Заготовки из металла реферат
Обновлено: 30.06.2024
Оборудование заготовительного производства во многом зависит от правильного выбора метода получения заготовок.
Предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу называют заготовкой. Перед первой технологической операцией заготовку называют исходной.
Выбор заготовки заключается в установлении метода ее изготовления, расчете или выборе припусков на обработку и определении размеров исходной заготовки.
Форма и размеры детали, технологические свойства материала, температура его плавления, структурные характеристики (направление волокон и размеры зерна) определяют метод изготовления заготовки.
Трудность выбора метода получения заготовки состоит в том, что сталкиваются часто противоположные требования, поэтому решение этого вопроса становится многовариантным. Выбор одного из вариантов не очевиден и часто основан на инженерной интуиции и практическом опыте. Принятие окончательных решений происходит, как правило в условиях ограничений – материальных ресурсов, экономических возможностей, энергетических ресурсов, наличия квалифицированных кадров, транспортных расходов, возможностей кооперации, времени для подготовки производства и т.п.
Заготовки получают в основном двумя методами – литьем или обработкой давлением (пластическим деформированием). Для крупногабаритных деталей – допускается использование сварных заготовок или комбинированных (т.е. полученных сваркой предварительно отштампованных или отлитых отдельных элементов сложной формы).
Заготовки из серого или ковкого чугуна изготовляют в виде отливок.
Заготовки стальные изготовляют из горячекатаного проката различных размеров и профиля либо из холоднотянутой стали. Для получения этих заготовок часто используют также ковку, штамповку или литье.
Заготовки из цветных металлов и сплавов изготовляют из проката, отливают или штампуют.
Заготовки в виде отливок применяют для деталей сложной формы. Сварные заготовки используют при невозможности или экономической нецелесообразности изготовления цельных. Детали кабин управления буровыми установками, кожухов БКНС, БГТУ и т.п. изготовляют из листового материала холодной штамповкой с последующей сваркой.
На заготовки разрезку проката производят газопламенными резаками, на ленточных или дисковых пилах, приводных ножовках и пресс-ножницах, на токарных, револьверных и фрезерных станках. На фрикционных (беззубых) пилах разрезают профильный прокат, не имеющий большой сплошной площади сечения (уголки, двутавры, швеллеры). На круглых заготовках большого диаметра фрикционная пила обычно заклинивается. Применяют также отрезные станки с тонкими отрезными шлифовальными кругами. Профильный прокат – уголки, швеллеры и т.п. – может быть разрезан на пресс-ножницах методом рубки.
Перед поступлением на обработку резанием исходные заготовки подвергают очистке, правке и термической обработке в зависимости от методов их изготовления и предъявляемых требований. Отливки очищают от формовочной земли и стержней, затем удаляют литники, выпоры, отрезают прибыли, зачищают заусенцы и случайные приливы Очистку производят на стационарных и переносных шлифовальнообдирочных станках, зубилами, стальными щетками. Для механизации процесса очистки применяют дробеструйные установки, вращающиеся (галтовочные) барабаны. Заготовка, полученная горячей штамповкой, в месте разъема штампа обычно имеет облой, который обрезают или вырубают в штампах на обрезных кривошипных прессах. После обрезки производят термическую обработку и правку в горячем или холодном состоянии.
С целью получения заданных микроструктуры и механических свойств заготовку при термической обработке подвергают нормализации, улучшению и другим процессам.
Штамповки очищают от окалины и заусенцев дробеструйной обработкой, травлением, галтовкой во вращающихся барабанах. Для получения точных размеров некоторые штампованные заготовки проходят калибровку и чеканку в холодном или горячем состоянии. Перед этой операцией производят отжиг или нормализацию и очистку 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 прессах или на специальных многороликовых правильнокалибровочных станках за 1 – 2 хода.
Если свойства материала допускают использование литья и методов пластического деформирования, то выбор должен опираться, в первую очередь, на особенности формы детали. При наличии полости сложной формы, а также выступов и впадин на боковых наружных и внутренних поверхностях часто единственно возможным является метод литья. Причем, обязательно с применением формы разового использования, так как для извлечения отливки форма и стержни должны быть разрушены.
Если же форма детали позволяет применять как штамповку, так и литье, то выбор метода должен исходить из технических требований к детали, особенно к макро- и микроструктуре внутренних и поверхностных слоев детали. Кроме того, необходимо учитывать и объем производства (годовую программу выпуска деталей), и тип производства, т.е. темп выпуска. Здесь нет возможности учесть все индивидуальные особенности конкретных деталей и предприятий, но основное направление выбора метода получения заготовки состоит в следующем: чем более строгие требования предъявляются к однородности механических свойств детали, чем выше требования к ее прочности, твердости и износостойкости, тем желательнее применить метод пластического деформирования, а не литья.
Кроме этого, избрать метод пластического деформирования тем предпочтительнее по сравнению с литьем, чем больше объем производства и чем меньше такт выпуска. Вместе с тем, чем сложнее форма детали и чем выше стоимость материала, из которого она изготовлена, тем предпочтительнее использовать метод литья, как дающий лучшее приближение формы заготовки к форме готовой детали, т.е. повышающий коэффициент использования материала.
В связи с неоднозначностью решения задачи о выборе метода, получения заготовки целесообразно наметить несколько альтернативных вариантов и произвести экономический анализ с помощью ЭВМ, предусмотрев в программе анализа и указанные выше ограничения.
2. Выбор способа получения отливок
Наиболее часто применяемым способом получения заготовок литьем является литье в песчаные формы, поскольку себестоимость одной тонны таких отливок минимальна, а применяемое оборудование и оснастка во многом имеет универсальный характер.
Для изготовления отливок I класса точности (заготовки массового производства) целесообразно применять машинную формовку по металлическим моделям, механизированный выем моделей из полуформ. В этом случае могут быть также получены сложные по форме тонкостенные заготовки с отверстиями диаметром от 20 мм и более. Если стержни изготовляют на специальных машинах и калибрируют перед сборкой Б кондукторе, то полученные заготовки по точности взаимного расположения поверхностей и отклонениям размеров обеспечивают возможность механической обработки в специальных или специализированных приспособлениях, в том числе на автоматах и полуавтоматах.
Отливки II класса точности (заготовки серийного производства), рекомендуется выполнять литьем по деревянным моделям, применяя машинную формовку с механизированным выемом моделей из полуформ, причем модели закрепляются на металлических плитах. Такой способ литья в заготовках позволяет получить литые отверстия диаметром свыше 30 мм.
Отливки III класса точности (заготовки мелкосерийного и единичного производства) изготовляют в основном в песчаных формах с ручной формовкой по деревянным моделям. В отдельных случаях применяется машинная формовка по координатным плитам с незакрепленными моделями. Такой способ литья позволяет выполнять литые отверстия диаметром свыше 50 мм.
Применение других способов литья определяется особенностями размеров, формы и технических требований к детали.
Для больших деталей (массой свыше двух тонн) заготовки отливают в землю, а для формовки применяют деревянные модели.
Если деталь имеет ряд поверхностей, которые по техническим условиям не требуют обязательной обработки резанием и должны быть точно расположены друг относительно друга, и иметь высокое качество поверхности, целесообразно применять литье в различные оболочковые формы. Такими формами могут быть песчано-смоляные, жидко-стекольные и т.п., а также литье в оболочковые формы по выплавляемым или растворяемым моделям (масса таких отливок не должна превышать 150 кг).
Учитывая, что организация такого участка специального литья требует значительных капиталовложений, а технология литья включает ряд сложных и длительных операций, себестоимость одной тонны отливок с применением указанных способов литья возрастает в 8 – 12 раз, и поэтому применение литья в оболочковые формы целесообразно только в крупносерийном и массовом производстве. Заготовки из цветных металлов и сплавов целесообразно отливать в формы многократного применения: керамические и песчано-цементные для небольших партий деталей и в металлические формы (кокильное литье и литье под давлением) для крупносерийного и массового производства.
Если деталь имеет форму полого цилиндра, то часто используют центробежное литье. Заготовки, у которых величина наружного диаметра превышает высоту детали, отливают на машинах центробежного литья с вертикальной осью вращения; при этом возможно получение двухслойных заготовок (чугунбронза, сталь-чугун и т.д.). Максимальная масса заготовок такого способа литья – 50 кг.
Полые заготовки удлиненной формы (длина больше наружного диаметра) отливают на машинах с горизонтальной осью вращения (максимально допустимая масса – 600 кг).
3. Выбор способа получения поковок
Определяющими факторами при выборе способа получения заготовки методами пластического деформирования, являются тип производства, размеры детали, форма поковки и свойства материала поковки.
На первом этапе выбора решающее значение приобретает тип производства рассматриваемой детали, так как технологический процесс обработки давлением основан на применении высокопроизводительного и сравнительно дорогого оборудования, а также дорогого инструмента (штампов). В единичном и мелкосерийном производстве оборудование должно, быть универсальным и сравнительно недорогим, а его производительность не столь существенна, как например, в массовом производстве. Деформирующий инструмент также должен иметь, по возможности, универсальное применение, простую форму и невысокую стоимость.
Этим условиям отвечает свободная ковка на ковочных молотках, а также ковка с применением подкладных колец и подкладных, штампов.
В серийном производстве целесообразно применять штамповочные молоты различных видов, а процесс формообразования производить в штампах, половины которых закрепляются на столе и на бабе молота и могут иметь до пяти ручьев сложной формы.
Производительность штамповки и точность поковок при использовании штамповочного молота в крупносерийном и массовом производстве уже недостаточна. Поэтому наиболее рациональным является применение кривошипных кузнечно-прессовых машин: кривошипного горячештамповочного пресса (КГШП), горизонтально-ковочной машины (ГКМ), чеканочного (кривошипноколенного) пресса, а также специализированных высокопроизводительных машин (раскатной машины, ковочных вальцов и т.п.).
Для большинства мелких и средних деталей, используемых в машиностроении, высказанные соображения имеют силу, однако в ряде случаев приходится отступать от намеченных рекомендаций
Тенденция современного машиностроения направленная на увеличение мощности отдельных машин (насосов, компрессоров, буровых машин и т.п.) приводит к тому, что для пластического деформирования ряда деталей недостаточно усилия, развиваемого молотами и кривошипными машинами. Поэтому для больших деталей (например, диаметром свыше 1000 мм) приходится использовать ковку или штамповку на гидравлических прессах, несмотря на их сравнительную тихоходность (свободную ковку для индивидуального и мелкосерийного производства, а штамповку – для серийного, крупносерийного и массового, производства).
Если детали по размеру невелики, но имеют сложную форму и по условиям эксплуатации должны иметь очень плотную структуру металла, то заготовки для них нужно изготавливать с помощью закрытой штамповки в разъемных матрицах. Наиболее удобно для такого способа штамповки использовать винтовой фрикционный пресс (в мелкосерийном и серийном производстве) или специализированный полуавтомат кривошипного типа (в массовом производстве). Особую группу по форме деталей составляют длинные поковки с фланцем, а
также поковки со сквозными и глухими отверстиями для деталей типа буровых колонн, штанг глубиннонасосных установок, втулок, полумуфт, колец подшипников и т.п. Для них рекомендуется выбирать способ штамповки на горизонтально-ковочной машине, так как наличие в ней разъемной матрицы и горизонтальное расположение главного ползуна позволяет получать поковки сложной формы с минимальными отходами металла.
Низкая пластичность материала независимо от типа производства и размеров детали требует применения гидравлического пресса, поскольку только он может обеспечить плавную работу и достаточно низкую скорость пластической деформации, при которой не образовываются микротрещины и другие дефекты в поковках.
Способ штамповки определяет также наименьшие диаметры отверстий, которые могут быть получены пластическим деформированием заготовок. При свободной ковке на молотах и гидравлических прессах минимальный диаметр отверстия равен 80 мм, при штамповке на молотах – 50 мм, а при штамповке на кривошипных машинах – 35 мм.
4. Определение промежуточных припусков, допусков и размеров заготовок
Важную роль в процессе разработки технологических операций механической обработки деталей играют промежуточные припуски. Правильное назначение промежуточных припусков на обработку заготовки обеспечивает экономию материальных и трудовых ресурсов, качество выпускаемой продукции, снижает себестоимость изделий и ускоряет дальнейшее развитие машиностроительной промышленности.
Промежуточные припуски в массовом и крупносерийном производстве рекомендуется рассчитывать аналитическим методом. Это позволяет обеспечить экономию материала, электроэнергии и других материальных и трудовых ресурсов производства.
Статистический (табличный) метод определения промежуточных припусков на обработку заготовки используют в единичном производстве. Это обеспечивает более быструю подготовку производства по выпуску планируемой продукции и освобождает инженернотехнических работников от трудоемкой работы.
После расчета промежуточных размеров определяют допуски на эти размеры, соответствующие экономической точности данной операции. Промежуточные размеры и допуски на них определяют для каждой обрабатываемой поверхности детали.
Черновые операции обычно следует выполнять с более низкими техническими требованиями на изготовление (12 – 14 квалитет), получистовые – на один-два квалитета ниже и окончательные операции выполняются по требованиям рабочего чертежа детали.
Шероховатость обрабатываемых поверхностей зависит от степени точности и назначается по справочным таблицам.
Необоснованное повышение качества поверхности и степени точности обработки повышает себестоимость изготовления детали на данной технологической операции.
При назначении промежуточных предельных отклонений необходимо учитывать данные рекомендации при разработке технологического процесса изготовления деталей.
Таблица 1. Рекомендуемая шероховатость поверхности Rа (мкм) в зависимости от точности изготовления деталей
Таблица 2. Рекомендуемые точность и качество поверхности при обработке наружных цилиндрических поверхностей
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Технологии обработки металлов.
Понятие технологии обработки металлов охватывает широкий спектр работ с металлом, начиная от изготовления исходных заготовок и заканчивая создания конкретных деталей, узлов и механизмов. Широкий ряд выполняемых задач требует наличие целого ряда различных процессов обработки, инструмента, знаний и навыков.
Современные достижения металлообработки стали возможными благодаря накоплению знаний и навыков человека на протяжении тысячелетий. Современный парк машин для обработки металла включает станки, способные с высокой точностью создать конечный продукт из необработанной заготовки. Многочисленные технологии обработки металлов можно разбить на три группы: формообразование, обработка резанием, сборка.
Процесс придания формы заключается в воздействии на материал тепловой энергии или энергии давления, т.е. формообразования путем деформации объекта, без механического удаления материала.
К процессам формообразования можно отнести следующие виды обработки металлов:
Литье – конечная форма изделия придается путем заливки расплава материала в специальную форму.
Ковка, прокат, штамповка и гибка – придание формы путем воздействия на заготовку давлением. Процесс проходит как с подогревом заготовок, так и без.
Обработка металлов резанием подразумевает механическое удаление части материала заготовки при помощи различных инструментов.
Основные виды обработки металла резанием:
Фрезерование – процесс резания металла, при котором инструмент (фреза) совершает вращательное движение, а заготовка совершает поступательное движение в различных плоскостях.
Точение – процесс обработки тел вращения, при котором заготовке придается вращательное движение, в то время как инструмент совершает перемещение в продольном и поперечном направлении.
Шлифование – процесс придания требуемых размеров и чистоты поверхности заготовке путем снятия припуска на обработку абразивным инструментом.
Разрезка – отделение требуемой части металла от исходной заготовки.
Сверление отверстий – процесс получения отверстий различного диаметра и глубины путем подачи вращающегося инструмента (сверла) в тело заготовки.
Прочие процессы – нарезание резьбы, строгание, слесарная обработка и т.д
Перечисленные выше технологии обработки металлов не всегда являются конечными в процессе создания готового продукта.
Введение
Использование металлов человеком началось в глубокой древности (более пяти тысячелетий до н. э.). Вначале находили применение цветные металлы (медь, сплавы меди, золото, серебро, олово, свинец и др.), позднее начали применять черные — железо и сплавы на его основе.
Длительное время производство металлов носило примитивный характер и по объему было весьма незначительным. Однако в конце XIX в. мировая выплавка стали резко возросла с 0,5 млн. т в 1870 г. до 28 млн. т в 1900 г. Еще в большем объеме растет металлургическая промышленность в XX столетии. Наряду с увеличением выплавки стали появилась необходимость организовать в больших масштабах получение меди, цинка, вольфрама, молибдена, алюминия, магния, титана, бериллия, лития и других металлов.
Металлургическое производство подразделяется на две основные стадии. В первой получают металл заданного химического состава из исходных материалов. Во второй стадии металлу в пластическом состоянии придают ту или иную необходимую форму при практически неизменном химическом составе обрабатываемого материала.
Для изготовления отдельных деталей и изделия в целом используют различные способы обработки металлов и других материалов. Наиболее распространенные виды механической обработки металлов будут рассмотрены ниже.
Глава 1. Механическая обработка металлов
Особенности механической обработки металлов
Металлообработка представляет собой проведение технологических работ по изменению формы, размеров, качественных характеристик металлов и сплавов. Помимо этого, в ходе обработки металлов различными методами также могут меняться их физико-механические свойства.
К числу основных видов обработки металлических изделий относят:
литье;
обработку металлов давлением;
механическую обработку;
сварку металлов.
Сложно переоценить важность качества металлообработки, поскольку именно от него будет зависеть прочность той или иной металлической конструкции.
Большая часть работ по изменению основных характеристик металлических деталей и сплавов с использованием вышеперечисленных методов проводится на специальных предприятиях – металлообрабатывающих заводах.
Под механической обработкой металлов понимают процесс коррекции поверхности детали с использованием сверла, фрезы или шлифовального диска. Это довольно популярный способ, который используют для обработки большинства металлоконструкций.
Результатом механической обработки металлов является образование новой поверхности, получаемой путем деформации исходной детали и дальнейшего отдаления слоев от основной части материала. Сопутствующим процессом подобной работы является образование металлической стружки. Избыточная часть материала, которая отделяется при помощи специальных станков, называется припуском. После снятия излишка (припуска) металлоконструкция обретает нужный размер и форму.
В ходе производства и обработки металлических изделий практически всегда делают небольшой припуск, так как это позволяет уменьшить трудоемкость процесса, снизить себестоимость детали и сэкономить материал.
Механическая обработка металлов в промышленных масштабах возможна на специализированных предприятиях, обеспеченных достаточным количеством производственных площадей и необходимого оборудования.
Снятие верхних слоев металла осуществляется на токарных станках и фрезерных установках. Самыми популярными среди них являются:
токарные центры с ЧПУ;
вертикально-фрезерные станки.
Современное оборудование для различных видов механической обработки металлов и сплавов позволяет соблюдать высокую точность геометрии и шероховатость поверхности.
Стоит отметить, что сегодня на рынке представлен довольно богатый ассортимент приспособлений для металлообработки. Выбор определенных моделей зависит от специфики работы конкретного предприятия. Так, некоторые производства оборудованы специальными карусельными станками, предназначенным для обработки металлических конструкций диаметром до 9 м.
Однако в арсенале большинства заводов имеется стандартный комплект оборудования для различных видов механической обработки металлических изделий:
фрезерное;
зубофрезерное;
радиально-сверлильное;
горизонтально-сверлильное;
вертикально-сверлильное.
Использование обработанных механическим методом металлических конструкций актуально для многих областей народного хозяйства:
судостроения;
атомной промышленности;
оборонной промышленности;
станкостроения.
Нередко в зависимости от конкретной цели дальнейшего применения работникам промышленных секторов требуются металлические детали нестандартных размеров или конфигурации. Сейчас мы говорим о тех случаях, когда даже среди представленного на рынке ассортимента заготовок не получается найти деталь с нужными параметрами.
Выходом из данной ситуации становится механическая обработка металла по индивидуальным чертежам заказчика. Так заказчик может сэкономить собственное время и силы, ведь специалисты всегда готовы быстро и качественно выполнить свою работу в соответствии со всеми пожеланиями и требованиями клиента.
Глава 2. Основные виды механической обработки металлов
Токарная обработка
Данный термин подразумевает механическую обработку резанием наружных и внутренних поверхностей вращения, в том числе цилиндрических и конических, а также торцевание, отрезание, снятие фасок, обработку галтелей, прорезание канавок, нарезание внутренних и наружных резьб на специальных токарных станках. Точение считается одной из самых старых процедур, которую много лет назад начали проводить на простейших токарных станках.
В процессе механической обработки металлов данным способом различают два основных вида движений: главное (вращательное движение заготовки) и движение подачи (поступательное движение режущего инструмента). Помимо этого выделяют также вспомогательные движения, которые не относятся к самому процессу резания и заключаются в осуществлении сопутствующих действий: транспортировке, фиксации заготовки на станке, его включении, изменении частоты вращения заготовки, скорости поступательного движения инструмента и т. д.
Точение является самым популярным способом производства различных тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и т. д.) на токарных станках.Основными видами точения металлов на специализированных станках является коррекция поверхностей:
наружных – обтачивание;
внутренних – растачивание;
плоских – подрезание.
А также резка – деление основного материала на части либо отделение готовой детали от заготовки.
Нарезка резьбы
Нанесение резьбы на изделие из металла может осуществляться следующими способами:
Нарезание резьбы резцами.
Специальные токарно-винторезные станки позволяют наносить на металлические конструкции и наружную, и внутреннюю резьбу (при условии, что диаметр последней начинается от 12 мм).Стоит отметить, что работа резцов не является высокопроизводительной, в связи с этим данное оборудование целесообразно применять лишь в мелкосерийном и индивидуальном производстве, также его можно использовать при создании точных и ходовых винтов, калибров и т. д.
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Способы формообразования деталей из металла (литье, ковка, штамповка, металлургия)
Предприятие является формой организации производственного процесса получение той или иной продукции. Например, машиностроительный завод-это предприятие, на котором организован производственный процесс по изготовлению какой-либо машины или ее частей.
Под производственным процессом понимают всю совокупность действий людей и машин по превращению материалов и полуфабрикатов в готовую продукцию. Производственный процесс включает в себя получение заготовок, транспортные операции на предприятие, обработку деталей и их сборку в изделие, контроль продукции, ее испытание, хранение и др. Основу любого производственного процесса составляют технологические процессы.
Технологическим процессом называется часть производственного процесса, непосредственно связанная с изменением формы, размеров, а также состояния материала при преобразовании его в готовою продукцию. Производственный процесс на металлообрабатывающем предприятии может включать в себя следующие технологические процессы: литье металлов, ковку, штамповку, механическую обработку и т.д.
Производственный процесс и составляющие его технологические процессы на металлообрабатывающем предприятие проходят, как правило, три основные стадии: получение заготовок, изготовление деталей и сборку изделий. Технологическая структура машиностроительного завода, например, включает в себя: заготовительного производство (литейные, кузнечные, штамповочные, цехи), механообрабатывающее (токарные, фрезерные, шлифовальные и другие цехи участки), сборочное (цехи сборки отдельных узлов а агрегатов, сборочные конвейеры и т.д.), вспомогательное (инструментальные, ремонтные и другие цехи), экспериментальное (цехи или участки создания и испытания опытных образцов продукции).
В свою очередь технологический процесс состоит из отдельных частей- технологических операций. Под технологической операцией понимают законченную часть технологического процесса обработки одной или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок, выполняемую на одном рабочем месте одним рабочим (бригадой). Операций является исходным элементом при разработке и планировании операций: сверление отверстий, нарезание резьбы, обтачивание заготовок, фрезерование плоскостей и т.д.- это технологические операции.
Начинается производственный процесс с технологических операций формообразований деталей. Наиболее распространенные способы получение деталей различной формы- литье и обработка металлов методами пластического деформирования.
Литье - один из древнейших способов формообразования деталей. Его сущность заключается в том, что расплавленный металл заливают в специальную литейную форму, в которой он, остывая, затвердевает и сохраняет очертания этой формы. Деталь, полученная таким способом, называется отлив алюминия, бронзы, латуни и других металлов сплавов.
Существуют различные виды литья: в песчано-глинистые формы, в металлические формы (кокильное литье), под давлением, центробежное и др. Литье в песчано-глинистые формы- процесс сложный и трудоемкий. Литейные формы в этом виде литья изготавливают из специальной формовочной смеси. Формы разовые, поэтому производительность труда невысокая.
Литье в металлические формы (кокильное литье) по сравнению с получением отливок в песчано-глинистых формах- операция более простая и производительная. Металлическая, обычно стальная форма (кокиль) выдерживает тысячи отливок из различных цветных металлов и сплавов. Перед заливкой жидкого металла форму предварительно подогревают, а стенки внутренний полости смазывают специальным составом для получения более чистой поверхности отливки. Затем в форму вскрывают и извлекают из нее отливку.
Литье под давлением осуществляется также в металлических формах. Давление на жидкий металл при заполнение формы, Давление на жидкий металл при заполнении формы обеспечивает ее хорошую заполняемость, передает отливке тончайшие очертание формы, уменьшает пористость металла отливке. Полученные детали имеют чистую поверхность и достаточно точные размеры, вследствие чего последующая их механическая обработка или очень незначительная, или совсем не нужна.
Центробежное литье- это заливка металла во вращающуюся форму. Под действием возникающих при вращение центробежных сил металл прижимается к стенкам формы и, застывая, приобретает конфигурацию, точно соответствующую ее внутренним очертанием. Центробежное литье применяется, главным образом, для получение отливок, имеющих форму тел вращения, например втулок, дисков, труб и т.д.
Получение деталей путем обработки металлов методами пластического деформирования основано на использования пластических свойств- способности материала изменять свою форму и размеры под действием внешних сил (давления) и сохранять полученную форму и размеры после прекращения действия этих сил. Для увеличения пластичности металл нагревают до температуры, при которой наиболее полно проявляются его пластические свойства.
Различают следующие методы пластического деформирования: прокатка, волочения, которые были рассмотрены ранее, а также прессование, свободная ковка, штамповка. Прессование – это вид обработки, при котором металл, заключенный в замкнутую форму, выдавливается через отверстия меньшей площади, чем площадь сечения исходного материала. В результате прессуемый металл принимает вид прутка, который может быть простой или сложной формы, сплошным или полым в зависимости от формы и размеров отверстия. Прессованию подвергаются слитки алюминия, меди и их сплавов, а также олова, цинка, свинца и других металлов.
Ковка, так же как и литье,- древнейших способ обработки металлов. Различают ковку без применения штампов, так называемую свободную ковку, и ковку в штампах- штамповку. Свободная ковка заключается в следующем. Заготовку нагревают до температуры, при которой металл становится более пластичным. После этого заготовку кладут на наковальню и ударами молота придают ей необходимую форму. Заготовку, полученную в результате ковки, называют поковкой. Различают ручную и машинную ковку. Ручная ковка применяется в индивидуальном производстве для выполнения мелких ремонтных работ. Машинная ковка-ковка на молотах и прессах- используется в серийном и массовом производстве.
При штамповке формообразование деталей происходит в штампе и определяется его конфигурацией. Штамповка с предварительным нагревом называется горячей, без нагрева – холодной. Различается объемную и листовую штамповку. Горячая объемная штамповка позволяет получать изделия с высокой точностью формы и размеров. Холодную объемную штамповку применяют для поковок небольшого размера. Листовой штамповкой изготовляют плоские или пространственные тонкостенные изделия из стали, цветных металлов и сплавов. Вместе с рассмотренными уже традиционными методами формообразования деталей применяется сравнительно новый метод- метод порошковой металлургии. Сущность его заключается в том, что сначала получают порошки различных металлов или сплавов а, затем из этих порошков путем прессования и спекания получают не только новый материал, но и деталей уже определенной формы. Например, этим методом получают пластинки из твердых спеченных сплавов для оснащения режущей части резцов и других инструментов.
Получение различных способами и требующие дополнительной обработки отливке, поковки и т.д. называют заготовками. Эти заготовки затем поступают в механообрабатывающие и другие цехи для дальнейшей обработки.
Электрофизические, электрохимические, ультразвуковые обработка металлов
Дальнейшую обработку заготовок а отличие от предыдущих методов формообразования иногда называют размерной обработкой. Здесь главное создание формы необходимых размеров, качества поверхностей и др. Распространенный вид размерной обработки- уже знакомая вам обработка металлов резанием. Она осуществляется на токарных, фрезерных, сверлильных и других металлорежущих станках. В отдельных случаях обработка металлов может осуществляться и вручную, с помощью различных ручных и механизированных инструментов. Эта необходимость возникает обычно во вспомогательных ремонтных и экспериментальных цехах.
Наряду с обработкой резанием применяются электрофизические, электрохимические, ультразвуковые и другие методы. Характерна их особенность- применение электрической, химической или механической энергии непосредственно в зоне обработке.
Среди электрофизических методов широко используется метод электроэрозионной размерной обработки металла. Его сущность заключается в разрушении отдельных слоев металлической заготовки электрическим разрядом. Различаются электроискровой и анодно-механической способы обработки металлов. При электроискровом способе заготовку и рабочий инструмент представляют в виде двух электродов: катода и анода, к ним подводят электрический ток и при сближении происходит электрический разряд. На одном из электродов, которым является обрабатываемая заготовка, происходит разрушение (эрозия) металла, а на другом- рабочем инструменте- эти частицы металла оседают. Указанный способ применяется для получение отверстий в заготовках из твердых спеченных сплавов и других труднообрабатываемых металлов и сплавов.
Анодно-механический способ заключается в следующем. Обрабатываемую заготовку (анод) и вращающийся инструмент (катод), находящийся в среде электролита, пропускают постоянный ток разлагает его и растворяет поверхность заготовки (анода). На поверхности заготовки постоянно образуется срывает ее. Анодно-механический способ обработки металлов применяется для режущих инструментов, оснащенных пластинками из твердого спеченного сплава, и для резки очень твердых и вязких металлов.
Электрохимическая обработка характеризуется тем, что под действием электрического тока разрушается поверхностны слои металла детали, помещенной в электролит. Микронеровности поверхности детали растворяются в электролитическим полированием. Для покрытия металлических деталей слоем других металлов и сплавов применяется гальванический способ, основанный на электролизе. Этим способом пользуются для покрытия деталей слоем хрома, никеля, меди.
Ультразвуковой метод обработки металла состоит в том, что под действием ультразвуковых колебаний энергия вибрирующего инструмента передается частицам абразивного микропорошка, который, находись во взвешенном состояние в воде или масле, производит разрушение обрабатываемого слоя поверхности заготовки. Этим способом обрабатывают отверстия различного профиля в деталях, изготовляемых из таких труднообрабатываемых материалов, как алмаз, твердые спеченные сплавы и др.
При обработке металлов широко используется сварка- технологический процесс образования неразъемного соединения металлических деталей, конструкции и сооружений путем их местного сплавления или совместного деформирования, в результате чего возникают прочные связи между атомами (молекулами) соединяемых тел. Все методы сварки подразделяются на две основные группы: сварка плавлением и сварка пластическим деформированием. При сварке плавления производится местный нагрев соединяемых деталей до температуры плавления, а сварной шов образуется путем смешения жидки фаз металлов. Сварка пластическим деформированием заключается в обратном шва посредством сдавливания деталей. Она может производиться с предварительным местным нагревом деталей или без него (холодная сварка). По способу местного нагрева деталей сварку подразделяют на электрическую (нагрев под действием электрического тока), газовою (нагрев пламенем горящего газа) и другие виды.
Самым распространенным способом электрической сварки является электродуговая сварка. При этой для сплавления кромок соединяемых деталей используют теплоту электрической дуги, получаемой с помощью специальных сварочных аппаратов. От сварочного аппарата электрический ток, достигающий сотни ампер и мощностью не менее 5…10 кВт, подводится к электроду и свариваемому изделию. Прикосновению электрода к изделию приводит к образованию дуги с температурой 500…600 градусов. Тепло электрической дуги расплавляет кромки свариваемых деталей и конец электрода, при этом металл электрода заполняет углубление между деталями и образует шов.
Читайте также: