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

27 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

38956. Общая методика выполнения процедуры ДС. 167.5 KB
  с известным приближением определяется интегральной сверткой: 1 где момент времени в который определяется величина выходного сигнала; сигналы на входе и выходе соответственно; импульсная характеристика линейного элемента. При проектировании известными являются входной сигнал а также...
38957. Общая методика анализа спектра типовых входных сигналов с использованием процедуры ДПФ. Зеркальная особенность (mirror). Эффект появления ложных спектральных компонент (aliasing) 1.76 MB
  Эффект появления ложных спектральных компонент lising. Выбирается интервал Т ограничения сигнала в соответствии с выражениями: для бесконечного апериодического сигнал: где интервал по шкале частот между отсчетами спектра определяющей требуемое по условию задачи разрешение по частоте; для сигнала в виде одиночного импульса или группы импульсов: при отсутствии разрыва хотя бы в одной краевой точке т. Вследствие нарушения условия Котельникова происходит наложение отсчетов спектра соответствующих соседним периодам сто приводит к...
38958. Принципы построения обучаемых АТСН 43.5 KB
  Назначение обучаемых ТВК может быть различным всевозможные измерительные приборы системы технического зрения астронавигационные системы тепловизионные обзорнопоисковые системы и т. Однако режиму автономного функционирования должен предшествовать период обучения системы при временном участии оператора. Изображение эталона посредством оптической системы ОС и телевизионного датчика ТВД преобразуется сначала в аналоговый видеосигнал а затем с помощью формирователя бинарного сигнала ФБС в эталонный бинарный сигнал фиксируемый в...
38959. Функции узла предварительной обработки видеосигнала в структуре ТВК. Состав и назначение его основных компонентов 235.5 KB
  Состав и назначение его основных компонентов Основная функция устройства предварительной обработки УПО преобразование видеосигнала представляющего собой последовательность видеоимпульсов соответствующих освещенностям в анализируемых точках изображения в адекватные значения кодов двоичных чисел. Кроме АЦП в составе УПО должны быть дополнительные аппаратные средства обеспечивающие условия оптимального согласования параметров видеосигнала с параметрами АЦП независимо от содержания кадра рис. Функциональная схема устройства...
38960. Методы моделирования на этапе проектирования ТВК. Достоинства и недостатки математического (компьютерного) и физического моделирования 30 KB
  Методы математического и физического моделирования проектируемой системы помогают решать задачи связанные с уточнением параметров решающих правил при реализации различных алгоритмов обработки сигналов в ТВК. Они способствуют выявлению обоснованных требований к отдельным звеньям системы особенно в тех случаях когда аналитические расчётные методики оказываются малоэффективными или достаточно сложными. Эта модель обычно включает в себя модели основных звеньев системы: изображения объекта оптической системы фотоприёмного узла анализатора...
38961. Задачи, решаемые на этапе предварительной обработки изображений в ТВК. Назовите и поясните некоторые из методов, которые могут использоваться для решения этих задач 53.5 KB
  Сокращение массива [E ij ] за счет исключения отсчетов сигнала от фона; использование алгоритмов сглаживания для подавления некоррелированных шумов; применение методов трансформирования двумерных массивов исходных изображений в двумерные массивы коэффициентов на основе ортогональных преобразований для последующей фильтрации выделения признаков наблюдаемых объектов и т. Подробнее рассмотрим алгоритмы предварительной фильтрации используемые при решении задачи обнаружения и селекции точечных объектов при наличии неоднородного фона....
38962. Алгоритмы трансформирования исходных изображений на основе ортогональных преобразований 68 KB
  Алгоритмы трансформирования исходных изображений на основе ортогональных преобразований С какой целью могут использоваться алгоритмы трансформирования исходных изображений на основе ортогональных преобразований Что общего и в чём различия между дискретным преобразованием Фурье и другими видами ортогональных преобразований. Один из видов ортогональных преобразований дискретное преобразование Фурье. В процессе ортогональных преобразований изображения имеющего сильные корреляционные связи между соседними элементами происходит...
38963. Алгоритмы выделения границ (контуров) объектов наблюдения в полутоновых и бинарных изображениях 166 KB
  После этого границы объекта могут быть найдены следующим образом.15 где: ij ∈ωгр множество координат точек принадлежащих области изображения вблизи границ объекта; D пороговое значение нормы градиента.15 обычно недостаточно для успешного выделения контуров объекта. Изменяя величину D можно в принципе менять соотношение между вероятностью выделения лишних точек ошибки первого рода и вероятностью пропуска контурных точек объекта ошибки второго рода.
38964. Методы автоматической идентификации объектов без выделения геометрических признаков. Их достоинства и недостатки 46.5 KB
  Идентификация заключается в сравнении изображения одного объекта со всеми эталонами заданного класса. Способ прямого сравнения изображения объекта с эталонным изображением. Пусть [Eij] исходное изображение объекта; [Fij] эталонное изображение.4 и следовательно могут возникнуть ошибки связанные с неправильной идентификацией объекта ошибки первого рода.