5154

Технологическая характеристика заготовительных процессов

Реферат

Производство и промышленные технологии

Технологическая характеристика заготовительных процессов. Методы получения заготовок Детали машин изготавливаются либо из полуфабрикатов, полученных отрезкой из сортового проката различной формы (круга, шестигранника, листа и т.д.) или из заготов...

Русский

2012-12-03

1.86 MB

23 чел.

Технологическая характеристика заготовительных процессов.

1. Методы получения заготовок

Детали машин изготавливаются либо из полуфабрикатов, полученных отрезкой из сортового проката различной формы (круга, шестигранника, листа и т.д.) или из заготовок полученных литьем, обработкой давлением, прессованием и т.д.

Заготовка отличается от деталей тем, что ее поверхности или часть поверхностей имеют другие размеры (в сторону увеличения или уменьшения от номинального размера) и другую форму (часто в сторону упрощения). В некоторых заготовительных процессах могут быть получены заготовки без дальнейшей механической обработки (например, болты, винты, пальцы, оси и т.д.).

       Существуют следующие методы получения заготовок рис. 1. Внутри каждого метода имеются виды, с соответствующей характеристикой по точности, параметрам шероховатости и другими показателями табл.1 и  

                                      Рис.1. Методы получения заготовок

  1.  Литье – заливка расплавленного металла в соответствующие формы, полость которой соответствует очертаниям заготовки. После отвердевания заготовка принимает форму и размеры, заданные ее чертежом.
  2.  Обработка давлением – пластическое формирование нагретого или холодного металла и придания ему формы и размеров, приближенных к форме и размерам детали.
  3.  Отрезка из сортового проката механической или термической резкой (например, заготовок для валов из круглого проката, заготовок для фланцев из листового проката).
  4.  Комбинированные методы получения заготовок (например, литье и сварка; отрезка из сортового проката и сварка и т.д.).


  1.  Сущность литейного производства

Литейное производство – процесс изготовления из металлов и сплавов заготовок и изделий, называемых отливками. Отливки делают преимущественно не из чистых металлов, а из их сплавов – чугуна, стали, бронзы, латуни, алюминиевых и других сплавов. Сущность литейного производства заключается в получении жидкого, т.е. нагретого выше температуры плавления, сплава необходимого химического состава и в заливке его в заранее приготовленную форму. При охлаждении металл затвердевает и сохраняет конфигурацию формы.

Изготовление деталей и заготовок методом литья – самый экономичный технологический процесс. Формы, в которые заливают жидкий металл, изготавливают различными способами и из разных материалов. Внутренние размеры форм несколько превышают размеры отливок, так как металл, залитый в форму, при затвердевании и охлаждении сокращается в объеме. В большинстве случаев формы служат для получения только одной отливки, после чего их разрушают.

Самый распространенный метод литья – литье в песчано-глинистые формы. Около 80% всех отливок получают в таких формах.

       Во многих случаях точность и шероховатость поверхности отливок, получаемых в песчано-глинистых формах, не удовлетворяют требованиям современного машиностроения. Поэтому используют специальные способы получения отливок: литье в металлические формы (кокили) без принудительного давления и с принудительным давлением (литье под давлением), литье во вращающиеся металлические формы (центробежное литье) и в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям.

  1.  Литье в песчано-глинистую форму.

        При литье этим способом  полость формы, в которую заливают металл, изготавливают с применением модели, формовочных ящиков (опока), модельных плит, стержней и знаков. Модели изготавливают либо из древесины, либо из пластмасс, либо из металла (алюминиевые сплавы). Формовочные ящики изготавливают либо из древесины,  либо из алюминиевых сплавов. Формовочная смесь, в которой создается полость, состоит из кварцевого песка различной зернистости, глины, добавки

(древесная мука, сажа, мазут и т.д.). На рис. 1 показана литейная форма в сборе, полость которой образована в нижней и верхней половине полуформ.

                            Рис.1   Литейная форма в сборе.

1,2- нижняя и верхняя полуформа в сборе

3- полость (форма)

4- формовочная смесь

5- литниковая чаша

6- стояк

7- канал подвода металлов в полость

8- каналы для выхода образующихся паров воды и газа (выпар). Литье

   считается законченным, когда металл появляется через каналы 8. После

   затвердевания формировочная смесь разрушается и заготовка извлекается

   из ящиков.

          Преимущества литья в песчано-глинистой форму:

возможность получения отливок с большим диапазоном размером и

массы; экономичность получения заготовок в единичном и

мелкосерийном производстве. Недостаток - как правило, формы  

применяются 1 раз. Например, по схеме рис.2 для извлечения отливки из      

верхней полуформы необходимо разрушить форму.

3. Литье в металлические формы применяется в условиях серийного и крупносерийного производства В том случае себестоимость формы раскладывается на партии деталей (  до 800 шт.)

В металлических формах для исключения пригорания металла к стенкам формы на них наносится облицовочный слой толщиной от 1мм до 3.5мм. Изготавливается  из кварцевого песка, жидкого стекла и быстротвердеющих смесей. Металлические формы при заливке металла нагреваются до 350С.

Рис.   Металлическая литейная форма в сборе.  

1,2- нижняя и верхняя полуформа

3- полость формы

4- стержень одновременно служит литником

5- каналы подвода металлов к полости

6- кольцевой знак для образования трапециидальной канавки

        Преимущества этого способа:

1)металлические формы можно использовать многократно;

2)отливки получаются более качественными, формы заготовки более приближенному к форме и размерам детали.

Лекция 3.              3.1. Технологический процесс обработки давления

Обработкой давлением называют процессы получение заготовок или деталей машин силовым воздействием инструмента на исходную заготовку  из пластичного материала, при этом происходит преобразование заготовки простой формы в более сложную того же объема.

Обработкой давлением получают не только заданную форму по размерам заготовок (деталей) но и обеспечивают требуемую точность размеров, шероховатость и состояние поверхности в соответствии с техническими требованиями.

  1.  Физико-механические основы обработки давление.

Обработка давлением основана на способности материалов подвергаться пластическому деформированию. При силовом воздействии инструмента потенциальная энергия твердого тела возрастает до определенного предела, после чего атомы смещаются на расстояние, большие межатомных, и остаются в новых положениях устойчивого равновесия. Сумма таких смещений создает пластическую деформацию с изменением формы и размеров твердого тела.

Сопротивление деформированию и пластичность металла зависят от его химического состава (например, от содержания углерода, с повышение которого снижается пластичность и повышается твердость), температуры и скорости деформирования. Повышение температуры приводит к увеличению пластичности и снижению  усилий его деформирования. С этой целью нагревают исходные заготовки в соответствующих нагревательных устройствах.

При холодном пластическом деформировании изменяются формы и размеры зерен металла, они дробятся и вытягиваются в направлении пластического течения, создавая определенную микроструктуру. Искажение кристаллической решетки приводят к возникновению напряжений в металле, изменению механических и физик - химических свойств металла, называемому упрочнением (наклепом).

3.1. Виды обработки металлов давлением

Рис. 2 Схемы основных видов обработки металлов давлением

Основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение;

Для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближенно формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получения поверхности заданного качества; основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.

Прокатка (рис. а) заключается в обжатии заготовки 2 между вращающимися валками 1. силами трения Ртр  заготовка втягивается между валками, а силы Р, нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные размеры заготовки.

Прессование (рис. б) заключается в продавливании заготовки 2, находящейся в замкнутой форме 3, через отверстие матрицы 1, причем форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствует форме и размерам отверстия матрицы, а длина ее пропорциональна отношению площадей поперечного сечения исходной заготовки и выдавленной части и перемещению давящего инструмента 4.

Волочение (рис. в) заключается в протягивании заготовки 2 через сужающуюся полость матрицы 1; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.

Ковкой (рис. г) изменяют форму и размеры заготовки 1 путем последовательного воздействия универсальным инструментом 2 на отдельные участки заготовки.

Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа (для каждой детали изготавливают свой штамп). Различают объемную и листовую штамповку. При объемной штамповке сортового металла (рис. д) на заготовку, являющуюся обычно отрезком прутка, воздействуют специализированным инструментом – штампом 1, причем металл заполняет полость штампа, приобретая ее формы и размеры.

Материалы к подготовке по лекции №2

«Технологическая характеристика заготовительных процессов»

[7, стр.192 – 195];[1, стр. 316 – 354;стр. 416 - 424]

  1.  Выбор метода получения заготовки.

Метод изготовления заготовки выбирают с учетом: материала детали и ее конфигурации; массы, требуемой точности размеров и качества поверхности; объем выпуска; стоимостью заготовки и ее последующей обработки.

Материал детали может быть определяющим фактором при выборе метода получения заготовки. Например, из чугуна заготовки получают только литьем, ковать или штамповать заготовки из чугуна нельзя из-за низкой пластичности (хрупкости). Это же относится к отдельным недеформируемым сплавам из цветных металлов (бронзы).

Размер, масса и конфигурация детали ограничивают выбор метода получения заготовки. Например, литье под давлением ограничивается массой заготовок сплавов до 150 кг. Сложные по форме заготовки (например, корпусной детали) целесообразно получать отливкой, чем обработкой давлением, где необходимы мощные пресса и дорогостоящие штампы больших размеров. Объем партии заготовок одновременно запускаемой в производство существенно влияет на выбор метода и экономичность получения заготовки.

Годовая программа выпуска деталей по типам производств табл.4.

Тип производства

Годовой объем выпуска деталей одного наименования,  шт.

       Легкие                до 20 кг

    Средние                 (20-300)кг

Тяжелые более 300 кг

     Единичное

  до 100

до 10

1 – 5

   Мелкосерийное

  101 – 500

11 - 200

6 – 100

  Среднесерийное

  501 – 5000

201 – 1000

101 – 300

  Крупносерийное

 5001 – 50000

1001 – 5000

301 – 1000

1. Потери металла при получение заготовок различными видами, составляют от массы детали в процентах:

  •  при отливке высокопрочного чугуна и стали (0,5…0,55);
  •  при отливке серого чугуна до 0,65;
  •  при свободной ковке (0,65…0,75);
  •  при ковке с подкладным штампом (0,75…0,9);
  •  при штамповке (0,8…0,95).
  1.  Потери металла при механической обработке:
    •  отливки и поковки до 20% от веса детали;
    •  штамповки до 10%.

  Эти потери металла влияют на стоимость получения заготовок и их дальнейшую механическую обработку резанием.

Таблица 1


Методы получения заготовок

Литьем

Обработкой давлением

Отрезкой из проката

Порошковой металлургией

омбини- рованными способами

       Таблица  2.1

Таблица  2.2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36708. ИЗУЧЕНИЕ АТОМНЫХ СПЕКТРОВ С ПОМОЩЬЮ ПРИЗМЕННОГО СПЕКТРОГРАФА 173 KB
  Однако и в этом случае волновая модель не смогла объяснить распределение энергии в спектрах излучения нагретых твёрдых тел. Соответственно в экспериментальной спектроскопии применяется градуировка приборов в длинах волн при исследовании спектрального состава излучаемой энергии. в них наблюдается большое число тесно расположенных спектральных линий так называемый многолинейчатый или полосатый спектр. При этом линейчатые спектры атомов представляют собой совокупность спектральных линий не разбросанных в беспорядке по длинам волн а...
36709. Приборы измерения давления. Стрелочный деформационный манометр 181.44 KB
  Стрелочный деформационный манометр Задание Изучить прибор для измерения давления стрелочный деформационный манометр; определить относительную погрешность измерения при различных уровнях давления. Пояснение к работе Давление отсчитываемое от нулевого давления называется абсолютным давлением pабс. Давление превышающее атмосферное и отсчитываемое от атмосферного давления называется избыточным давлением pизб.
36710. Исследование и расчет режимов распределительной сети 6 - 10 кВ 92.5 KB
  Воспроизведите модель распределительной сети на расчетном столе переменного тока. Определите параметры установившихся режимов распределительной сети для следующих схем: полной; разомкнутой вблизи точки естественного потокораздела; послеаварийной рассмотрите наиболее тяжелый случай. В каждом режиме измерьте: напряжения в центрах питания и в узлах нагрузки; токи в линиях; активные и реактивные мощности в начале и конце каждого участка сети; выполните анализ полученных установившихся режимов.
36711. Кластерный анализ. Агломеративные методы 22.56 KB
  Решение поставленной задачи: 1Центрируем и нормируем: 2Рассчитаем матрицу расстояний: 1 2 3 4 5 6 Далее поскольку матрицы будут симметричными будут записаны полученные данные только над главной диагональю 3По методу дальнего соседа: Объединим 1 и 2 с расстоянием 0.84 1 3 4 5 6 Объединим 1 и 3 с...
36712. Имитационное моделирование случайных событий. Компьютерное моделирование 214.5 KB
  Оценить надежность системы в соответствии с вариантом состоящей из трех узлов и устройств B C D E F. Рассчитать аналитически вероятность безотказной работы всей системы. Построить имитационную модель системы. Оценить вероятность безотказной работы системы с помощью имитационной модели.
36713. СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ «СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЙ» И ОСНОВЫ РАБОТЫ В НЕЙ 223 KB
  Задание № 2 Сформируйте структуру таблицы АДМИНИСТРАТИВНЫЕ РАЙОНЫ для хранения в ней справочных сведений о районах Ставропольского края. Структура таблицы АДМИНИСТРАТИВНЫЕ РАЙОНЫ Признак ключа Имя поля Тип поля Размер поля Ключ Код района Текстовое 3 Название района Текстовое 20 Плотность населения Числовое С плавающей точкой Число населенных пунктов Числовое Длинное целое Площадь территории Числовое Длинное целое Численность населения Числовое С плавающей точкой Технология работы В окне базы данных перейдите к объектам ТАБЛИЦЫ. Таблица...
36714. Исследование схем усилителей в программной среде PSpice 190 KB
  Усилитель собран на биполярном транзисторе, который нагружен на двухконтурный полосовой LC-фильтр. Этот фильтр настроен на частоту 36 МГц и имеет характеристическое сопротивление 100 Ом. Фильтр состоит из двух параллельных контуров
36715. Имитационное моделирование случайных событий 117.5 KB
  В каждой задаче в соответствии с вариантом построить имитационную компьютерную модель имитирующую предлагаемое событие или события. С помощью имитационной модели оценить вероятность данного события событий и рассчитать необходимое количество экспериментов. Рассчитать аналитически вероятность предлагаемого события событий и сравнить с расчетами полученными методами имитационного моделирования. Постройте модель имитации данного события.
36716. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ И СОЗДАНИЕ СТРУКТУРЫ РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ 193.5 KB
  Задание № 3 Использую возможности фильтрации данных постройте следующие фильтры для выборки данных в соответствии с приведенными критериями. С помощью Расширенного фильтра из таблицы Административные районы выбрать те районы в которых численность населения превышает 50 тыс. Удалить фильтр. В меню Записи выберите команду Фильтр Расширенный фильтр.