Методы и способы получения заготовок. Машиностроение и механика Основные принципы выбора способа получения заготовок

11.10.2023

Методические указания к выполнению практических работ и разделов в курсовых и дипломных проектах для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» Саров 2009 Министерство образования Нижегородской области ГОУ СПО «Саровский политехнический техникум»

Проектирование штампованных поковок

Методические указания к выполнению практических работ и разделов в курсовых и дипломных проектах для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения»

Составила: Суняйкина Н.Н. - преподаватель высшей категории специальных дисциплин ГОУ СПО СПТ

Рецензент: Халдеев В.Н. - к.т.н., зам. зав. кафедры «Технология машиностроения» ФГОУ ВПО

«Саровский государственный физико-технический институт»

Настоящие методические указания обобщают теоретические и практические вопросы по теме «Выбор заготовок», даны характеристики основным методам получения заготовок, в частности заготовкам, получаемых штамповкой, рассмотрены основные требования выполнения практических работ и разделов курсовых и дипломных проектов по определению размеров заготовок, получаемых штамповкой, назначению припусков и допусков на поверхности штампованных заготовок, оформлению чертежа штамповки. Приведен справочный материал по теме. Комплексно изложен порядок выполнения расчетов.

Пособие предназначено для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» начального, среднего и высшего профессионального образования, а также для руководителей курсовых и дипломных проектов.

Согласовано заседанием выпускной ПЦК ГОУ СПО СПТ

Утверждено заседанием методического совета ГОУ СПО СПТ

Протокол № ___ от “____” _____________20 г

1. Виды заготовок и их характеристики………………..............................……. 4

2. Выбор вида и метода получения заготовки………………………………..... 6

3. Штампованные поковки……..………………………………………………. 8

4. ГОСТ 7505 - 89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски

и кузнечные напуски»……………………………………………………….. 15

5. ГОСТ 3.1126 - 88 «Правила выполнения чертежей поковок»……………. 24

6. Пример расчета заготовки, получаемой горячей объемной штамповкой… 25

7. Лабораторная работа по курсу «Технология машиностроения»………….. 32

Список использованной литературы………………………………………….. 34

ВИДЫ ЗАГОТОВОК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Заготовка — предмет производства, из которого измене-нием формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавливают деталь или неразъем-ную сборочную единицу.

Заготовка перед первой технологической операцией называется исходной заготовкой.

Выбор заготовки заключается в установлении метода ее изготовления, расчете или выборе припусков на обра-ботку резанием и определении размеров исходной заго-товки.

Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами мате-риала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала (про-кат), имеющееся оборудование, производственная програм-ма, тип производства, степень его механизации и автома-тизации. Оптимальный вариант изготовления заготовки устанавливается на основании технико-экономических расчетов. Повышение точности заготовок (уменьшение припусков) позволяет экономить металл, снижать стои-мость и трудоемкость обработки резанием, но при этом может возрасти стоимость изготовления исходных загото-вок. При малой производственной программе применение некоторых технологических процессов изготовления за-готовки (горячая штамповка и др.) может оказаться эко-номически нецелесообразным в связи с высокой стоимос-тью технологического оборудования и оснастки.

Наиболее распространены следующие виды заготовок:

Заготовки из проката и спецпрофилей;

Литые заготовки;

Кованые и штампованные заготовки;

Комбинированные заготовки;

Заготовки, получаемые методом порошковой металлургии.

Заготовки из проката

Из сортового круглого горячекатаного проката получают оптимальные заготовки для изготовления ступенчатых валов с небольшим перепадом диаметров, осей, ходовых винтов, штоков и других подобных деталей протяжённой цилиндрической формы при любых типах производства.

Круглый, квадратный, шестигранный, полосовой и листовой прокат широко используют в единичном производстве для изготовления деталей любой конфигурации. Даже при низком коэффициенте использования металла это часто оказывается выгоднее, чем применять специальные методы получения точных заготовок, требующие сложной дорогостоящей оснастки. Естественно, что при малом объёме выпуска такая оснастка не может себя окупить

Трубный прокат выгоден для изготовления пустотелых валов, колец, цилиндров, гильз и т.д.

Профильный сортовой прокат в виде уголков, швеллеров и т.д. используется для сварных металлоконструкций, рам, станин, корпусов и др.

В условиях крупносерийного и массового производства применяют прокат периодического профиля, полученный поперечно-винтовой прокаткой. После разрезки такого проката получают ступенчатые заготовки, приближенные по форме к готовой детали.

Литые заготовки

Литые заготовки применяются в тех случаях, когда:

Материал не позволяет получить заготовку другим способом;

При больших габаритах заготовки, которые нельзя получить другими способами;

Если литая заготовка выгоднее по экономическим соображениям.

Литьё в песчано-глинистые формы используется при всех типах производства, так как отличается технологической универсальностью. Этим методом получают ~80% всех отливок, и лишь 20% приходится на все остальные способы литья. В массовом производстве применяют более точные заготовки, полученные машинной формовкой по металлическим моделям, в единичном - с низкой точностью, при ручной формовке по деревянным моделям.

В серийном и массовом производстве, помимо литья в песчано-глинистые формы, применяют следующие специальные способы литья.

Литьём в оболочковые формы получают заготовки сложной конфигурации. Они значительно точнее отливок, полученных в песчано-глинистых формах, но требуют более сложной оснастки и поэтому дороже.

Литьё по выплавляемым моделям выгодно для изготовления сложных и точных заготовок из труднообрабатываемых материалов. Этот способ самый трудоёмкий среди методов литья, но может окупаться за счёт существенного снижения расхода материала и трудоёмкости механической обработки.

Литьё в металлические формы (в кокиль) имеет две отличительные особенности:

Металлические формы могут применяться многократно;

Металлические формы обеспечивают интенсивный теплоотвод и высокую скорость охлаждения расплавленного металла.

Последнее обстоятельство снижает жидкотекучесть металла и не позволяет получать тонкостенные заготовки. Но это же свойство играет положительную роль, способствуя образованию более прочной мелкозернистой структуры металла

Литьё под давлением позволяет ускорить заполнение металлической формы и получать сложные точные отливки с тонкими стенками (до 1 мм) из цветных сплавов.

Центробежное литьё применяется для получения заготовок типа тел вращения: труб, гильз, цилиндров и т.п. Как и литьё под давлением, обеспечивает быстрое заполнение металлической формы и получение плотной (без раковин и пор) отливки, но это создаётся за счёт «утяжеления» металла центробежными силами. Отрицательным качеством центробежного литья является повышение ликвации сплавов под действием центробежных сил: более тяжёлые компоненты сплава перемещаются на периферийные слои заготовки.

Поковки и штампованные заготовки

Такие заготовки применяют в следующих случаях:

1) Для изготовления заготовок с большим перепадом сечений (ступенчатых и коленчатых валов, рычагов и т.п.

2) При больших габаритах заготовки, превышающих размеры прокаты.

3) Для придания высоких механических свойств особо ответственным деталям.

Ковка является универсальным методом производства заготовок массой от 10 г до 350 т. При ковке формообразование производится последовательным деформированием отдельных участков заготовки, что позволяет получать крупногабаритные заготовки. В основном она применяется в единичном производстве из-за низкой производительности и невысокой точности заготовок.

Для повышения точности и качества поверхностей поковок применяют ковку в подкладных штампах.

В серийном и массовом производстве применяют горячую объёмную штамповку. Штамповка гораздо производительнее свободной ковки. Штампованные заготовки значительно точнее, имеют более качественные поверхности, однако для их изготовления требуются сложные дорогостоящие штампы. Штамповку выполняют на молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) и другом оборудовании. Масса штампованных заготовок от 0,5 до 30 кг. Штамповка бывает в открытых и закрытых штампах. Перспективны штамповка выдавливанием и холодная объёмная штамповка.

Комбинированные методы

Комбинированные методы применяют для изготовления крупных и сложных заготовок. Конструкцию таких заготовок расчленяют на простые элементы, которые отливают, штампуют, вырезают из проката, а затем соединяют сваркой в единую заготовку. Иногда элементы заготовок перед сваркой предварительно обрабатывают. Вместо сварки может применяться частичная заливка предварительно обработанных элементов, полученных другими способами. В комбинированных заготовках можно применять различные материалы для получения отдельных элементов, обеспечивая их особые качества.

Метод порошковой металлургии.

Полуфабрикатом для получения заготовок являются мелкодисперсные порошки исходных материалов. Заготовку прессуют из порошка в пресс-форме и спекают в монолит термообработкой. В состав шихты для спекания можно включать порошки твёрдых тугоплавких материалов и получать псевдосплавы с уникальными свойствами, например, медь-вольфрам, карбид вольфрама - кобальт (инструментальный твёрдый сплав) и т.п. Метод порошковой металлургии позволяет получать также пористые материалы для подшипников. Этим методом можно получать заготовки с точностью 7 квалитета без термообработки. Однако высокая стоимость оснастки делает метод эффективным только при очень больших объёмах выпуска.

Перед поступлением на обработку резанием исход-ные заготовки подвергают очистке, правке и термиче-ской обработке в зависимости от методов их изготовления и предъявляемых, требований. Отливки очищают от формовочной земли и стержней, затем удаляют литники, выпоры, отрезают прибыли, зачищаются заусенцы и слу-чайные приливы. Очистку производят на стационарных и переносных шлифовально-обдирочных станках, зуби-лами, стальными щетками. Для механизации процесса очистки применяют дробеструйные установки, вращаю-щиеся (галтовочные) барабаны. Заготовка, полученная горячей штамповкой, в месте разъема штампа обычно имеет облой, который обрезают или вырубают в штам-пах на обрезных кривошипных прессах. После обрезки производят термическую обработку и правку в горячем или холодном состоянии. Термическая обработка с це-лью получения заданных микроструктуры и механичес-ких свойств, включает нормализацию, улучшение и дру-гие процессы.

Штамповки очищают от окалины и заусенцев дробес-труйной обработкой, травлением, галтовкой во вращаю-щихся барабанах. Для получения точных размеров неко-торые штампованные заготовки проходят калибровку и чеканку в холодном или горячем состоянии. Перед этой операцией производят отжиг или нормализацию и очист-ку от окалины. На чеканку дается припуск от 0,2 до 0,8 мм на сторону в зависимости от площади чеканки. Длинные заготовки из проката правят вручную, на прес-сах или на специальных многороликовых правильно-калибровочных станках за 1-2 хода.

Под заготовкой понимается изделие, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь. Для получения детали из заготовки ее подвергают механической обработке, в результате которой удалением слоя материала (припуска) с отдельных (или всех) ее поверхностей получают заданные конструктором на чертеже геометрическую форму, размер и свойства поверхностей детали. Припуск необходим для надежного обеспечения геометрических характеристик и чистоты рабочих поверхностей детали. Величина припуска зависит от глубины дефектов поверхности и определяется видом и способом получения заготовки, ее массой и габаритами.

Кроме припусков при механической обработке удаляются напуски, которые составляют часть объема заготовки, добавляемую иногда для упрощения технологического процесса ее получения.

Заготовки простой конфигурации (с напусками) дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки.

Выделяют следующие виды заготовок:

получаемые литьем (отливки);

получаемые обработкой давлением (кованые и штампованные заготовки);

заготовки из проката (получаемые отрезкой);

сварные и комбинированные заготовки;

получаемые методами порошковой металлургии.

Заготовка может быть штучной (мерной) или непрерывной, например пруток горячекатаного проката, из которого разрезкой могут быть получены отдельные штучные заготовки.

Заготовки получают также из конструкционной керамики.

Литьем получают заготовки фактически любых размеров простой и очень сложной конфигурации почти из всех металлов и сплавов, а также и из других материалов (пластмассы, керамики и т.д.). Качество отливки зависит от условий кристаллизации металла в форме, определяемых способом литья. В некоторых случаях внутри стенок отливок возможно образование дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, трещины, получающиеся в горячем или холодном состоянии), которые часто обнаруживаются только после черновой механической обработки.

Обработкой металлов давлением получают кованые и штампованные заготовки. Ковка применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а также при изготовлении крупных, уникальных заготовок и заготовок с особо высокими требованиями к объемным свойствам материала. Штамповка позволяет получить заготовки близкие по конфигурации к готовой детали. Механические свойства заготовок, полученных обработкой давлением, выше, чем литых.

Сварные и комбинированные заготовки изготовляют из отдельных составных элементов, соединяемых между собой с помощью различных способов сварки. Неправильная конструкция заготовки или неверная технология сварки могут привести к дефектам (коробление, пористость, внутренние напряжения), которые трудно исправить механической обработкой.

Заготовки, получаемые методами порошковой металлургии, по форме и размерам могут соответствовать готовым деталям и требуют незначительной, часто только отделочной обработки.

Заготовки из конструкционной керамики применяют для теплонапряженных и (или) работающих в агрессивных средах деталей.

Поступающие на обработку заготовки подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции, устанавливающей метод контроля, периодичность, количество проверяемых заготовок в процентах к выпуску и т.д.

У заготовок сложной конфигурации с отверстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) в заготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхностей. Для этого заготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируя схему установки, принятую для первой операции обработки. Отклонения размеров и формы поверхностей должны соответствовать требованиям чертежа заготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже, обладать соответствующими ему механическими свойствами, не должны иметь внутренних дефектов (для отливок - рыхлоты, раковины, посторонние включения; для поковок - пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям, «шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварных конструкций - непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).

Дефекты, влияющие на прочность и внешний вид заготовки, подлежат исправлению. В технических условиях должны быть указаны вид дефекта, его количественная характеристика и способы исправления (вырубка, заварка, пропитка различными химическими составами, правка).

Поверхности отливок должны быть чистыми и не должны иметь пригаров, спаев, ужимин, плен, намывов и механических повреждений. Заготовка должна быть очищена или обрублена, места подвода литниковой системы, заливы, заусенцы и другие дефекты должны быть зачищены, удалена окалина. Особенно тщательно должны быть очищены полости отливок. Необрабатываемые наружные поверхности заготовок при проверке по линейке не должны иметь отклонений от прямолинейности более заданных. Заготовки, у которых отклонение от прямолинейности оси (кривизна) влияет на качество и точность работы машины, подлежат обязательному естественному или искусственному старению согласно технологическому процессу, обеспечивающему снятие внутренних напряжений, и правке.

Отмеченные на чертеже заготовки базы для механической обработки должны служить исходными базами при изготовлении и проверке технологической оснастки (моделей и приспособлений), должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев, остатков литников, прибылей, выпоров, литейных и штамповочных уклонов.

Производство и промышленные технологии

Прогрессивные заготовки должны отвечать след.Формы и размеры заготовки должны быть так приближены формы и размерам детали. Технологический процесс получения заготовок заключается в последовательном изменении формы размеров шероховатости поверхности а также свойств исходной заготовки и её материала. процесса получения заготовки.

109.Основные понятия заготовок.

Изготовление любого машиностроительного изделия начинается с производства заготовок. Производство заготовок является одним из основных этапов машиностроительного производства, которое оказывает непосредственное влияние на себестоимость изделия. Трудоёмкость изготовления заготовок в машиностроении составляет в среднем 45% от суммарной себестоимости изготовления деталей.

Деталь изделие, выполненное из однородного материала без применения сборочных операций.

Заготовка предмет труда из которого изготавливается деталь путём изменения размеров, формы, свойств поверхности и самого материала.

Прогрессивные заготовки должны отвечать след. требованиям:

1.Формы и размеры заготовки должны быть так приближены формы и размерам детали.

2.Заготовки должны иметь min себестоимость, например за счёт специализации.

3.Технология заготовок должна обеспечить возможность механизации и автоматизации технологического процесса.

Технологический процесс получения заготовок заключается в последовательном изменении формы, размеров, шероховатости поверхности, а также свойств исходной заготовки и её материала.

Способы получения заготовок.

Способы получения заготовок классифицируются след. образом:

1.По физико-механическому состоянию материала:

Горячая обработка Me давлением, когда Томд > Трек

Холодная обработка Томд < Трек

2.По форме энергии затрачиваемой на проведении тех. процесса получения заготовки.

Термич. способ сварки, когда вся энергия полностью расходуется на плавление электрода части детали, обеспечивает плавление материала { дуговая сварка }.

Термо-мех. способ сварки, когда часть энергии расходуется на расплавлении деталей, а часть обеспечивает прижатие деталей друг к другу { электроконтактная сварка }. Чисто-мех. способ сварки, когда вся энергия расходуется на сдавливание детали и образовании сварного соединения.

3.По виду материала и оснастки:

Литьё в песчано-глинистой формы { материалы: песок, глина, оснастка деревянной или металлической модели }.

Литьё в металич. форме { кокели }, { материал чугун, оснастка металич. формы, горячая штамповка; материал нагретый Ме, оснастка металлический штамп }.

4.По характеру нагрева: общий нагрев заготовок { закалка, отжиг }; общий нагрев { лазерная обработка, электроискровая обработка }.

5.По агрегатному состоянию реакционной среды { формирование диффузионных слоёв; через газовую среду азотирование; цианирование; через твёрдую среду титанирование, хромирование }.

По технологич. Принципу заготовки делятся на след. виды:

Отливки получаемые путём заполнения полости формы расплавл. Ме, который затвердевает в этой же форме.

Поковки получаемые при помощи объёмной пластич. деформации нагретого Ме.

Прокат изготавливаемый путём обработки Ме давлением слитков на прокатных станках.

Порошковые заготовки получаемые путём прессования и спекания порошковю

Заготовки получаемые холодной штамповкой.

Комбинированные заготовки, которые получаются путём сварки отдельных частей изготовленных литьём, ковкой, штамповкой.

Заготовки из пластмасс, которые получаются литьём, прессованием, экструзией, склеиванием, сваркой.

Выбор того или другого способа изготовления заготовок зависит от многих факторов:

Назначение и условий эксплуатации деталей, испытываемых напряжений, конструктивных форм.

Заготовки характеризуются конфигурацией, размерами, точностью и состояния поверхности. Формы и размеры заготовок в значительной степени определяют технологию их изготовления.

Точность размеров заготовок получаемых различными способами колеблются от сотых долей мм, до нескольких мм.

Состояние поверхности заготовок получаемых разными способами существенно влияет на последующую их обработку в наличии облоя, окалины, отбелённого слоя или обезуглероженного слоя вызывает необходимость предварительной подготовки поверхности { зачистка, обрубка, дробеструйная обработка }.

Литьём получают заготовки любых размеров и любой сложности, при этом отливки могут иметь сложные внутренние полости, точность размеров и качество поверхности литых заготовок зависит от способов литья { при литье под высоким давлением получаются отливки практически не требующие последующей мех. обработки }. Отливки могут изготавливать из любых известных металич. сплавов. Мех. свойства отливок зависит от способа получения и от условий кристаллизации Ме в форме, обработкой Ме давлением получают машиностроительные профили, кованные и штампованные; машиностроительные профили отличаются неизменным давлением и получаются прокаткой, прессованием, волочением.

Этим способом получаются заготовки близкие по конфигурации к размерам готовых деталей { по перечному сечению } трубы, шестигранный прокат.

Ковка применяется в единичном и мелкосерийном производстве. При производстве крупных до 200т поковок это единственный способ получения заготовок по ОМД { обработка Ме давлением }.

Штамповка позволяет получать заготовки массой до 50кг по конфигурации близкой к детали. Особенностью явл. поковок невозможность изготовления в них, сложных полостей. Т.к. при ОМД получается волокнистая структура, мех. свойства поковок всегда выше чем у литых заготовок.

Сварные заготовки изготавливаются различными способами от электродуговой до электрошлаковой. Сварка упрощает изготовление сложных деталей, слабым местом сварки явл. Сварной шов и околоженная зона. Прочность Ме в которых ниже прочности основного.

Комбинирование заготовки получаются путём сварки частей изготовляемых ковкой, литьём, штамповкой.

Пластмассовые заготовки характеризуются тем, что по форме и размерам соотв. готовым деталям и требуют лишь отделочных операций. Порошковые заготовки практически не требуют мех. обработки.

Литье один из самых распространенных методов формообразования, что объясняется его преимуществами:

1 высокий КИМ и КВТ.

2 изготовление отливок практически не ограниченной массы и габаритов.

3 возможность получения отливок из любых сплавов.

Получение отливок из сплавов не поддающихся ковке и мех. обработки.

Существуют более 50 способов литья, но сущность всех сплавов одна: получение сплава заданного хим. Состава и заливка его в заранее подготовленную форму. В этой форме сплавы охлаждаются и затвердевают. Тенденции развития литейного производства заключаются в создании новых материалов и повышения качества отливок, повышение их точности и снижение металлоемкости.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
61544.		Приёмы вычислений для случаев вида 26+4	21.13 KB
	Тип урока: комбинированный Средства обучения: примеры на доске учебник наглядное пособие карточки с примерами Литература для учителя: Математика. На доске записаны числа...
61545.		Что значит быть внимательным	17.58 KB
	Развивающие: развивать внимание память обогащать словарный запас. Ребята скажите а как вы думаете что такое внимание ответы детей Как вы думаете у всех ли есть внимание Как вы считаете что значит быть внимательным ответы детей Внимание есть у всех.
61547.		Наблюдение над значениями приставок	23.26 KB
	Задачи: Повторить и закрепить знания о правописании приставок и их различия при написании слов. Развивать орфографическую зоркость, формировать навык грамотного письма слов и предложений с предлогами.
61549.		Родственные слова. Корень. Безударная гласная в корне. Правописание гласной в после шипящей	21.87 KB
	Чистописание Словарная работа Физминутка Работа над предложением. Записываем в столбик слова с маленькой буквы. Поставим ударение в словах. Ребята скажите что в этих словах особенного эти слова родственные...
61550.		Открытка ко Дню защитника Отечества	24.25 KB
	Цель: научить учащихся выполнять открытку в технике аппликации Задачи: Образовательные: обобщить знания о защитниках Отечества научить детей размечать детали по шаблону научить выполнять открытку научить вырезать...
61551.		Открытка к 8 Марта	19.93 KB
	Педагогические задачи: Образовательные: закрепить навык разметки по шаблону закрепить навык работы с бумагой познакомить учащихся с историей праздника 8 Марта учить...

В машиностроении с точки зрения последовательности технологического процесса различает два вида изделий: детали и заготовки :

ДЕТАЛЬ - готовое изделие, идущее непосредственно на сборку;

ЗАГОТОВКА - полуфабрикат, предназначенный для дальнейшей обработки с целью получения готовой детали.

ПРИПУСКОМ «Z» называют слой металла на поверхности заготовки, предназначенный для удаления при последующей механической обработке с целью получения заданных свойств обработанной поверхности детали. Чем меньше величина припуска, тем меньший объем металла заготовки переводится в стружку.

Существуют ДВА СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКА:

1. ТАБЛИЧНЫЙ СПОСОБ. Применяют в мелкосерийном производстве.

Припуск назначают по справочным таблицам ГОСТов независимо от маршрута технологического процесса механической обработки детали.

2. РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ. Суммарную величину припуска на заготовке определяют путем последовательного «наслаивания» на размер готовой детали операционных припусков на механическую обработку.

НАПУСКОМ называют ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ МЕТАЛЛА ЗАГОТОВКИ (рис. 1.3), упрощающий ее конфигурацию (заполненные отверстия I, местные углубления 2, переходы и уступы 3), связанный с технологическими особенностями ее изготовления (литейные и штамповочные уклоны 4, радиусы галтелей 5) или вызванный ее не кратностью 6 при раскрое.

ИСХОДНАЯ ЗАГОТОВКА - это продукт металлургического передела (слиток прокат, расплав), поступающий на первую технологическую операцию заготовительного передела.

Заготовки деталей машин получают, в основном, двумя способами: ЛИТЬЕМ и ОБРАБОТКОЙ ДАВЛЕНИЕМ.

Заготовки получаемые литьем

В случае получения заготовок литьем (рис. 1.4) жидкий металл, РАСПЛАВ, ЗАЛИВАЮТ в заранее приготовленную ЛИТЕЙНУЮ ФОРМУ, соответствующую по конфигурации и размерам готовой детали, но с учетом припусков и напусков. После затвердевания металла получается изделие, называемое ОТЛИВКОЙ.

ДОСТОИНСТВАМИ литейного производства перед другими способами получения заготовок являются: возможность получения изделий СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ и ЛЮБОЙ МАССЫ, а также ОТНОСИТЕЛЬНО НИЗКАЯ СТОИМОСТЬ отливок.

НЕДОСТАТОК - ОТНОСИТЕЛЬНО НИЗКАЯ ПРОЧНОСТЬ ЛИТЫХ ИЗДЕЛИЙ ввиду литой зернистой структуры в отличие от волокнистой структуры, которую имеют кованые и штампованные изделия.

МОДЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ (рис. 1.8, см с. 11) - комплект приспособлений, МОДЕЛЬ ОТЛИВКИ, СТЕРЖНЕВОЙ ЯЩИК, МОДЕЛИ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ, ПОДМОДЕЛЬНАЯ ПЛИТА, МОДЕЛЬНЫЕ ПЛИТЫ).

Способы получения машиностроительных профилей и фасонных заготовок обработкой металлов давлением

В случае получения заготовок обработкой давлением ИСХОДНУЮ ЗАГОТОВКУ, нагретую или холодную, но обязательно твердую, ДЕФОРМИРУЮТ специальным инструментом, в виде БОЙКОВ или ШТАМПОВ и придают ей НОВУЮ ФОМУ, соответствующую по конфигурации и размерам готовой детали, но с учетом припусков и напусков. Полученные изделия называют ПОКОВКАМИ или ШТАМПОВАННЫМИ ЗАГОТОВКАМИ.

Процессы ОМД основаны на использовании ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ металлов, т.е. их способности под действием внешних сил изменять свою форму без разрушения.

ДОСТОИНСТВАМИ процессов ОМД являются:

ЭКОНОМИЯ металла за счет малых припусков и небольших технологических отходов на операциях;

ВЫСОКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ за счет больших скоростей обработки;

БОЛЬШАЯ ТОЧНОСТЬ изделий;

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ изделий за счет создания при деформировании МЕЛКОЗЕРНИСТОЙ и ВОЛОКНИСТОЙ целенаправленной СТРУКТУРЫ металла.

НЕДОСТАТОК - относительно ВЫСОКАЯ СТОИМОСТЬ изделий.

Основных способов ОМД шесть: прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная и листовая штамповка.

Первые три под общим названием ПРОКАТНО-ВОЛОЧИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО используются в металлургической промышленности для получения МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ.

Вторые три - под общим названием КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО применяются в машиностроении для получения ФАСОННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

Ряд процессов осуществляют с нагревом металла выше ПОРОГА РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ (0,4 от температуры плавления по абсолютной шкале) - ГОРЯЧАЯ ДЕФОРМАЦИЯ, ряд без нагрева - ХОЛОДНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ.

1. ПРОКАТКА - процесс получения машиностроительных профилей и фасонных изделий путем пластической деформации металла между вращающимися валками прокатного стана Точность получения изделий из проката показана в приложении 3 (см. с. 90).

Основных схем прокатки три:

ПРОДОЛЬНОЙ прокаткой в гладких (а) и ручьевых (б) валках получают листы и ленты, прутки, балки, рельсы и трубы;

ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОКАТ (в, г) - цельнокатаные кольца, вагонные и зубчатые колеса;

ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТ - бесшовные гильзы, а периодические профили.

СОРТАМЕНТ ПРОКАТА включает четыре группы изделий:

ЛИСТОВОЙ - листы и ленты;

СОРТОВОЙ - прутки, балки и рельсы;

ТРУБЫ - бесшовные и сварные;

СПЕЦИАЛЬНЫЙ СТАЛЬНОЙ ПРОКАТ - вагонные и зубчатые колеса, биметаллы, периодические и гнутые профили;

2. ПРЕССОВАНИЕ (рис. 1.10, а) - процесс получения машиностроительных профилей путем ВЫДАВЛИВАНИЯ металла из замкнутой полости через ПРОФИЛИРУЮЩЕЕ отверстие.

Применяют три схемы прессования: прямое, обратное и комбинированное.

ПРОДУКЦИЯ ПРЕССОВАНИЯ - прутки различного поперечного сечения, трубы гладкие и ребристые из труднодеформируемых высоколегированных сталей и сплавов на основе алюминия, магния и вольфрама;

3. ВОЛОЧЕНИЕ - процесс отделочной обработки машиностроительных профилей путем ПРОТЯГИВАНИЯ металла через КАЛИБРУЮЩЕЕ отверстие. Всегда без нагрева.

ПРОДУКЦИЯ ВОЛОЧЕНИЯ - прутки различного поперечного сечения, трубы и проволока из цветных сплавов и стали.

4. КОВКА - процесс получения фасонных изделий путем целенаправленного многократного и последовательного деформирования нагретой исходной заготовки с помощью универсального подкладного инструмента (прошивни, обжимки, оправки, топоры) между бойками молота или пресса.

Ковку осуществляют (см. рис. 1.12, с. 14) вручную, на пневматических и паровоздушных молотах и гидравлических ковочных прессах и применяют в мелкосерийном производстве, а также для получения тяжелых поковок массой более 200 кг. Основными операциями ковки являются (см. рис. 1.13, с. 15): ОСАДКА (а), ПРОТЯЖКА (б), ПРОШИВКА (в), ОТРУБКА (г), ГИБКА (д)

5. ГОРЯЧАЯ ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА - процесс получения фасонных изделий путем деформирования нагретой исходной заготовки в РУЧЬЕ - замкнутой полости инструмента - ШТАМПА (см. рис. 1.14, с. 15). Конфигурация и размеры ручья полностью предопределяют конфигурацию и размеры получаемой поковки. Штамповку осуществляют на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах, применяют в массовом и крупносерийном производстве, где изготовление штампов экономически выгодно. Изделиями являются: валы, рычаги, шатуны, тяги, зубчатые колеса. Используют три разновидности конструкций штампов:

ОТКРЫТЫЙ ШТАМП (а);

ЗАКРЫТЫЙ ШТАМП С ОДНОЙ ПЛОСКОСТЬ РАЗЪЕМА (б);

ЗАКРЫТЫЙ ШТАМП С ДВУМЯ ПЛОСКОСТЯМИ РАЗЪЕМА (в).

Рис. 1.14. Схема горячей объемной штамповки: 1 и 2 - верхний

и нижний штампы; 3 - поковка; 4 - облой; 5 - пуансон;

6 - матрица; 7 - выталкиватель; 8 - матрица разъемная

6. ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА - процесс получения плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала на прессах с помощью штампов (см. рис. 1.15, с. 16). Основные операции: ОТРЕЗКА, ВЫРУБКА, ГИБКА, ВЫТЯЖКА, ОТБОРТОВКА, ОБЖИМ и ФОРМОВКА. Все как правило без нагрева.

Виды заготовок в машиностроении

Под заготовкой понимается изделие, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь. Для получения детали из заготовки ее подвергают механической обработке, в результате которой удалением слоя материала с отдельных (или всех) ее поверхностей получают заданные конструктором на чертеже геометрическую форму, размер и свойства поверхностей детали. Удаляемый слой материала называется припуском. Он необходим для надежного обеспечения геометрических характеристик и чистоты рабочих поверхностей детали. Величина припуска зависит от глубины дефектов поверхности и определяется видом и способом получения заготовки, ее массой и габаритами.

Выделяют следующие виды заготовок:

Заготовительное производство является составной частью любого автотракторного завода, образуя первый технологический передел.

Заготовка каждого вида может быть изготовлена одним или несколькими способами, родственными базовому. Так, например, отливка может быть получена литьем в песчаные или оболочковые формы, в кокиль и т.д.

Заготовки из конструкционной керамики применяют для тепло- напряженных и (или) работающих в агрессивных средах деталей.

Заготовки из проката (получаемые отрезкой);

Заготовки из проката применяют в единичном и серийном производствах. Прокат выбранного профиля резкой превращают в штучные заготовки, из которых последующей механической обработкой изготовляют детали. Совершенство заготовки определяется близостью выбранного профиля проката к поперечному сечению детали (с учетом припусков на обработку).

Заготовки принято различать по виду, отражающему характерные особенности базового технологического метода их изготовления.

Заготовки простой конфигурации (с напусками) дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки. Однако такие заготовки требуют последующей трудоемкой обработки и повышенного расхода материала. Очевидно, что для каждого конкретного метода изготовления заготовки существует оптимальная точность и оптимальный объем выпуска.

Заготовку перед первой технологической операцией процесса изготовления детали называют исходной.

Обработкой металлов давлением получают кованые и штампованные заготовки, а также машиностроительные профили. Ковка применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а также при изготовлении крупных, уникальных заготовок и заготовок с особо высокими требованиями к объемным свойствам материала. Штамповка позволяет получить заготовки близкие по конфигурации к готовой детали. Механические свойства заготовок, полученных обработкой давлением, выше, чем литых. Машиностроительные профили изготовляют прокаткой, прессованием, волочением.

Получаемые литьем (отливки);

Получаемые методами порошковой металлургии.

Получаемые обработкой давлением (кованые и штампованные заготовки);

Поступающие на обработку заготовки должны соответствовать утвержденным техническим условиям. Поэтому их подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции, устанавливающей метод контроля, периодичность, количество проверяемых заготовок в процентах к выпуску и т.д. Обычно проверяют химический состав, механические свойства материала, структуру, наличие внутренних дефектов, размеры, массу заготовки.

Развитие машиностроения привело к появлению заготовок, получаемых из конструкционной керамики.

Сварные и комбинированные заготовки изготовляют из отдельных составных элементов, соединяемых между собой с помощью различных способов сварки. В комбинированной заготовке, кроме того, каждый составной элемент представляет собой самостоятельную заготовку соответствующего вида (отливка, штамповка и т.д.), изготовленную выбранным способом по самостоятельному технологическому процессу. Сварные и комбинированные заготовки значительно упрощают создание конструкций сложной конфигурации. Неправильная конструкция заготовки или неверная технология сварки могут привести к дефектам (коробление, пористость, внутренние напряжения), которые трудно исправить механической обработкой.

У заготовок сложной конфигурации с отверстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) в заготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхностей. Для этого заготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируя схему установки, принятую для первой операции обработки. Отклонения размеров и формы поверхностей должны соответствовать требованиям чертежа заготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже, обладать соответствующими ему механическими свойствами, не должны иметь внутренних дефектов (для отливок -- рыхлоты, раковины, посторонние включения; для поковок -- пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям, «шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварных конструкций -- непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).

заготовка керамика конструкционный деталь

Методы и способы получения заготовок. Машиностроение и механика Основные принципы выбора способа получения заготовок

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

Заготовки получаемые литьем

Способы получения машиностроительных профилей и фасонных заготовок обработкой металлов давлением