«Технологии заготовительного производства в машиностроении. Обработка металлов давлением.». «Технологии заготовительного производства в машиностроении. Технологии заготовительного производства в машиностроении

• Название: Технологии заготовительного производства в машиностроении
• Анкор: «Технологии заготовительного производства в машиностроении. Обработка металлов давлением.».doc
• Дата: 19.01.2018
• Размер: 347.5 Kb.
• Имя файла: «Технологии заготовительного производства в машиностроении. Обра.doc
• Тип: Курсовая; #14548
• Категория: Промышленность. Энергетика
• страница: 4 из 5

3. Преимущества и недостатки свободной ковки.

Преимущества:

• 
  получение металла высокого качества и свойств по сравнению с отливками
  
• 
  возможность получать крупные поковки по массе и габаритам, что другими способами недостижимо или экономически нецелесообразно
  
• 
  сравнительно небольшие усилия, требуемые для изготовления крупных поковок, так как обработка осуществляется обжатием отдельных небольших участков
  
• 
  применение универсально оборудования и инструмента, что снижает затраты производства, особенно при мелкосерийном его характере.
  

Недостатки:

• 
  низкая производительность по сравнению с горячей штамповкой (этот недостаток в последние годы стремятся максимально устранить путём механизации процесса)
  
• 
  большие напуски на поковках, что требует большого объёма последующей обработки⁶³
  

Штамповка.

Штамповка – это способ изготовления изделий давлением с помощью специального инструмента (штампа), рабочая полость которого определяет конфигурацию изделия. Штамповка является одним из наиболее прогрессивных способов обработки давлением. Если при ковке бойки деформируют плоские поверхности заготовки, контактирующие с ними, а боковые поверхности деформируются свободно без контакта с бойками, то при штамповке деформирование заготовки в каждом ручье заканчивается контактом металла со всеми поверхностями ручья, включая боковые.

По сравнению со свободной ковкой штамповка имеет следующие преимущества:

• 
  возможность изготовления поковок сложной конфигурации
  
• 
  получение более законченной формы заготовки
  
• 
  более точные размеры и более качественная поверхность
  
• 
  сокращение последующей механической обработки
  
• 
  меньший расход металла
  
• 
  повышение производительности 50-60 раз, необходимая квалификация рабочая сила ниже.
  

Однако штамповка выгодна лишь в массовом и серийном производстве, потому что затраты на изготовление стальных форм (штампов) оправдывается лишь при выпуске значительного количества поковок. Каждый штамп предназначен только для получения определённого вида заготовки. Штампы, применяемые для штамповки, состоят из двух частей: верхней – закрепляемой в ползуне, и нижней – устанавливаемой на столе пресса. Рабочими деталями штампа является пуансон, обычно устанавливаемый в верхней части штампа, и матрица, размещаемая в нижней части штампа.⁶⁴

Штамповка в зависимости от исходной заготовки подразделяется на:

• 
  объёмную
  
• 
  листовую
  

Штамповка может выполняться:

• 
  в горячем состоянии
  
• 
  в холодном состоянии.
  

При объёмной штамповке используют сортовую и профильную заготовку, при листовой штамповке заготовкой служит металл в виде листа. Методами объёмной штамповке изготавливают заготовки сложной конфигурации (шестерни, коленчатые валы, кронштейны, рычаги и другие детали для машиностроения). Для листовой штамповки характерно получение различных корпусных изделий (деталей обшивки и корпуса легковых и грузовых автомобилей, гнутые корпусные судостроительные детали, коробчатые изделия сложной конфигурации и др.).

Холодная штамповка обеспечивает более высокое качество поверхности и точность, но требует более мощного оборудования и высоких энергозатрат. Одновременно следует учитывать боле низкую пластичность обрабатываемого в холодную металла, что зачастую вызывает необходимость многооперационной обработки. Несмотря на это, штамповка – высоко экономически эффективный метод. Механические свойства штамповок превосходят аналогичные показатели кованых деталей, так как в штамповке легче создать усилия, обеспечивающие равномерность структуры и направленность волокон.⁶⁵

1. Горячая объёмная штамповка (ГОШ).

Сущность процесса горячей объёмной штамповки заключается в том, что нагретую до оптимальной температуры заготовку помещают в полость одной из половин штампа, где она при воздействии другой половины приобретает заданную форму. Горячая объёмная штамповка производится в закреплённых и незакреплённых штампах. Нормально штамповка осуществляется в закреплённых штампах (обе части штампа надёжно закрепляются). Незакреплённые штампы применяются крайне редко – при мелкосерийном производстве или, когда высота штампового пространства оказывается недостаточной для извлечения поковки из штампа.

ГОШ производится в открытых и закрытых штампах. Обычно применяется штамповка в открытых штампах. При этой штамповке в окончательном ручье избыточная часть металла выдавливается на поверхность разъёма, образуя облой. Отход металла в облой 10-20%.Облой тормозит течение деформируемого металла в стороны и способствует заполнению штампов, служит пластичным буфером, предохраняющим штампы от взаимного удара. Открытая штамповка (облойная) применяется для изготовления шатунов, крестовин, коленчатых валов и т.п.

Закрытая или безоблойная штамповка – это такая штамповка, когда полость штампа не имеет выхода избыточному металлу. Расход металла снижается до 20 % и экономятся затраты в связи с обрезкой облоя. Однако закрытые штампы для деталей сложной формы конструктивно трудно выполнимы, дороги в изготовлении и быстро выходят из строя. Эта штамповка применяется при изготовлении, как правило, поковок типа тел вращения.⁶⁶

В качестве исходного материала при горячей штамповке в открытых и закрытых штампах обычно применяют стальной прокат круглого или квадратного профиля, или прессованные прутки из цветных и тугоплавких металлов.

В зависимости от серийности и развеса заготовки применяют горячую штамповку в одноручьевых штампах (при мелкосерийном и серийном производстве) или штамповку в многоручьевых штампах, которая получила большое в крупносерийном и массовом производстве. При этом способе штамповки применяют штампы, имеющие несколько ручьёв (рабочих полостей), выполняющих вначале подготовку, а затем окончательную штамповку за ряд последовательных ударов. При этом отпадает малопроизводительная подготовка поковки на молотах свободной ковки, а процесс становится более производительным.⁶⁷

Горячую объёмную штамповку выполняют на паровоздушных штамповочных молотах, горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) и кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП). На ГКМ в первом ручье производится высадка наружного контура кольца, во втором ручье – прошивка отверстия. Горизонтально-ковочные машины могут развивать сил 0,5-30 МН. По сравнению с другими кузнечно-прессовыми машинами ГКМ являются более производительными и обеспечивают более высокую точность заготовки. Кривошипные прессы развивают силу 5-80 МН, число ходов в минуту - от 35 до 90.⁶⁸

2. Холодная объёмная штамповка.

Продукцией холодной штамповки являются не заготовки, как при литье, ковке, ГОШ и сварке, а, как правило, готовые детали. Штамповочные детали отличаются сравнительно высокой точностью, малой шероховатостью и стабильностью качества.

В холодном состоянии штамповку осуществляют в тех же штампах, которые применяются для горячей обработки. Основное преимущество холодной штамповки наряду с ранее указанными состоит в возможности деформирования заготовок малой толщины (полоса) и поперечного сечения (пруток, проволока). Этот метод позволяет получать поковки с тонкими сечениями, что в нагретом состоянии недостижимо вследствие их быстрого охлаждения. Холодная штамповка практически не применима для изготовления крупных изделий. В холодном состоянии чаще штампуют цветные металлы, низкоуглеродистые стали, легированные и коррозионностойкие стали типа Х18Н9Т.⁶⁹

К процессам холодной объёмной штамповки относятся:

• 
  правка листового материала
  
• 
  плоскостная и объёмная калибровка поковок
  
• 
  чеканка
  
• 
  холодная высадка (производство метизов – гвоздей, заклёпок, винтов, болтов, шурупов, саморезов, гаек.)
  
• 
  холодное выдавливание, которое применяют для обработки цветных сплавов, используемых для выдавливания тюбиков для зубной пасты, красок и т.д.⁷⁰
  

3. Листовая штамповка.

Листовая штамповка – прогрессивный метод формообразования на прессах при помощи штампов и широко применяется во всех отраслях машиностроения, приборостроительной, электротехнической и металлообрабатывающей промышленности.

Листовой штамповкой изготовляют изделия для автомобилей, тракторов, самолётов. Сельскохозяйственных машин. Холодильников. Особенно велик объём применения листовой штамповки в судостроении (корпусное производство, двери, настилы, переборки). Удельный вес листовой штамповки по расходу материалов в основных отраслях машиностроения и производства товаров народного потребления составляет 60-98%.

Широкое развитие листовой штамповки объясняется целым рядом её достоинств:

• 
  высокая производительность процесса и вследствие этого низкая себестоимость штампуемых изделий,
  
• 
  незначительные отходы металла по сравнению с отходами других способов обработки резанием
  
• 
  взаимозаменяемость деталей, обусловленная их точностью
  
• 
  широкие возможности механизации и автоматизации процесса.
  

Исходным материалом для листовой штамповки служат листы, ленты, полосы.

Операции листовой штамповки могут быть разбиты на основные группы:

• 
  разъединительные (отрезка, вырубка, пробивка отверстий, надрезка, обрезка, зачистка)
  
• 
  формоизменяющие (гибка, вытяжка, правка, рельефная штамповка, отбортовка, формовка, раздача, обжим)
  
• 
  прессовочные (чеканка, разметка (кернение), клеймение (маркировка) и холодное выдавливание.
  
• 
  комбинированная штамповка – совмещение нескольких технологических операций, например, отрезки и гибки, вырубки и вытяжки.
  
• 
  штампосборочные (запрессовка, закатка, холодная и горячая пластическая сварка и др.) ⁷¹
  

4. Горячая листовая штамповка.

Эту штамповку применяют при изготовлении изделий из сталей, не обладающих достаточной пластичностью в холодном состоянии, и при штамповке толстых листов (свыше15 мм) из низкоуглеродистой стали. Этот вид штамповки наиболее распространён при производстве котлов, аппаратов для химической промышленности, в судостроении. Штамповку производят главным образом на гидравлических листоштамповочных прессах , а мелких изделий – на фрикционных винтовых прессах.⁷²

5. Холодная листовая штамповка.

Такая штамповка применяется для изделий из листов стали, алюминия и его сплавов, меди, латуни, сплавов магния и др., реже из полосового проката.

Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных методов производства и применяется в автомобильной, транспортной, авиационной, приборостроении и др. отраслях.

Она имеет следующие преимущества:

• 
  позволяет выполнять весьма сложные операции посредством простых ударов пресса
  
• 
  позволяет получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью, без необходимости в последующей механической обработке
  
• 
  позволяет создавать прочные, но лёгкие по весу конструкции при небольшом расходе металла, т.е. экономно расходовать материал
  
• 
  имеет высокую производительность (400-500 ходов в мин) и простоту работы обслуживания
  
• 
  низкая стоимость продукции, особенно при крупносерийном и массовом производстве.⁷³
  

Прессование.

Прессованием называют процесс выдавливания (экструзии) находящегося в полости контейнера металл через выходное отверстие.

Методом горячего прессования в настоящее время изготавливают широкий сортамент изделий: прутки диаметром от3 до 250 мм, трубы диаметром от 20 до560 мм (с толщиной стенки 1,5-15 мм) и самые разнообразные профили сложного сечения.

Прессование чаще всего применяют для обработки цветных металлов, реже сплавов. Прессуют как слитки, так и деформированный металл.

Различают два метода прессования:

• 
  прямой (пуансон давит на пресс-шайбу, вталкивая металл через отверстие в матрице)
  
• 
  обратный (металл, заложенный в матрицу, при нажатии на пуансон выдавливает металл через отверстие в самом пуансоне)
  

В некоторых случаях применяются такие методы прессования как прессование с подогревом инструмента, вакуумное, с противодавлением, прилагаемым к изделию на выходе из матрицы и т.д. В последние годы наряду с традиционным методом горячего прессования широкое применение нашёл способ холодного прессования точных профилей, без последующей механической обработки. ⁷⁴
Волочение.

Волочение представляет собой протягивание заготовки через отверстие меньшего поперечного сечения, чем сечение исходной заготовки. Инструментом при волочении является волочильная матрица или фильер, имеющие коническое отверстие. Инструментом для волочения служат матрицы-волоки или фильеры, волочильные доски, кольца и оправки.

Волока состоит из двух деталей: собственно волоки и обоймы, имеет четыре зоны: смазочную, деформируемую, калибрующую и выходную. Изготовляют волоки из твёрдых сплавов, технических алмазов или инструментальной стали.

Волочением изготавливают проволоку и трубы, реже используют процесс для калибровки сорта и производства профилей. Этот процесс позволяет изготовлять изделия различного сечения (от 10 мм до нескольких микрометров).

Отличительная черта процесса волочения – его универсальность (простота и быстрота замены инструмента), что делает его очень распространённым.⁷⁵

1 Из реферата, найденного в Интернете.

2 «Технология важнейших отраслей промышленности» под редакцией А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова, Москва «Высшая школа» 1985 г., стр.333,335.

3 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997 г., стр.161.

4 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.74.

5 Из реферата, найденного в Интернете.

6 «Технология важнейших отраслей промышленности» под редакцией А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова, Москва «Высшая школа» 1985 г., стр.333.

7 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.373.

8 «Технология важнейших отраслей промышленности» под редакцией А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова, Москва «Высшая школа» 1985 г., стр.335.

9 Из реферата, найденного в Интернете.

10 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997г., стр.163.

11 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.74-75,373.

12 «Технология важнейших отраслей промышленности» под редакцией А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова, Москва «Высшая школа» 1985 г., стр.333.

13 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.75.

14 «Технология металлов и конструкционные материалы» В.М. Никифоров, Москва «Высшая школа» 1980 г., стр.180.

15 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997г., стр.161.

16 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.374.

17 «Технология важнейших отраслей промышленности» под редакцией А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова, Москва «Высшая школа» 1985 г., стр.333.

18 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.374.

19 «Технология металлов и конструкционные материалы» В.М. Никифоров, Москва «Высшая школа» 1980 г., стр.182.

20 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997г., стр.163.

21 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр.84-86.

22 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997г., стр.163-164.

23 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр. 86.

24 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997г., стр.164.

25 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр. 86-87.

26 «Путеводитель по системам технологий» А.А. Гетьман, Ю.Н. Голубев, В.А. Иванова, СПбГУЭФ 1997г., стр.165.

27 «Материаловедение и технология конструкционных материалов» под редакцией профессора, доктора технических наук Ю.П.Солнцева, Москва «Миссис» 1996г., стр. 76-78.