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

30 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

34305. Революционный путь развития технологических процессов 29 KB
  Революционный путь развития технологических процессов Использование в производстве эвристических технических решений совершенствующих рабочие ходы технологического процесса представляет собой революционный путь его развития. Во 2ом варианте после перехода на технологию с более высоким уровнем не происходит одновременного снижения затрат живого и прошлого труда на единицу продукции а даже возможно временное повышение их что казалось бы позволяет сделать вывод об отсутствии какоголибо развития но если проследить за дальнейшим эволюционным...
34306. Модели и методы оценки технологических процессов 23.5 KB
  Модели и методы оценки технологических процессов В настоящее время можно выделить три основных подхода к изучению научнотехнического развития прва описанию технологий и их развития: экономический подход технократический или пифагорский подход системный подход. В рамках экономического подхода развивалось направление связанное с решение задач планирования научнотехнического развития прва для обеспечения заданного необходимого прироста объема выпуска продукции использование так называемых балансовых методов планирования. С целью...
34307. Понятие о системах технологических процессов 24 KB
  Понятие о системах технологических процессов. Система это целое составленное из отдельных частей ке находятся в тесном отношении между собой . Технологическая система это совокупность взаимосвязанных предметов производства исполнителей и направлено на выполнение отдельных операций и процессов в целом. Между операцией в технологическом процессе и системах можно считать условленным так как они имеют опред.
34308. Исторические этапы развития систем технологий 27.5 KB
  В своем развитии системы технологических процессов прошли ряд исторических этапов. Однако сознательная организация системы технологических процессов произошла в средневековье. Впервые организованная система технологических процессов проявила себя в цехах ремесленников. По структуре цехи ремесленников представляли собой систему параллельных технологических процессов.
34309. Классификационные признаки систем технологий 23 KB
  Важнейшим признаком характеризующим технологические системы является их структура. Механизированная отличается использованием различных механизмов для осуществления как рабочих так и вспомогательных процессов в элементах системы участок станков машиностроительного предприятия. Жесткая связь подсистем характеризуются немедленным прекращением функционирования технологической системы в целом при отказе хотя бы одной подсистемы. При нежесткой связи между элементами системы возможно непродолжительное функционирование системы в случае...
34310. Структура технологической системы производства 25.5 KB
  Структура технологической системы производства. Свойства элементарных технологических процессов распространяются и на технологические системы более высокого иерархического уровня которые образованы совокупностями технологических процессов. Таким образом технологическую систему производства образуют параллельные последовательные и комбинированные системы технологических процессов. Еще одним важным фактором в формировании технологических систем являются технологические связи между элементами системы а также их характер.
34311. Взаимосвязь технологических и организационных структур производства 26 KB
  Взаимосвязь технологических и организационных структур производства. Характер формирования систем технологических процессов а также связей между ними имеет определяющее значение для формирования управляющих воздействий. Поэтому можно четко проследить взаимосвязь технологических и организационных структур производства. Например ремесленный цех с его ярко выраженной параллельной системой технологических процессов на определенном этапе исторического развития видоизменился в мануфактуру с последовательными технологическими процессами.
34312. Специфика развития параллельных и последовательных технологических систем 26 KB
  Перевод слабых составляющих системы на более высокую ступень позволит улучшить характеристики системы так как в ней ликвидируются звенья которые обуславливали в наибольшей степени неудовлетворительное функционирование системы. Таким образом ориентация на два различных типа развития позволит ставить задачу определения предпочтительности одного из них применительно к составляющим элементам параллельной системы. Такое целенаправленное развитие дает больший эффект чем при одновременном развитии всех составляющих изза различной готовности...
34313. Основные закономерности и направления развития систем технологических процессов 23.5 KB
  При этом важной особенностью развития технологических систем является их тип параллельной или последовательной связи элементов системы. Технологические системы в общем случае развиваются как и технологические процессы эволюционным и революционным путем. Однако системы технологических процессов неоднородны по восприятию рационалистического и эвристического развития. Как и в случае развития технологических процессов необходимым и достаточным условием революционного развития является совершенствование рабочих процессов хотя бы в...