Бабенко. Технологические процессы сварки, наплавки, обработки

• Название: Технологические процессы сварки, наплавки, обработки
• Дата: 30.03.2023
• Размер: 1.79 Mb.
• Имя файла: Бабенко.docx
• Тип: Документы; #1025958
• страница: 14 из 27

_{Т } L K_ох

, (2.72)

р
^о 1000 V

где L – длина рабочего хода протяжки, мм;

^Kох

• 
  коэффициент, учиты-
  

вающий обратный ход ( K_ох

= 1,4…1,50),

L l  l_р

• 
  l_k
  

^{ l1}, (2.73)

где l – чертёжная длина протягиваемой поверхности, мм; l_р

• 
  длина ре-
  

жущей части протяжки, мм; l_k

• 
  длина калибрующей части протяжки, мм;
  

l₁ – длина перебега протяжки (10…20 мм),

^2 S

p
l ^{ h}
 ^z

 (2...4



)_t_p ,


(2.74)

где h – припуск на обработку, мм; t_p

• 
  шаг режущих зубьев протяжки, мм,
  

l_k Z_k

t _k ,

(2.75)

где Z_k

• 
  число калибрующих зубьев протяжки ( Z_k
  

= 4…8); t _k

• 
  шаг ка-
  

либрующих зубьев протяжки, мм.

3. 
   ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
   
   1. 
      Общие сведения
      

При обработке металлов давлением изделия формируются при помо- щи деформирования исходной заготовки без снятия стружки, что дает значительную экономию, высокий выход годного металла, большую про- изводительность. Основными задачами обработки, как правило, являются получение изделий сложной формы из заготовок простой формы или улучшение кристаллической структуры исходного металла с повышением его физико-механических свойств.

К обработке металлов давлением относятся прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка, протягивание и некоторые специальные технологии.

Рис. 3.1. Схема свободной ковки

В ремонтной практике предприятий желез- ных дорог наибольшее распространение име- ют ковка и штамповка.

При ковке металл между плоскими бойка- ми (рис. 3.1) свободно течет в стороны, по- этому она называется свободной.

Преимуществами свободной ковки по срав- нению с другими способами являются ее уни- версальность в отношении массы, форм и раз- меров заготовок; отсутствие необходимости до-

рогостоящей технологической оснастки; возможности использования сравни- тельно маломощных машин благодаря концентрированному приложению усилий ковки бойками в небольшом объеме деформируемого металла.

При штамповке течение металла ограничено стенками рабочей полос- ти (ручья) штампа, форма и размеры которого полностью определяют конфигурацию изготовляемой поковки.

Для штамповки характерно использование разнообразного специали- зированного инструмента – штампов и штамповочных агрегатов. К по- следним относятся автоматы для производства болтов или гаек, гибоч- ные машины, машины для изготовления пружин, железнодорожных кос- тылей, телеграфных крюков и т. д.

Штамповка бывает холодной или горячей. Основными ее методами являются объемный и листовой.

Горячей объемной штамповкой изготовляются поковки различной формы и

размеров из сталей, цветных металлов и сплавов. Общий технологический процесс состоит из отрезки заготовок, их нагрева, собственно штамповки, от- резки и зачистки заусенцев, термической обработки, правки и калибровки.

Масса падающих частей молота или усилие пресса, необходимое для штамповки, устанавливаются по справочным таблицам в зависимости от материала, размеров, веса и сложности форм штампуемых поковок или рассчитываются.

Штамповка может быть выполнена в открытых или закрытых штампах (рис. 3.2). При использовании открытых штампов (рис. 3.2, а) поковки по- лучаются с облоем – некоторым излишком металла, вытесненным в об- лойную канавку 4, который после изготовления поковки удаляется. По ме- ре заполнения металлом облойной канавки давление нарастает, чем соз- даются предпосылки для плотного заполнения всех элементов формы ру- чья, обеспечивая хорошее формообразование поковки. Для создания об- лоя масса заготовки несколько увеличивается. Отход металла в облой со- ставляет 10…12 % от массы поковки.
а _б


Рис. 3.2. Схема штамповки в открытых (а) и закрытых (б) штампах:

1– верхняя половина штампа; 2– нижняя половина штампа;

3– форма поковки; 4– облойная канавка; 5– мостик
Штампы, в которых металл заготовки деформируется в замкнутом про- странстве (рис. 3.2, б), называются закрытыми (безоблойными). При штамповке этим способом уменьшается расход металла, исключаются за- траты на обрезку облоя. Однако закрытые штампы для деталей сплошной формы трудно выполняемы, дороги и быстро выходят из строя.

Нагрев металла. При горячей деформации пластические свойства метал- ла возрастают, а сопротивление деформации уменьшается по сравнению с холодной деформацией. Поэтому горячая деформация сопровождается мень- шими энергетическими затратами, вследствие чего холодная деформация применяется только в том случае, когда горячая деформация неприемлема.

Нагрев металла влияет на качество и стоимость продукции. Поэтому не- обходим равномерный прогрев заготовок по сечению и длине до соответст- вующей температуры за минимальное время с наименьшими потерями на окалину. Неправильный нагрев приводит к возникновению различных дефек- тов: трещин, обезуглероживанию, повышенному окислению, пережогу.

Температура начала и конца горячего деформирования определяется в

зависимости от температуры плавления и рекристаллизации. Так, например, для углеродистых сталей температура начала горячего деформирования устанавливается по диаграмме состояния железо-цементит (рис. 3.3) на 100…200 С ниже температуры плавления стали заданного химического сос-

тава, а температура конца деформирования принимается на 50…100 С выше температуры рекрис- таллизации или рассчитывается по эмпирической формуле

t_k = 100 (9,1–1,1 C),

где С – содержание углерода в про- центах.

На качество изделий, получаемых го- рячей обработкой давлением, сущест- венное влияние оказывает не только ре- жим нагрева, но и режим охлаждения. В случае быстрого и неравномерного ох- лаждения могут появляться трещины и коробления из-за термических напряже- ний. Поэтому чем меньше теплопровод- ность стали и чем массивнее и сложнее

Рис. 3.3. Участок диаграммы железо- цементит с температурным интерва- лом горячей обработки давлением

геометрия поковки, тем медленнее долж- но быть ее охлаждение. Следовательно, правильно выбранные режимы нагрева и

охлаждения существенно улучшают характеристики готового изделия.

2. 
   Разработка технологического процесса получения поковки
   

Технологический процесс получения поковки включает следующие этапы: резку заготовки, ее нагрев, осадку, черновую и чистовую штампов- ку на штамповочном молоте, обрезку облоя и контроль.

Рассмотрим разработку технологического процесса на конкретном примере.

Требуется спроектировать техно- логический процесс горячей штам- повки детали, представленной на рис. 3.4.

Материал детали – сталь 40 с пределом прочности при растяжении

_в = 58 кг/мм², масса детали 6,4 кг.


58
В соответствии с диаграммой

Fe – Fe₃C интервал температур обработки заданной стали принимается

1200…800 С.

Время нагрева Т, ч, ориентировочно может быть определено по фор-

муле Н.Н. Доброхотова: Т = αКД , где α – коэффициент, учитывающий

способ укладки заготовки в печи; Д – диаметр или наименьший размер сечения заготовки, М; К – коэффициент, учитывающий степень легирова- ния стали (для углеродистой стали К= 10, для легированной стали этот коэффициент повышается до 20).

Для нагрева заготовки при единичном и мелкосерийном производстве можно использовать камерную печь, а при крупносерийном – методическую.

На следующем этапе выпол- няется эскиз поковки (рис. 3.5) с учетом припусков на механичес- кую обработку и штамповочных уклонов.

Поковка может быть изготов- лена с отклонениями от номиналь- ных размеров в пределах допусков в соответствии с требованиями нормативной документации.

Припуски устанавливаются по табл. 3.1.

Рис. 3.5. Эскиз поковки
Таблица3.1

Припуски на сторону поковок,

изготовляемых горячей объемной штамповкой из черных металлов

Масса штампованных поковок, кг	Длина, ширина и высота поковок, мм
	До 50	50…120	121…180	181…260	261…360
6,3…10,00	3,2	3,4	3,6	3,8	4,1
10,00…16,00	3,4	3,6	3,8	4,0	4,3
16,00…25,00	3,7	3,9	4,1	4,3	4,6
25,00…40,00	4,1	4,3	4,5	4,7	5,0
40,00…63,00	4,5	4,7	4,9	5,1	5,4

Штамповочные уклоны принимаются равными 5…7^о для наружных и

7…10 ^о для внутренних поверхностей.

Напуски назначаются в тех местах, которые не выполнимы при дан- ном способе обработки. Например, отверстия диаметром до 30 мм при штамповке не выполнимы (что имеет место в рассматриваемом примере). Приближенно определяется объем поковки с припуском на обработ-

ку и без учета облойной канавки:

^Vпок

V₁  V₂ ;

V₁ / 4 D²  d² l 0,78 19,7² 8,7²  3 730 см³ ;