осью вращ.
В маш с горизонтальной осью в основном получают трубы, с вертикальной осью невыс отливки (диаметр намного больше высоты)
А)ковки Б)форма со шпинделем ЭД.Расплав (3) под действием центр. сил отбрас к стенкам лит форм и затвердевает. Дает 100% водного выхода. Усл формирования отливки, обусл материалом отливки. Число оборотов 1500 со стороны наружной пов-ти припуски могут быть меньше, а со стороны внутренней больше.
(+):-отливки облад большой плотностью в следствии малого наличия пустот -меньший расход ме из-за отсутствия литниковой сист -исключ затрат на изгот стрежней -Исключ влияния жидкотекучести на заполняемость литейной формы –возм изгот отливок из двух различ сплавов: армированные, наварка расплава, последов-ая зал-ка различ спл.
(-): неточность диам со стор своб повер-и (разностенность по выосте) При армировании в литейную форму вначале устан арматура, кот залив сплавом др сост, что понижт износ. При наварке сначала устан меличвтулка, затем заливается сплав. При последов-ой заливке сначала залив один мела, потом когда он затвердевает, остается только не на внутренних пов-тях, заливается др ме. Мин припуски на отливки устан для серого чугуна, далее припуски увеличся.
13.Литье под давлением. Расплавленный ме залив в камеру спец. машины, а затем под давл перемещ в этой камере. Через литниковые каналы заполняет с выс скоростью полость формы, затвердевает под избыт давл образуя отливку, после раскрытия литейной формы отливку вынимают. Особенности: Соскальзыв ме. формы и избыточное давл на жидкий ме позв получ отливки выс кач, точности и низкой шерох. Схема раб машины с вертикальной холодной камерой прессования: Расплав подается в камеру прессования (2) и поршнем (1) в пресс форму состиз подвижной половины (7) и из подвиж (6), остаток ме выталкив-я камеры (2) поршнем (3) с пружиной (4). Готовая отливка (8) вместе с литниками извлек из подвиж половины (7) пресс формы.
Высокая пластическая энергия движ. ме позв получ и хорошую частоту пов-ти. Исп лит формы так же действие давления при затвердевании отливки способств получ 7-9 квалитета точности. Получают отливки из Al, Cu, Zn-сплавов. Масса отливок при литье под давл завис от мощности машины и фактически может сост от неск грамм до кг.
Прочность на 10-15% увелич отливок, получ литьем в землю.
Стр-ра ухудш, т.к. в процессе заполн формы воздух и газы образ от сгорания смазки образуют газавоздушную пористость. «+» 1. Получ отливок с малой толщиной стенки менее 1 мм и развитой пов-ти большой площади; 2. Повыш кач 3. Полное исключ трудоемких операций изгот, сборки и выбивки форм, т.к. ме пресс форма исп многокр, проц извлеч осущ машиной. Сам тех проц многооперац-ный; 4. Значит улучш санитарно-гигиенических усл труда. «-» 1. Ограничения отливок по габаритам и массе; 2. Выс стоим пресс формы; 3. Трудоемкость изгот, огранич стойкость пресс формы, особенно при литье черных ме; 4. Газовые усадки и пористость;
5. Не податливость лит формы приводит к возникн остаточных напряж.
14.Электрошлаковое литье.
Процесс плавления и зам-вания проходит одновременно.
В начале проце водоохлаждаемый медный кристаллизатор 6 залив предварит. расплавл шлак 4. Электрич ток подвод к переплавляемым электродам 7 и затравке 1, нах в нижней части кристализ. Шлаковая ванна облад малой электропроводностью, поэтому при прохожд через нее эл .тока выдел больш кол-во теплоты. Шлаковая ванна нагрев до темп 1973 С благодаря чему через погруженные в нее концы электродов оплавляются. Капли расплавленного ме прох через ванну, собираются в зоне кристаллизации, образуя над слоем шлака мелич ванну расплава 3 , кот непрерывно пополн в верхней части расплавом от плавящ-я электродов и последов затверд. в ниж части кристаллизатора.
При получ отливки 2, электроды 7 по мере их плавления подним вверх. Для образ в отливки внутренней полости устан мелич стержень 5, кот подним вверх. Сущность процесса заключ в том, что плавка по времени и месту совмещ заполн литейной формы. Отливка постепенно направл к литейной форме. Литейная форма выполняет 2 функции, служит для формирования отливки. Исп для получ фасонных отливок из спец-х сталей и сплавов и отливки ответственного назнач, к кот предъявляются выс треб технологич св-в и кач. Отливки типа цилиндров, трубы круглого и овального сечения, корпуса задвижек, тепловых и атомных ЭС. Сосуды сверхвысокого давления, шатуны и др.
15.Непрерывное литье Жидкий ме равномерно и непрерывно в охлаждаемую форму кристаллизатор (2) с 1конца и в виде затвердевшего прутка вытягт спец. мех-мом с др конца вследствии чего созд усл для непрерывного затверд отливки. Отливки плотные без усадочных раковин с выс мех. св-ми. Поддон (4) с затравкой (5) устан в ниж части кристаллизатора. Подается из ковша (1) в литейную полость (6). Толщина 10-16 мм. Скорость 0,75-1 м/мин. В процессе литья - непрерывное извлеч трубы из кристаллизатора что обеспеч выс прочность. Кач отливок соотв литью в мелические формы. Трубы Ф до 0,8 м и до l = 10м. «+»1. Получ отливок различного поперечного сечения неограниченной длины, увелич выхода годного, меньше расходов на изгот литейных форм. 2. Автоматизация проц разливки ме, полное исключ трудоемкости операций. Санитарные нормы. «-» Увелич интенсивность охлажд расплава, что приводит к внутренним напряжм.
16.Литье выжиманием Сущность в том, что для улучш заполняемости лит формы и повыш кач отливки, процесс осущ таким образом, что геом. размеры и форма отливки измен по мере заполнения литейной формы расплавом. Это позв уменьшать потери теплоты расплавом и наилучшим образом осущ заполнение лит формы для получения тонкостенных и крупногабаритных отливок.
Процесс может осущ 2я способами: 1. Поворотом половины лит формы относит неподвижной оси.
2. Плоскопараллельным перемещ 1 из 2х полуформ
После подгот и сборки формы осущ заливку расплавав нижнюю часть мео-приемника литейной установки 1 этап, затем эту форму поворач 2 этап и раслав поднимается в установке, заполняя полость между полуформами и боковыми стенками, закр установку с торцов. В наст. момент сближ. полуформ конфигурация объема расплава такова, что потери теплоты их в форме мин. В момент же окончания сближения полуформ этап 3 расстояние между ними соотв толщине стенки отливки, а излишки ме сливаются в приемный тигель. После затвердевания отливки подвижная полуформа возвращ в исх сост, а отливка извлек из установки, т.о. получ отливки с малой толщиной стенки до 2 мм и значительной площадью. Отливки имеют хорошую стр-ру, мех-кие св-ва. Благодаря тому что формировании отливки проц одновременно с заполнением лит. форм и заканч в мом ее заполнения. Проц имеет малую трудоемкость. Позв произв замену клепанных и сварных изделий.
17. Штамповка жидкого мела Штамповка жидкого ме явл одним из прогрессивных технологических проц, позвол получ плотные заг-ки с уменьш пропусками на механическую обраб, с выс физико-механич и эксплуатационными св-ми. Технологический проц штамповки жидкого ме объед в себе проц литья и горячей объемной штамповки. Процесс заключ в том, что расплав, залитый в матрицу пресс-формы, уплотняют пуансоном, закрепленным на ползуне гидравлического пресса, до окончания затвердевания. Сопряж пуансона и матрицы образ закр фасонную полость. Наружные контуры заг получ разъемной формой, если деталь имеет наружные выступы, или неразъемной формой – при отсутствии выступов. Внутренние полости образ-ся внедрением пуансона в жидкий ме.
После извлеч из пресс-формы заг подвергают различным видам обраб или исп без последующей обраб. Под действ выс давл и быстрого охлажд газы, растворенные в расплаве, остаются в твердом растворе. Все усадочные пустоты запне затвердевшим расплавом, в рез чего заг получ плотными, с мелкокристаллическим строением, что позв изгот детали, раб под гидравлическим давлением. Этим способом можно получ сложные заг с различными фасонными приливами на наружной пов-ти, значительно вых за пределы основных габаритных размеров дет. В заг могут быть получ отверстия, располож не только вдоль движ пуансона, но и в перпендикулярном направлении.
Возможно, запрессовывать в заг мелич и неме арматуру. Проц исп для получ фасонных заготовок из чистых ме и сплавов на основе mg, al, меди, цинка, и черных ме.
18.Проектирование литых заготовок. требования, предъявляемые к конструкци.
Необх вып след. треб: 1) Отливки по возмож должны иметь простое внешнее очертание с мин числом ребер, выступов и внутр полостей.2) Конструкция отливки должна обеспеч выс ур ее служебных хар-к, прочность, жесткость, герметичность.3) Конструкция отливки должна учит взаимод ее с литейной формой.4) Конструкция отливки должна быть достаточно технологичной с т зрения выбранного литья.
5) Базовые пов-и отливки должны иметь располож, удобное для обраб рез.6) Конструкция отливки при данных усл должны предусм min расход материалов.7) Отливка должна быть компактной, изд крупные нужно разделить на несколько частей. Разработка чертежа отливки. Исходные данные:1.Чертеж детали 2.Сведения о программе выпуска 3.Материал 4.Назнач дет в узле. Вначале при разработке отливки, прежде всего, следует оценить ее технологичность. Внимательно изуч конструкцию дет и по возможности упругость. Необх оценить возм получ внутр пов-тей, отверстий, помня, что кол-во стержней сущ-но повыш трудоемкость изг и сборки формы. Увелич вероятность получ брака. Обеспечение удобства формовки отливокРазработка технологического процесса изготовления отливок начинается с рассмотрения возможных вариантов расположения ее в литейной форме.1.Выбор пов-ти разъединения.
Поверхность, по которой при сборке формы соединяются ее части нижняя и верхняя, наз поверхностью разъема.а) Конструкция отливки должна допускать возможность расположения ее в одной полуформе или иметь лишь один небольшой разъем (в мелические формы).б) Если деталь располагается в обеих частях формы, то поверхность разъема должна совпадать с поверхностью разъема модели.Для определения возможности свободного удаления моделей из формы используют метод теней. При просвете ванны отливки параллельными лучами, по всем сечениям нигде не возникает затемненных участков.в) Внутренние пов-ти отливки должны иметь достаточное кол-во окон или отверстий, размеры и расположения которых должно обеспечивать правильное и устойчивое расположение частей в литейной форме. Обеспеч кач-ва отливокКачество слоев отливки в различных частях формы будет не одинаковым при заполнении литейной формы жидким мелом, расплавом, возможны загрязнения самого мела собираются и поднимаются вверх. Растворенные в меле газы поднимаются в верхние части отливки, так же создаются осадочные раковины. Наилучшее качество отливки формируется в нижней части литейной формы.
Назнач толщины стенок отливок Назнач мин толщины стенки. Если толщина стенок завышена, то это может привести к появл осадочных раковин, пористости и т.д. В конечном итоге уменьш прочность стенок и увелич расход ме. Если толщина стенок занижена, то в этом случае технологичной сложно получ отливку: незаконченные мелич формы, пустоты, трещины. Мин толщина может быть выбрана из завис от габаритов детали: N=(2*l+b+h)/3. Для отливок, получ литьем в песчаные формы, сущ спец графики, по кот выб эта толщина. Если N>8, то толщину стенки для стальных и чугунных отливок прин не меньше 40-30 мм?. N<0,1 для ал сплавов мин толщина стенки 2мм, медь, олово - 2.5 мм. -4 мм. Если получе мин толщина стенки окажется > указанной на чертеже, то необх произвести корректиров по согласованию с конструктором. Назнач напусков на отливки. Напуском наз технологич участок отливки, где отверстия, впадины полости, способами литья получить затруднительно или невозможно.
19.Правило выбора баз и простановка размеров
База - повть, сочетание пов-ей, ось, точка = заготовки. Исп для базирования при механической обра. Базы: чистовая, черновая мех.обработка.При выборе баз черновой обраб необх учит след рекомендации:1. Размеры черновой базы по возм-ти должны быть мин, в этом случае ее коробления и отклонения будут мин.2. Лучше всего, если базовые пов-ти распв нижней части литейной формы и образ-ся в ней за счет отпечатка модели и не стержней.3. В кач базовых пов-тей не желательно прим пов-ти совпад с разъемом мелич формы или пересек его.4. Черновые технологические базы должны обеспеч устойчивое полож отливки в приспособлении для механической обраб.
Основные правила расстановки размеров литых деталей.
1. Необраб пове-ти необх привязывать к черновой литейной базе непосредственно или с помощью уравнений размеров.
Г-необрабатываемый, привязан с пом В
2. Исходную чистовую базу следует привяз к черновой базе А. 3. Все остальные размеры механической обраб пов-тей должны быть привяз к базе механич обр Б.
20.Оформление чертежа литой заготовки Чертежи оформляются в соотв с правилами УСКД. Чугунные отливки должны содерж все необх данные для изг, контроля и приемки. Исходный документ - чертеж детали. В начале - тонкими линиями чертеж детали, затем на все обраб пов-ти наз-ся припуски, напуски. После опред полож отливки в литейной форме и линии разъема формы устан литейные уклоны и назнач радиусы скруглений. С учетом размеров и положения стержней опред конструкция и размеры внутренних пов-тей, отверстий, после чего устан сист простановки размеров.
Назнач технических условий 1.Указывают вид термообр, установленные пределы твердости, методы и место замер пов-ти. 2. Указ-ся класс точности размеров, масс, степ коробления и ряд припусков на мех-кую.Для разных размеров 1 и той же отливки допускается прим разных классов точности.3.Неуказанные на чертеже радиусы закруглений и формовочные уклоны 4. Допускаемые смещения опок. 5. Сведения о материале с указанием ГОСТа 6. Сведения о виде, кол-ве и местах располож допускаемых литейных дефектов (пористость, раковины, трещины).
21. Технологические возможности обраб ме давлением На предприятиях машинострй и мелургич пром-ти прим различные методы обраб ме давлением. Так, напр, на машиностр предпр широко прим своб ковка, объемная и листовая штамповка, на мелургических заводах — прокатка, волочение и прессование. Свободная ковка осущ на молотах, либо прессах. Разнообразие форм поковок, получ в рез своб ковки, достигается исп одного и того же универсального инстр — бойков, прошивней, раскаток и других. В процсвободной ковки под действием усилия развиваемого молотом или прессом, происх осаживание ме по высоте с увелич его размеров в длину и ширину. Т.о, форма изделия образуется за счет обжатия заготовки и неодинаковой деформации в различных напр. Объемная штамповка явл разновидностью ковки и представл собой технологический проц, при кот штампованная поковка получ путем принудительного заполнения ме полости штампа. Деформация ме при объемной штамповке осущ посредством спец инстр — штампа, раб полость кот представляет собой оттиск формы изделия, кот необх получить. Поэтому форма и размеры полости штампа должны соотв виду требуемого изделия. Прим методы точной объемной, преимущественно холодной штамповки, можно получ детали машин, кот не требуют вып последующей мех обраб рез. Прокатка явл одним из распр-ых методов обраб ме давлением. В нач прокатывали олово для изгот посуды, золото и серебро для чеканки монет, свинцовые листы для труб. В настоящее время методы прокатки ме получили широкое практическое прим в пр-ве различных видов изделий. В завис от расположения валков и их относительного движения методы прокатки бывают: продольная, поперечная и винтовая. Все проц обраб ме давлением основаны на способности мелич материалов в твердом сост изменять форму и размеры под действием приложенных внешних сил, т.е. пластически деформироваться. Несмотря на большое многообразие процессов обраб давл, их можно объед в 2 основные группы — проц мелургического и машиностр пр-ва. К первой группе относятся: прокатка, прессование и волочение, т. е. процессы, в основе кот лежит принцип непрерывности технологического процесса. Продукцию мелургического пр-ва (листы, полосы, ленты, периодический и профильный прокат, трубы, профили, проволоку и т.п.) исп как заготовку в кузнечно-штамповочных и механических цехах и как готовую продукцию для созд различного рода конструкций. Во вторую группу входят такие проц, как ковка, объемная штамповка (горячая и холодная), листовая штамповка. Эти проц обеспеч получ заготовок изделий (деталей) и готовых деталей, не требующих последующей мех обраб .Обраб давлением могут подверг те ме и сплавы, кот обладают необх запасом пластичности, обеспеч деформирование без нарушения сплошности материала, т.е. без его разруш. Пластичность не явл неизменным, наперед заданным св-ом материала - на нее оказывает влияние ряд факторов: хим состав материала, темп и скорость деформации, форма очага деформации и т.п. Создавая соотв условия деформирования, можно получ треб технологическую пластичность. В завис от темп и скорости деформации различ холодную и горячую деформации. Холодная деф происх при таких температурно-скоростных усл, когда в материале протек только один проц — упрочнение (или наклеп) ме. Горячая деформация осущ при таких температурно-скоростных условиях обраб, когда в материале протекают одновременно два процесса: наклеп и рекристаллизация (упрочнение и разупрочнение), причем скорость разупрочнения равна или выше скорости упрочнения. При горячей деформации улучш все механические св-ва материала: и прочностные, и пластические, особенно повыш ударная вязкость. После горячей деформации, как правило, микроструктура, мелкозернистая, макроструктура волокнистая. Образование волокнистой макростр-ры при горячей деформации — полезное явление, особенно при изготовлении ответственных деталей (турбинных дисков, валов, роторов и т.п.).
22. Основные методы получения заготовок пластическим деформированием
Поверхностным пластическим деформированием (ППД) наз обраб заготовок давлением, при кот пластически деформируется только поверхностный слой мат-ла.
Обработка методами ППД осущ на мелорежущих станках спец инстр. Эти методы обраб заготовки заключ в пластическом деформировании их мат-ла без образ стружки.
два вида ППД. — Объемное пластич деформирование (ОПД), кот исп для образования новых эл заготовки: рифлений, резьб, шлицев, зубчатых пов-ей и т. д.— Пов-ное пластич деформирование (ППД) — отделка пов-тей путем сглаживания неровностей и упрочнения пов-ого слоя заготовки: обкатывание роликами и шариками, алмазное выглаживание, дорнование и калибрование отверстий шариком, обраб мелическими щетками, обдувка дробью, чеканка и т. д. Методы ППД производительны и обеспеч выс кач пов-ти (повыш твердость, остаточные напряж сжатия, низкую шероховатость пов-ти) и необх точность. Обычно ППД производится на универсальном оборудовании и легко автоматизируется. Ей предшествует чистовая обраб (чистовое точение и растачивание, развертывание и др.). К этим методам относятся: осадка, обжатие, раздача, вдавливание, вытяжка, растяжка, правка, накатка. Восстановление размеров деталей производят перемещ части ме с нерабочих ее участков к изношенным пов-тям. Необх изгот спец приспос и штампов делает большинство спос этого вида ремонта экономически оправданным только при восстановлении многих однотипных деталей. Осадка прим для увелич наружного диаметра сплошных деталей или для уменьш внутреннего и увеличения наружного диаметров полых деталей за счет уменьш их высоты. Этим способом восстанавливают различные втулки при износе по внутреннему или наружному диаметру, цапфы валов и осей, зубья зубчатых колес и другие детали. Обжатие прим для уменьш внутреннего диаметра полых деталей за счет уменьш наружного. Этим способом восстанавливают втулки из цв ме, проушины рычагов с гладкими или шлицевыми отверстиями, корпуса гидронасосов, сепараторы роликовых подшипников и др. После обжатия деталь наращивают по наружному диаметру, а по внутреннему диаметру развертывают до требуемого размера. Раздача прим для увелич наружного диаметра за счет увеличения внутреннего. Этим, способом восстан пальцы, втулки, пустотелые валы и прочие тела вращения. Раздачу чаще проводят в холодном состоянии деталей, закаленные детали предварит подвергают отпуску или отжигу. Вместо пуансона иногда исп стальные шарики нужного диаметра. После обжатия деталь по наружному диаметру, как правило, подвергают механической обработке. Вдавливание прим для увелич размеров изношенных частей детали посредством перераспределения мела с ее нерабочих поверхностей. Этим способом восстанавливают изнош боковые пов-ти шлицев, зубьев шестерен, шаровых пальцев и др. Закаленные детали предварит подвергают отпуску. После вдавливания следует механическая обработка восстанавливаемых поверхностей детали, термообработка и шлифование. Вытяжка прим для увеличения длины деталей (рычаги, тяги, штанги, стержни и др.) за счет местного сужения их поперечного сечения на небольшом участке путем приложения силы, перпендикулярной направле удлинения. Вытяжку вып в горячем сост детали с местным нагревом до 800—850 °С. Растяжка, как и вытяжка, служит для увеличения длины детали, но направление удлинения совпадает с направлением действующей силы. Правка для устранения изгиба, скручивания и коробления деталей. Этим способом восстанавливают валы, ходовые винты, оси, шатуны, тяги, кронштейны, балки, рамы и корпуса. Правку вып с исп прессов, домкратов, скоб, специальных прис, кувалд и молотков. В завис от степени деформации и размеров детали правку производят в холодном состоянии детали или с предварительным ее нагревом. Накатка прим для восстановления неподвижных посадок на шейках валов. Деталь, закрепленную в центрах токарного станка, обкатывают роликом с насечкой из стали У12А или ШХ15 с углом заострения 60—70° и твердостью HRC 55—58, закрепленным в суппорте. Этим способом диаметр детали может быть увелич до 0,4 мм. При твердости детали HRC<30 накатку произв в холодном сост при обильном охлаждении машинным маслом. После накатки деталь шлифуют или накатывают гладким роликом до получ треб размера.
23.Основные кузнечные операции
Осадка, высадка, протяжка, прошивка, раскатка и д.р. Осадка – операция ковки, связанная с увелич попер. Сечения исходной заготовки и уменьшением ее высоты
Коэф-т укова Высадка – операция, к–ая осущ-ся путем осадки, но производимая на некоторой части заг-ки. Протяжка – оп ковки, связ с уменьш поперечного сечения заг-ки и увелич ее длины. Прошивка- получ отверстий в поковке (чаще круглой формы) Раскатка на оправке – кузнечная операция, связ с увелич наруж и внутр ДИАМЕТРА кольцевой заг и уменьш толщины её стенки.
Оборудование для ковки. Ковка вып на ковочных молотах. Устр-во молота основано на принципе ударного действия, энергия удара молота опред-ся массой падающих частей и V их падения к моменту удара о заг-ку. По прим типу молоты: -паровоздушные (1);-пневматические (2);-механические.(1) могут работать на паре или сжатом воздухе. Теплота пара и энергия сжатого воздуха в молоте превращ-ся в работу движ-ия падающих частей. Они делятся на: простого действия (а), двойного действия
(а) энергонаситель исп только для подъема падающих частей (б) энергия исп и для давления на поршень молота сверху во время его рабочего хода(2) энергоноситель-воздух. Масса падающих частей до 75 кг(простого действия), до 1000 кг.(2-го действия)Исп ковочные прессы- оборуд безударного действия (для получения крупногабаритных паковок) они могут быть парагидравлические и гидравлические.
Усилия от 5 до 150мН Дефекты ковки. Могут возникать на различных стадиях тех. проц. при нагреве паковки в проц формоизменения в процессе охлаждения 4. в проц не правильной термообраб(1) обусловлены наруш режима нагрева материала) Недогрев – нагрев до t ↓ t ковки или недостаточная выдержка при ковочной t. В заг возник пов-ные или внутр трещины(недостаток пластичности)б) Перегрев дефектов возник при нагреве заг- ки при t ↑ допустимой для данной марки стали или при длительной выдеожке. Результат черезвычайный рост зерна и сниж прочности) Пережог- процесс окисления или оплавления по границе зерен мела в следствии длительного окисленного нагрева при высокой t. Мел теряет прочность и пластичность, что прив к разруш. Характерен крупнозернистый излом. Признак: обильное выделение рассыпающихся искр, образование надрывов с изгибистым очертанием .г) Обезуглероживание- выгорание с пов-ти.
24. Исходные материалы для кузнечного производства заготовок
Для проц ковки исходными материалами явл слитки, масса кот может сост от неск килограммов до 250...350 т, и прокатные заготовки. Для горячей штамповки исп кованую, прокатанную, прессованную заготовки и заг, получ волочением, а также жидкий ме. При листовой штамповке исходный материал — это горяче- и холоднокатаные листы и ленты из различных сталей, сплавов на основе ал, меди, никеля, титана, благородных ме и другие материалы. Подготовка исходного материала (слиток, прутковый или листовой мел) к ковке и штамповке включ такие операции, как сортировка, разрезка на мерные длины, удаление пов-ных дефектов, термическая обраб, если это необх, и др. Если деформирование вып в горячем сост, возникает необх нагрева мела. Разнообразие сущ-их технологических операций в ковочно-штамповочном пр-ве треб соблюдения при выборе технологического проц следующих основных положений: принятый технологический процесс должен обеспеч пр-во изделий с определенными; точностью их геом формы и размеров, механическими св-ми, стр-ой и отсутствием пов-ных и внутренних дефектов. При проектировании технологического проц предусматривается периодический контроль кач изделий, кот должен не только выявлять, но и предупреждать появление брака. Отделочные операции вкл такие виды обраб, как обрезка заусенца или др отходов, калибровка для повыш точности размеров и формы изделия и улучш кач пов-ти, термическая обрб, правка, очистка и травление, гальванические и лакокрасочные покрытия, оксидирование, анодирование и пр.
26. Виды деформаций при пластической обработке ме
Природа пластической деформации может быть различной в завис от темп, продолжит-ти действия нагрузки или скорости деформации. При неизм нагрузке, приложенной к телу, деформация изм со временем; это явл наз ползучестью. С возрастанием темп скорость ползучести увелич. Частными случаями ползучести явл релаксация и упругое последействие. Одной из теорий, объясняющих механизм пластической деформации, является теория дислокаций в кристаллах.
Осн признаком, по кот в теории ОМД произв-ся деление пластической деформации на виды, явл темп. Она опред соотнош процессов упрочнения и разупрочнения, происх паралл в деформируемом теле. Совок явлений, связанных с повыш прочностных св-в ме в процессе пластической деформации, наз деформационным упрочнением или наклепом. Если в ходе пластической деформации прочностные хар-ки ме пониж, то речь идет разупрочнении ме. Упрочняющие и разупрочняющие проц протек во времени с определенными скоростями, обусловленными условиями деформации и природой деформируемого мела. В завис от того, какой из проц явл преобладающим, рез-ты деформации будут различны. Сущ неск вар разделения пластической деформации на виды, из кот на практике наиб распространение получил тот, по кот различают только горячую и холодную деформации. Пластическую деформацию меназ горячей, если она осущ-ся при темп, равной или выше темп начала рекристаллизации (Т Трекр). Температура Т берется в Кельвинах. Рекристаллизация (Трекр = 0,4 Тпл), т.е. процесс роста новых недеформированных зерен, вызыв восстановление всех первоначальных физико-механических характеристик мела, успевает пройти полностью, искажения кристаллической решетки отсутствуют. При холодной деформации рекристаллизация и возврат полностью отсутствуют и деформированный ме имеет все признаки упрочнения. Темп интервал холодной деформации расположен ниже темп начала рекристаллизации (Т < Трекр). В рез-те холодной деформсопротивление ме деф-ции увелич, пластичность уменьш. Исп она обычно на конечных стадиях получения изделий для обеспечения точности размеров, требуемого ур св-в и выс кач пов-ти.
Согласно приведенной классиф холодная и горячая деформации не связаны с конкретными темп нагрева, а зависят только от протекания процессов упрочнения и разупрочнения. Опред вид деформации можно по заданной темп обраб мела
27. Механические хар-ки деформируемых сталей и сплавов Легированные стали
Механич св-ва ме и сплавов опред тем, как они воспринимают внешние нагрузки, т.е. сопротивляются деформированию и разрушению.
Пластичность – это спос ме изм форму без наруш целостности (без трещин, надрывов и тем более разруш). Она проявл, когда упругое деформирование сменяется пластическим, т.е. при напряжх больших предела текучести σ в . пластичность завис от темп, скорости и способа деформации. На пластические св-в сильно влияют многие примеси, часто даже в очень малых концентрациях.
Хорошие пластические св-ва важны при технологических проц обраб ме давлением, хрупкий ме разрушается сразу после превыш некот предела, а пластичный материал способен, не разрушаясь, поглотить достаточно избыточной энергии. Хар-ки:
1 относительное удлинение: lо и lк – нач и конечная длина образца; Δlост – абсолютное удлинение образца, опред измерением образца после разрыва 2 относительное сужение: Fо – нач площадь поперечного сечения; Fк – площадь поперечного сечения в шейке после разрыва.
Относительное сужение более точно характеризует пластичность и служит технологической характеристикой при листовой штамповке.
Пластичные материалы более надежны в работе, так как для них меньше вероятность опасного хрупкого разруш. Вязкость - опр-ет кол-во энергии, поглощаемой при пластической деформации, она измеряется с исп единиц энергии; завис и от макс возм деформации, и от прочности мела. Твердость – это св-во поверхностного слоя материала сопротивляться внедрению др, более тв тела, при его сосредоточенном возд на поверхность материала. «Другое, более твердое тело» - это индентор (стальной шарик, алмазная пирамида или конус), вдавливаемый в испытываемый мел.
Напряж, вызванные индентором, опред его формой и силой вдавливания. В завис от велич этих напряжений в поверхностном слое мела происх упругие, упруго-ластические или пластические деформации. Численное определение твердости производится по методикам Виккерса, Бринелля и Роквелла.
ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ (ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШ) Мех-мы разруш связ с микропластическими деформациями, которые развиваются вблизи концентраторов напряжений (дефекты (внутренние и поверхностные трещины), конструктивные особенности изделия (надрезы, резкие изменения в сечении)) с течением времени приводят к зарождению трещины.По скорости распространения трещины различают вязкое и хрупкое разрушение. При хрупком разрушении она достигает скорости 1000 м/с, а при вязком – в сотни раз меньше. Чем медленнее развивается трещина, тем больше конструкционная прочность. УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТь Процесс постепенного накопления повреждений в меле наз усталостью. Св-во противостоять усталости наз выносливостью. Вторая по важности хар-ка выносливости - усталостная долговечность. Она опр-ет число циклов, которое мел может выдержать при заданном напряжении. Опред также вероятность разруш при заданном уровне нагружения и заданном числе циклов (или допуст напряж при заданной вероятности разруш).
Поскольку усталостные трещины зарождаются на пов-ти, то особое знач для повыш долговечности при циклических нагрузках имеет сост пов-ти. Полировка, пов-ое упрочнение, отсутствие коррозии увелич величину предела выносливости.
УДАРНАЯ ВЯЗКОСТЬ (единица измерения – Дж/см2). Она опр-ет энергию, необх для разруш образца. Её измеряют, подвергая удару образец с предварит нанесенным надрезом. Энергия удара поглощ в некот объеме вокруг надреза. Этот объем завис и от прочности и от пластичности мела, для разных ме он разный и его трудно оценить. Поэтому энергию разруш относят не к объему деформируемой области (что было бы правильно), а к площади сечения в надрезе (что удобно). По этой причине величина ударной вязкости носит условный характер, что нужно учитывать при сравнении показателей для разных ме или разных температур
ПРЕДЕЛЫ ПОЛЗУЧЕСТИ И ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ Ползучесть – это непрерывная деформация под действием пост напряж. При малых нагрузках и низких темп она носит обратимый характер. Деформация ползучести сопровожд изменениями стр-ры и, соотв механических св-в. В отличие от пластической деформации, упрочняющей мел, деформация ползучести ведет к его разупрочнению. Кроме постоянно растущей деформации и увеличения скорости ползучести в меле нач зарождение трещин и со временем происх его разруш.С явлением ползучести связано понятие жаропрочности. Это спос работать под нагрузкой с допустимыми деформациями и без разруш в условиях повышенных температур.
Предел ползучести используется в двух вариантах. В первом - это растягивающее напряж, при котором деформация достигает заданной величины за определенное время.
28. Температурный интервал горячей обраб давлением
Для горячей обраб давл мел нагревается до опред-ой темп и деформируется до тех пор, пока т-ра его не опустится до такой, при которой дальнейшая деформация окажется невозм. Т.о, мел может быть деформирован в строго определенном температурном интервале. Макс темп его наз верхней границей, а мин - нижней. Каждый мел имеет свой строго опред-ый темп интервал горячей обраб давлением. Верхний предел темп интервала t в.п избирается так, чтобы не было пережигания, интенсивного окисления и обезуглероживания, а также перегрева. При выборе верхней границы т-рного интервала для высокоуглеродистых и легированных сталей необходимо иметь в виду их большую склонность к перегреву. Темпа нижней границы tн.п должна быть такая, чтобы после деформации при этой т-ре мел не получил укрепления (наклепа) и имел необх величину зерна. Особое значение выбор нижней границы имеет для легированных сталей и сплавов, не имеющих фазовых и аллотропических превращений, например для аустенитных и ферритных сталей. Конечные св-ва этих сталей опред в основном нижней границей температурного интервала (поскольку они не подвергаются термической обработке). Темп интервал горячей обраб давлением 1150 - 850, охлажд на воздухе; штампуемость хорошая; допускается глубокая вытяжка. В термически обработанном сост стали отлич выс пластичностью. Темп интервал горячей обраб 1180 - 900 С, охлаждение замедленное. Хорошо штампуется и сваривается всеми видами сварки. Каждый мел и сплав имеет свой строго определенный температурный интервал горячей обраб давлением.
29.Свободная ковка Заготовки, получ св. ковкой и штамповкой – паковки.
Св.к. предназнач для изгот поковок m= 0.3кг-10т. В условиях индивид. и мелкосер.
Применяют оборудование: паровоздушные молоты одинарного и двойного действия, пневматические молоты. Ковка – горячая деф-ция, поэтому исп-ся все стали и отливки.
Шер-ть пов-ти Rz=320-160 Прим подплодных штампов Rz=80, коэф-т валовой точности 0,4-0,5, что приведет к значит-у V мех-кой обраб. “+”1. Воз-ть получения ↑ кач-ва мела с ↑ мех-кими св-ми (особ. пластичностью);2. Возм-ть получения крупногабаритных заг-к; 3. Оборудование меньшей мощности.“-” 1. Низкая произ-ть;2. Значительная трудоемкость;3. Большие припуски, напуски и допуски, что сост значит. Потерю мела при мех. обр-ке. Тех. Процесс получения паковок включает в себя следующие операции:1. Подготовительные операции (подготовка слитков к ковке или пруткаразделка на мерные заг-ки)2. Ковочные или штамповочные операции. Все тех. операции ведущие к изменению формы заг-ки3. Завершающие тех. Опер. Обработка заусенца, прошивка и пробивка отверстия.4. Отделочные. Правка очистка от окалины, калибровка, термообработка.
30. Основные дефекты свободной ковки
Виды и причины дефектов Поковки, изгот с отступлением от технических условий и требующие доп работ для устранения выявленных в них пороков, наз дефектными.
Гл причинами дефектов поковок явл: недоброкачественный исходный мел слитка или заготовки; неправильные режимы нагрева слитка или заг; неправильные приемы ковки; несоблюдение режима охлажд поковки после ковки; работа неисправным инструментом. Основными дефектами поковок явл наружные трещины или рванины, волосовины, внутренние разрывы или свищи и расслоения, нажимы и складки, вмятины, флокены, немелические включения и следы усадочной рыхлости.
Причиной появления трещин в поковках могут быть: недоброкачественный исходный материал заг или слитка; ковка при низких темп; неравномерное охлаждение поковки; прим неправильных приемов и весьма больших обжатий при ковке. Трещины, обнаруж при ковке, удаляют в горячем состоянии вырубкой при помощи специальных топоров, а в холодном сост — зачисткой абразивными кругами, вырубкой пневматическими зубилами и другими способами. Волосовины представл собой очень тонкие и мелкие (видимые после травления невооруженным глазом) трещины, кот могут образоваться в проц ковки или прокатки слитков, им мелкие газовые подкорковые пузыри, и от слишком быстрого охлажд поковок. Волосовины часто наследуются от проката.
Рванины появл в проц первого обжатия слитка во время ковки при низких темп; при неправильном нагреве заготовки (пережог мела). Свищи (пустоты или скворешники) получ в осевой зоне при неправильных приемах ковки круглых поковок под плоскими бойками, когда ведут протяжку с небольшими обжатиями с круга на круг без перехода на квадратное сечение с последующей сбивкой углов.
Нажимы (рисунке — показана последовательность образования) появляются во время протяжки в результате малой подачи при глубоких обжимах заготовки или от ковки на неисправных бойках. Во время осадки складки получаются от уступчатой пов-ти заготовки, появившейся в результате недоброкачественной протяжки заготовки перед ее осадкой. Вмятины возник при небрежной очистке заготовки и бойков от окалины, кот в проц формообразования заковывается в тело поковки. Флокены — внутренние трещинки, возник от выделения водорода, поглощенного жидкой сталью во время выплавки. Флокены образ-ся в рез быстрого охлажд поковки после ковки и в тем большей степени, чем больше сечение поковки. Неме включе (шлаки, песок) и следы усадочной рыхлости в поковках выявляются обычно при механической обработке. Если прибыльная часть в процессе ковки удалена неполностью, то остатки усадочной раковины в виде рыхлости раскрываются при ковке. К неисправимым дефектам поковок относятся: глубокие продольные и поперечные трещины, рванины, рыхлость и немелические включения, пережог. Поковки с неисправимыми дефектами являются негодными и их бракуют. К исправимым дефектам поковок относят: малые трещины, перегрев мела, нажимы и складки, если они не входят в контур детали. Мелкие трещины вырубают в холодном сост пневматическими зубилами и в процессе ковки «на горячо» специальными топорами. Нажимы и складки, если они не входят в контур детали, удаляют зачисткой на наждачном круге или вырубкой. Для улучш механич св-в мела в целях устранения влияния перегрева и сниж внутренних напряжений поковки подвергают первичной термической обработке — отжигу, нормализации и улучшению
31. Горячая объемная штамповка (ГОШ) ГОШ - процесс обраб ме давлением, при котором происх принудительное перераспределение мелической заготовки с заполнением полости инстр, наз штампом. ГОШ получ различные детали. Масса деталей от нескольких граммов до 3 тонн. "+"1. Возможность получения заготовок более сложной конфигурации;2. Лучшее кач пов-ти Rz 80-40 мкм;3. Более выс точн, припуски снижаются в 2-3 раза; 4. Повыш произв-ти. "-" 1. Ограничение по массе;2. Для ГОШ требуется большего усилия деформации, чем при ковке.Оборудование для ГОШ: 1. Штамповка на молотах;2. Штамповка на кривошипных горячештамповочных пресах; 3. Штамповка на горизонтально ковочных машинах;4. На фрекционно-винтовых прессах; 5. На гидравлических прессах;6. На высокоскоростных молотах;7. На спец. машинах, ковочных вальцах, раскаточных машинах. Полость штампа, в кот. происх формоизменение заготовки наз ручьем. Процесс ГОШ независимо от вида прим оборуд-я сост из нескольких этапов:1-подготовительные операции: фасонирование;2-оформление поковки осущ-ся в окончательном или чистовом ручье. Если штамповка осуществляется без фасонирования, то такая штамповка наз-ся одноручьевой.
32. Штамповка на молотах Оборудованием для штамповки явл паровоздушные молоты двойного действия с полуавтоматическим упр-ем, позволяющим регулировать скорость движ падающих частей молота, их энергию удара в довольно широких пределах. Большая маловероятность падающих частей молота позволяет штамповать с высокой производительностью. Работа на молоте трудна. Масса падающих частей от 0,63 - 25 тонн. Масса поковок от 100 гр. до 1 тонны. На молотах прим штамповку в откр, закр штампах, одно- и многоручьевую штамповку. Классификация поковок. Поковки могут быть разделены на 2 группы: 1.Круглые и квадрвтные в плоскости разьема штампа(заготовки зуб. колес, дисков, фланцев, ступиц, чашек и др.); 2.Поковки удлиненные в плоскости разьема штампа(валы с прямой осью, прямые рычаги и балки). Заготовки с изогнутой осью: рычаги, кривошипы, колен. валы. Заготовки с отростками: в таких заготовках возможно получ наметок для отверстий с одной или с обеих сторон заготовки в направлении перпендикулярном разьему штампа.
В молотовых штамповках примт основные виды ручьевки: 1.Штамповочные ручьи: оконч, предварительный, заготовительно-предварительный;
2. Заготовит ручьи: формовочные, гибочные, пережимные, подкатные, протяэные, площадка для осадки; 3.Отрубные ручьи: открытый, окончательный или чистовой. Этот ручей служит для получения готовой поковки с заусенцем - точный отпечаток фигуры горячей поковки, с расположенной возле него заусенечной канавкой. В открытых окончательных ручьях получ заготовки самых разнообразных форм. В закр штампах получ асимметричные, круглые в плоскости разъема заготовки. Предварительный черновой ручей исп для уменьш износа. В нем осущ небольшая часть деформации заготовки с целью придания ее конфигурации близкой к окончательной. Этот ручей хар-ся отсутствием заусенечной канавки. Для заготовки хар-ны более плавные очертания, иногда несколько большие уклоны. Заготовка получ недоштамповочной по высоте. Необходимо в 1,5-2 раза больше ударов молота, чем в окончательном ручье. Заготовительно-предварительные ручьи исп взамен предваритго при штамповке поковок сложной конфигурации. Заготовительные ручьи прим для штамповки поковок удлиненных в плоскости разьема штампа. В формовочном ручье заготовке придается конфигурация, приближающаяся к форме поковки плоскости разъема штампа. Пережимной ручей служит для утоньшения заготовки без заметного удлинения. Подкатной ручей позволяет перераспределить объем мела перпендикулярно оси заготовки в соответствии с формой поковки, увеличивая одни сечения и уменьшая другие. В протяжном ручье площадь поперечных сеч отдельных участков заготовки уменьш за счет протяжки. Гибочный ручей придает форму заготовке путем гиба в плоскости разъема. Отрубной ручей прим, когда заготовка штампуется из прутка.
34.Штамповка на винтовых прессах Подразд. на гидровинтовые и фрикционные, по принципу воздействия на заготовку. Ползун такого пресса имеет V в конце хода выше 1-3 м/с, что в 4-8 раз меньше V молота.оборуд-е ударного действия.Такая особенность позволяет прим данное оборуд для штамповки деталей труднодеформируемых и малопластичных мат-лов. Винтовые фрикционные прессы изгот. с усилиями 0,4-16 МН. Фрикционные прессы малопригодны для многоручьевой штамповки, чаще всего их прим для 1-ручьевой штамповки торца как в откр, так и в закр штампах. Длина хода ползуна таких прессов 200-700 мм позволяет получить заготовки достаточно большой высоты. Поскольку эти прессы тихоходны, т.е. обладают малой производительностью, то из можно применять в условиях мелкосерийного пр-ва. Гидровинтовые прессы изгот. с усилием 1-100 МН. Они еще менее быстроходны, прим для загот. из Al сплавов.
35. Штамповка на гидравлических прессах
Имеют безударный характер работы, ход ползуна осущ-ся при очень небольшой постоянной V 0,15-0,2 м/с. Снабжаются гидравлич. выталкивателями.Усилия прессов 6,3-750 МН. Исп-ся для получения крупногабаритных заготовок из Al, Mg сплавов, малопластичных сплавов, не допускающих больших V деформации (Ti).
36.Штамповка на ГКМ ГКМ – горизонтальные горяче-ковочные прессы, допускается 1-31.5 МН.На ГКМ штампуют в открытых, закрытых штампах и штампах для выдавливания. В кач исходной заг прим пруток круглого профиля, реже трубы.
Исх. материал нарезают обычно на короткие прутки или на штучные заготовки. Осн. отличием ГКМ является наличие двух взаимно перпенд. разъемов. Главный разъем проходит между пуансоном, который закреплен в блоке пуансонов 1, и разъемной матрицей, располож. в блоках матриц неподв.-3 и подв.-4. В начале процесса пуанс. и обе половинки матрицы разомкнуты. Пруток диаметром d направляется в неподвиж часть матрицы до упора 2, полож-е которого отрегулир. Затем машина вкл. на рабочий ход, при этом подвижные части штампов приходят в движение, прежде всего в рабочее положение прих подвижная часть матрицы 4. Это обеспеч плотный зажим прутка на длине l, после чего упор 2 подходит, а пуансон приходит в соприкосн. с прутком, при дальнейшем движении пуансона осуществляется высадка заготовки на длине l1. Освоб-е заготовки идет в обратном направлении. Штамповка обычно осущ-ся в нескольких ручьях, расположенных по высоте (-):1) ограниченное число форм поковок 2) необх. получ проката высокой точности К основным ручьям на ГКМ относят:1) наборный служит для превращения высаживаемого конца 2) формовочный для получения окончательных размеров и форм поковки 3) прошивной для получ в заготовке глухих и сквозных отверстий 4) пережимной для уменьш диаметра заготовки в к-л месте 5) просечной для просечки данной части поковки и получ сквозного отверстия 6) обрезной для обрезки заусенца 7) отрезной для отделения готовой детали от прутка
38.Проектирование поковокИсх. данными для проектир-я является:1) чертеж детали (р-ры, шерох., доп., мат-л)2) программа выпуска3) условия эксплуатации детали4) осн. сведения о тех. процессеВ начале проектир. определяют способ штамповки, который в свою очередь может повлиять на конструкцию, размеры и точность поковки. Способ штамповки выбирается исходя из конструктивных размеров и формы готовой детали, технич. условий на ее изготовление, характер течения мела в штампе, типа пр-ва.Затем выбир-ся распол-е пов-ти разъема штампа. Здесь прежде всего учит. свободное извлечение заготовки из плоскости штампа. Для этого необходимо, чтобы площадь любого сечения поковки выше и ниже штампа уменьшалась по
мере удаления этой пов-ти. Для длинных цилиндров целесообр. поверхность разъема выбирать в сечении, соотв. плоскости симметрии.Для коротких цилиндров (диск) целесообр. штамповка в торец. В большинстве случаев пов-ть разъема устан. в плос-ти наибольш. габаритов.
В этом случае полости штампа получают неглубокими, обесп. их заполнение, уменьш. припуски, увелич. V заусенцев.В любом случае при штамповке зубч. колес предпочтительной явл-ся штамповка в торец.Точность изг-я, группу мат-ла, степень сложности, конфиг-ю пов-ти устанавливают по выше сказанному.Напуски назначают на полости, впадины ,выпуклости, которые невозможно получить штамповкой из-за неблагоприятной пов-ти разъема. Также относят штамповочные уклоны, перемычки отверстий. Далее опред. припуски на механич. Обработку в завис. от допуска, размеров и указ. шероховатости. Допуски назначают в завис-ти от исходного индекса и размера поковки.Штампов. уклоны назн. на все поверхн., перпенд. плоскости разъема штампа.
Различают штамповочные уклоны для наружных и внутренних поверхностей.
Уклоны зависят от глубины полости штампа, от мат-ла поковки, способа штамповки, наличия выталкивателей и т.д.Рекоменд. значение выбир. по ГОСТ 7507-89
Для одних и тех же условий наружные штамповочные уклоны альфа имеют наск. меньшие значения, а бета - большие.При сопряжении различных поверхностей поковки назначают радиусы закруглений (наружные и внутренние). Радиусы необходимы для обеспечения лучшей заполняемости полости штампа, а также для уменьшения концентрации напряжений. В завис. от массы поковки, глубины полости ручья штампа,при этом Rвн примерно равен 3Rн. Выполнение сквозных отверстий обязательно, если диаметр отверстия >= высоте поковки.
40. Оформление чертежа поковки Вып по ГОСТ 3.1126-88 Чертеж вып-ся в масштабе 1:1. Кол-во проекций д.б. необходимым, но минимальным, при этом контур самой поковки сплошной жирной 1мм линией.На контур поковки наносится контур детали кот вычерч. тонкой -..- линией, при этом изображение детали можно упростить.На чертеже поковки изобр-ся пов-ть разъема штампа. Она изобр-ся тонкой х-.-х линией и на концах указываются крестики.
Поковка д.б. изображена так, как она расположена в штампе, т.е. в рабочем полож
Технич. условия (над штампом справа):- твердость, место ее замера - метод получения- штампов. уклоны для наруж. и внутр. поверхностей - радиусы закруглений- не обознач. на основном чертеже допуски - допускаемый остаток заусенца- виды и величины внеш. дефектов, дефектов формы - сост пов-ти и способы ее очистки- вид термообраб- класс точности- группа материала - группа сложности- исходный индекс- место и способ крепления поковки. Общая шероховатость в правом верхнем углу. Под размерами заготовки в круглых скобках указ-ся номинальные размеры детали.
41.Холодная объемная штамповка Осущ-ся при t ниже t рекристаллизации (0,4t плавлен.), при этом ее разделяют на листовую и объемную.Листовой штамповкой наз-т процесс изгот-я штамповок из листа, полосы или рулонного материала, при этом толщина детали незначительно отличается от толщины заготовки и не превышает 10 мм. Достоинством явл-ся повыш производит до 40000 шт. в смену, высокая точность штамповок, не требующ. дополнит. мех. обраб, возможность автоматизации процесса, целесообр. Прим в крупнос. и массовом пр-ве. Холодная штамповка также позволяет исключить обр-ку резанием, значит повыш-ся КИМ, обеспеч получение заготовок высокой точности, прочности, жесткости. Оборуд-е - гидравлические и кривошипные прессы. Al сплавы (А0,А1, АД1, АД), сплав АМС, дюралюминий Д16, магниевые сплавы М1, М2, М3, латуни Л61, Л68, цинк Ц1, Ц2 .Ц3, а также магниевые сплавы и констр. стали с содерж-м углерода менее 0,45 проц.
42.Завершающие и отделочные операции производства поковок.
Отделочные операции прим для устранения лишнего мела, выравнивания и выглаживания пов-ей поковок. К ним относятся: Отрубка, правка, проглаживание, калибровка. 1.Обрезка заусенца(облоя) 2.пробивка перемычки.
К завершающим операциям пр-ва поковок относятся: обрезка заусенца. Прошивка и пробивка отверстий, термообработка. Обрезку заусенца и прошивку перемычек производим на кривошипных обрезных прессах в обрезных и прошивных штампах, рабочими элементами служат неподвижная матрица и подвижный пуансон. При обрезке поковку укладывают в матрицу на заусенец. Затем пуансон проталкивает поковку сквозь матрицу. При прошивке поковка упирается в матрицу, а прошивной пуансон прорезает перемычку и проталкивает ее сквозь матрицу. При пробивке в образовании отверстия участвую одновременно и пуансон и матрица. Пробивка необходима тогда, когда поковка не имеет полости со стороны матрицы.
43. Калибровка поковок. Технологические возможности процесса колибровки. Виды калибровки и кач калиброванных поверхностей. Калибровка прим для получения точных размеров и форм поковок. Различают горячую и холодную, объемную и плоскостную калибровку. Горячая калибровка, как правило, объемная, вып на штамповочных молотах, фрикционных винтовых прессах и, лучше всего, на кривошипных горяче-штамповочных прессах. Калибровка пров-ся после горячей обрезки заусенца. При этом образуется новый, тонкий заусенец, кот потом обрезается вхолодную. Холодная объемная и плоскостная калибровка вып на чеканочных прессах.
При калибровке происх некоторое искажение формы торцевых поверхностей, на них образуются выпуклости, величина кот завис от механических св-в материала, диаметра изделия, его отношения к высоте и в отдельных случаях достигает 0,5 мм. Это объясняется наличием сил трения между заготовкой и штампом и, как следствие этого, неравномерным распределением напряжений на пов-х заготовки, соприкасающихся со штампом. По краям изделия напряж меньше, в центре — больше. Большое давление в центре вызывает и большую упругую деформацию штампа в этом месте. В результате плоские до калибровки пов-ти изделия становятся выпуклыми после калибровки. Все сущ-ие способы получ изделий точной формы и размеров направл на изм конфигур калибровочного инстр или пов-ти заготовки. Измен заключаются в придании пов-ти инструмента выпуклости, обратной той, кот получится на изделии при осадке плоскими бойками, или в сообщении заготовке соотвй предваритй вогнутости.
44. Проектирование и производство сварных и комбинированных заготовок.
Проектирование сварных заготовок произв-ся с учетом обеспечения прочности (в частности, усталостной прочности, сопротив¬ления хрупкому разрушению) и технологичности свар¬ного соединения. На стадии проектирования необходимо также продумать последовательность сборочно-сварочных операций, оце¬нить ожидаемые сварочные деформации (коробление) и точность размеров и конфигурации сварной заготовки после механической обраб. Все изменения, связанные с этими вопросами, должны быть согласованы с конструктором. Т.о. на первом этапе на основании чертежа готовой детали производится общий анализ ее конструкции, материала, технологичности и оценивается возм получ заготовки сваркой. После этого выб оптимальный в данном случае спо¬соб сварки. Выбор способа сварки опред конструкцией детали в зо¬не сварки, ее габаритами, степенью ответственности сварного со¬единения и технологическими возможностями процесса сварки. Одновременно с способом выбора сварки обычно назнача¬ют тип сварного соединения. Затем произв-ся разбивка заготовки на свариваемые части. Выбор места деления заготовки произв-ся с учетом двух точек зрения. С одной стороны, в результате деления должны образовываться эл-ты (исходные заготовки), технологичные для изготовления литьем или обраб давлением. С другой стороны, зона сварки должна быть удобной для выбранного способа сварки, доступной для сварочного инстр-та, присадочных мат-ов и обеспечивать провар сварного соед-ия на всю глубину. Особое внимание при выборе места сварки следует уделить располож сварных швов вне зоны действия значительных внешних нагрузок.
Сварные заготовки изгот различными способами сварки-от электродуговой до электрошлаковой. В ряде случаев сварка упрощает изгот заготовки, особенно сложной конфигурации. Комбинированные заг сложной конфигурации дают значительный экономический эффект при изг эл-ов заготовки штамповкой, литьем, прокаткой с последующим соед их сваркой. Комбинированные заг прим при изготовлении крупных коленчатых валов, станин кузнечно-прессового оборуд, рам строительных машин и т.д.
45. Классификация сварных конструкций. Сварные конструкции можно классифицировать: по способу получения заготовок (листовые, литосварные, кованосварные, штампосварные); целевому назначению (вагонные, судовые, авиационные и др.); хар-ым особенностям их работы (балки, рамы, фермы, емкости, сосуды, работающие под давлением, трубы и трубопроводы, корпусные конструкции и т. п.). Балки - конструктивные эл-ты, раб в основном на поперечный изгиб; жестко соед между собой балки образуют рамные конструкции. Колонны – эл-ты, раб преимущ на сжатие или сжатие с продольным изгибом.
46). Технолог особенности изгот заготовок при использовании процессов сварки.
Выс эффект совр процессов сварки, обеспечивающая их конкуреинтоспособность при изготовлеиии комбинированных (штампо-сварных и сварно литых) и сварных ил прокатка заг, явл действенным средством сниж металлоемкости машиностр констр. Сущность различных способов рассматривалась в курсе •Технологические процессы ма-шиностроательного производства». Дуговая сварка (ручная, полуавтоматическая и автоматическая) явл наиболее распространенным способом сварки Ручная сварка применяется дла сварка швов небольшого размера, за одни проход без предварительной разделки кромок она позволяет сварке детали толщиной 4 8 мм Автоматическая сварка может вестись с одним или несколькими электродами под слоем флюса, в среде защитных газов (аргона, гелия, углекислого газа) или само-защитной проволокой. При этом резко повышается толщина сва-риваемых деталей до (15мм без разделки кромок) и производительность сварки (в 6..8 раз по сравнению с ручной сварной). Сверка В углекислом газе углеродистых и низколегированных сталей характеризуется стабильностью режима сварки, хорошим формированием сверного шва. высоким качеством соединения Производительность полуавтоматической сварки примерно в 2 .4 рта выше, чем ручной Контактная сварка (стыковая, точечная, шовная) отличается высокой производительностью и экономичностью. Ею хорошо свариваются углеродистые, низколегированные и некоторые коррозионно-стойкие стали, а также ал, титан и их сплавы. При стыковой сварке заготовки свариваются по всей поверхности их касания. Можно сваривать стальные стержни, рельсы, прутки, трубы, прокат сечением до 10 000 мм2, а также прутки, трубы, прокат, штамповки из цветных металлов сечением до 4 000 мм'. Точечной сваркой соединяют листовые заготовки внахлест в отдельных местах (точками). Точечной сваркой сваривают заготовки (листы, прутки, швеллеры, уголки и т. п.) одинаковой или разной толщины от сотых долей миллиметра до 30 мм. Шовной сваркой сваривают внахлест листовые заготовки непрерывным плотнопрочным швом (кузов автомобиля, герметичные емкостии т.п)Сварка трением взамен контактной в 2...4 раза уменьшает припуски и в 1,5...2 раза брак. При прим сварки трением получ сущ-ную экономию материалов. Так, гладкие и резьбовые калибры (пробки) ранее изготавливались из дорогой стали ШХ15 методом ковки в несколько переходов . После внедрения сварки трением хвостовик из стали 45 приваривается к рабочей части из стали ШX15 . Валики центров точились из прутка. Внедрение сварки трением увеличило число операций: отрезка двух прутков и сварка, но зато в общем сократило затраты рабочего времени и значительно уменьшило расход инструментальной стали. Изготовление штампо-сварных заготовок клапанов двигателей внутреннего сгорания позволило резко сократить расход жаропрочной стали и упростить горячую штамповку.Электрошлаковая сварка при производстве толстостенных (до 1 м и более) сварных конструкций в тяжелом машиностроении обеспечивает высокую экономическую эффективность: съем продукции с 1 м2 производственной площади увеличивается в 2 раза, цикл производства уменьшается в 1.5...2 раза, экономится металл,снижается расход электроэнергии в 1,5 .2 раза, а флюса — в 20... 40 раз, отпадает необходимость в предварительной разделке кромок, снижается себестоимость.Электронно-лучевая сварка позволяет получать сварные соединения из окончательно обработанных деталей без их существенных деформаций (например, блоки зубчатых колес взамен крупных поковок). Электронно-лучевая сварка гарантирует высокое качество сварного соединения деталей нз тугоплавких металлов, жаропрочных, жаростойких и других материалов со скоростью, не уступающей дуговой сварке. Диффузионная сварка позв соед разнородные материалы, в том числе тугоплавкие металлы и неметаллические материалы с металлами, сваривать детали разной толщины; обеспечивать равнопрочность основного металла и сварного соединения. В процессе сварки исключается неблагоприятное влияние металлургических и ряда термических факторов.Диффузионная сварка применяется при изготовлении резцов, угольников, магнитов, микрометров с пяткой из твердых сплавов, дисков газовых турбин.При производстве заготовок ограниченно применяют также газовую, плазменную, ультразвуковую, лазерную и другие сварки. В изделиях сложной геометрической формы (телескопические соединения трубчатых элементов, сотовые конструкции и т. п.), при изготовлении которых наложение сварных швов оказалось бы затруднительным, целесообразно применять пайку.Многообразие способов сварки и пайки, а также конструктивных и производственно-технологических факторов, влияющих на возможность их применения, требует тщательного технико-экономического обоснования выбора способа сварки.
47. Виды сварки. Контактная сварка. Контактная сварка — один из наиболее распростран и быстро разбивающихся спос получ неразъемных соед самых разнообр конструкционных материалов в широком диапазоне толщин и сечений. Контактная сварка — процесс образования неразъемных соед конструкционных ме в результате их кратковременного нагрева электрическим током и пластического деформирования усилием сжатия, со стороны электродов. 3 вида: точечная, шовная, стыковая
-Сварка трением явл одной из разновидностей сварки давлением. Сварное соед образ в твердой фазе, без расплавления мела свариваемых деталей; при сближении пов-тей подлежащих сварке деталей до очень малых расстояний (соизмеримых с между атомными) между ними образуются мелические связи, по своей природе и по величине аналогичные силам взаимодействия между атомами в сплошном куске мела.
От других видов сварки давлением сварка трением отлич спос нагрева деталей или, точнее говоря, — способом введения тепла в свариваемые детали. В этом процессе необх для сварки нагрев деталей осущ путем непосредственного преобразования механической энергии в теплоту благодаря работе сил трения. -Электрошлаковая сварка. Источником теплоты служит флюс, нах между свар изд, разогревающийся проходящим через него эл током. При этом теплота, выделяемая флюсом, расплавляет кромки свариваемых деталей и присадочную проволоку. Способ находит своё прим при сварке вертикальных швов толстостенных изделий.-Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) осущ в вакууме за счет расплавления кромок основного мела сфокусированным потоком электронов, им высокую удельную мощность q2. Технологический диапазон для целей нагрева, плавления, испарения сост ~104—5*108 Вт/см2. Сварка ме малых толщин (до 3 мм) ведется с удельной мощностью q2≈104 Вт/см2, когда испарение с пов-ти сварочной ванны незначительно. Электронно-лучевую сварку осущ чаще всего вертикальным либо горизонтальным лучом (рис 5.1) в вакуумных камерах, размеры которых зависят от габаритов свариваемых изделий. Объем камер современных установок составляет от 0.1 (и менее) до сотен кубических метров
Схема установки электронно-лучевой сварки: 1 — пушка; 2 — электронный луч; 3 — изделие (труба); 4 — откачка; 5 — камера
При диффузионной сварке сварное соед образ в рез совместного воздействия давления и нагрева. Отличительной особенностью диффузионной сварки явл прим относительно выс темп нагрева и низких удельных давлений, обычно не превышающих предела текучести свариваемых материалов при темп сварки. При диффузионной сварке выделяют две основные стадии образования качественного сварного соед. Первая стадия – создание физического контакта, при кот все точки соединяемых материалов находятся друг от друга на расстоянии межатомных взаимодействий. Вторая стадия – формирование стр-ры сварного соединения под влиянием процессов релаксации.
1 – рабочая камера; 2 – система охлаждения; 3 – вакуумная система; 4 – источник нагрева; 5 - система давления
48. Проектирование сварных заготовок.
Проектирование сварных заготовок произв-ся с учетом обеспечения прочности (в частности, усталостной прочности, сопротивления хрупкому разрушению) и технологичности сварного соединения. На стадии проектирования необходимо также продумать последовательность сборочно-сварочных операций, оценить ожидаемые сварочные деформации (коробление) и точность размеров и конфигурации сварной заготовки после механической обраб. Все изменения, связанные с этими вопросами, должны быть согласованы с конструктором. Т.о, на первом этапе на основании чертежа готовой детали производится общий анализ ее конструкции, материала, технологичности и оценивается возможность получ заготовки сваркой. После этого выб оптимальный в данном случае способ сварки. Выбор способа сварки опред конструкцией детали в зоне сварки, ее габаритами, степенью ответственности сварного соед и технологическими возможностями процесса сварки. Одновременно с способом выбора сварки обычно назнач тип сварного соед. Затем произв разбивка заготовки на свариваемые части. Выбор места деления заготовки произв с учетом двух точек зрения. С одной стороны, в рез деления должны образовываться элементы (исходные заготовки), технологичные для изготовления литьем или обработкой давлением. С др стороны, зона сварки должна быть удобной для выбранного способа сварки, доступной для сварочного инстр-та, присадочных материалов и обеспечивать провар сварного соед на всю глубину. Особое внимание при выборе места сварки следует уделить расположению сварных швов вне зоны действия значительных внешних нагрузок.
49. Технико-экономическое обоснование выбора рациональной заготовки.
Выбор заготовки явл одним из весьма важных вопросов проектирования проц изгот детали. От правильности выбора заг завис число операций или переходов, трудоемк и в итоге стоимость изгот детали в целом. Выбранный способ получ заг в значительной степени предопр-ет дальнейший проц механиче обраб. Если заг будет изгото достаточно точно, то механич обраб может быть сведена к мин числу операций, мин трудоемкости и себестоимости. Выбор заготовки и метода ее изготя необходимо производить в соответствии с требованиями в следующей последовательности:
1.опред вида заготовки;2.выбор метода изгот заг;3. назначение припусков на все обрабатываемые пов-ти;4. разработка эскиза заготовки и определение ее массы;
5.технико-экономическая оценка выбора заготовки.Вид исходной заготовки (прокат, литье, штамповка) устанавливается на основе конструктивных форм и размеров, материала детали, объема выпуска. При выборе исходной заг необ стремиться к максимальному приближению формы и размеров ее к параметрам готовой детали.После этого, учитывая конструкцию детали и годовой объем выпуска, выбирают два наиболее прогрессивных метода получения заготовки. Сначала устан наиб подход технологический проц изгот заготовки. Затем выб метод формообразования заготовки (литье в песчаные, стержневые или мелические формы, свободная ковка, ковка в подкладных штампах, штамповка в открытых штампах и т.д.)
В первую очередь выбирают тот метод изготовления, который полностью обеспечивает точность и качество заготовки.