Машиностроение и механика

Article Index
Те­х­но­ло­гические ме­то­ды производства за­го­то­вок деталей машин
Конструктивное оформление элементов литых заготовок
Виды специального литья
Центробежное литье и литье под давлением
Механизм пластической деформации
Получение заготовок методами прокатки и прессования
Получение заготовок свободной ковкой
Штамповка на молотах
Штамповка на кривошипных горяче-штамповочных прессах
Штамповка на гидравлических прессах
Специализированные процессы обработки давлением
Завершающие и отделочные операции производства заготовок
Получение заготовок холодным выдавливанием
Производство заготовок из порошковых материалов
Эффективность выбора способа получения заготовок
Возможности расширение объема производства точных заготовок
All Pages

Проектирование отливок

При изготовлении отливок их проектируют в определенной последовательности в соответствии со стандартами ЕСКД (ГОСТ 2.423-95.

Последовательность проектирования такова:

1. На чертеже наносят модельно-литейные указания.

Дополненный таким образом чертеж в случае единичного и серийного производства представляет собой основной технологический документ. Он является основой для проектирования модельного комплекта и других приспособлений необходимых для изготовления литейной формы.

В массовом и серийном производстве на объекты модельной оснастки разрабатывается рабочие чертежи и технология их изготовления.

2. Заполняется технологическая карта, где определяется порядок операций и методику изготовления отливки, в условиях массового и серийного производства.

3. Вычерчивается чертеж со всеми размерами. Положение отливки указывается буквами В и Н, разъем модели и формы буквами МФ.

При определении линии разъема модели и формы выбираемый вариант обеспечивает наименьшую трудоемкость изготовления оснастки, повышение размерной точности, уменьшение затрат на оснастку.

На чертеже указываются припуски на механообработку по ГОСТ 26645-95.

Оформление чертежа отливки

Выполнение чертежа отливки. Литейные базы.

Основой для разрабатываемого технологического процесса изготовления литой заготовки является чертеж детали. Разработка заключается в нанесении на чертеже детали припусков на механическую обработку и построении всех элементов конструкции модели или литейной формы, которые требуются для изготовлении и приемки отливки, это называется разработкой модельно-литейных указаний.

В результате этой разработки получают различные чертежи в необходимом количестве. Размеченный чертеж становится основным технологическим документом, определяющим особенности процесса изготовления литой заготовки.

Размеченный чертеж служит основанием для выполнения чертежа отливки.

Допускается выполнять чертеж отливки на чертеже детали. При оформлении подписи чертежа под наименованием детали пишут слово «отливка».

Литейные базы

Литейными базами называют черновые необрабатываемые поверхности или оси , от которых ведется первоначальная механообработка и проставляется размеры до всех необрабатываемых поверхностей.

За базы механической обработки принимают первоначально обрабатываемые поверхности от которых ведется дальнейшая обработки и проставляются размеры до других обрабатываемых поверхностей.

У литой детали, обычно, по направлению каждой их трех осей координат выбирают одну литейную базу и одну механическую.

При этом, размеры до необрабатываемых поверхностей проставляют от литейной базы, а до поверхностей – от механической базы.

Литейная и механическая база связаны только одним размером. На проекциях чертежа отливки по каждому направлению показывается первая механически-обрабатываемая поверхность. Она обозначается тонкой линией с надписью «исходная линия разметки».

Конструктивное оформление элементов литых заготовок

1 Круглые отверстия.

Возможность выполнения отверстий зависит от технологических свойств формовочных смесей и покрытий, которое удовлетворяют требованиям и условиям получения отверстий без пригара и легкой выбиваемости стержней.

Приведенные рекомендации о размерах литых отверстий рассчитаны на использование широкого применения формовочных материалов.

Минимально допустимый размер отверстия определяют руководствуясь опытными данными.

 

Для выполнения я отверстий меньшего диаметра использую специальные технологические методы. Выполняют отверстия диаметром 10..12 мм ,толщиной стенки 80…100 мм.

2 Фигурные отверстия.

Наименьшие размеры квадратных, прямоугольных и фигурных отверстий определяют по тем же таблицам. При этом за диаметр стержней принимают наименьший размер сечения.

3 Отливка уступов и пазов.

Уступы и пазы малых размеров.

Рисунок 1 - Выполнение пазов

Вопрос о выполнении уступов решается только после решения вопроса об отливке центрового отверстия.

Условие выполнения паза: если диаметр окружности, вписанной узкое сечение паза с учетом припуска на механообработку меньше допускаемого по таблице диаметров для литого отверстия, то такие пазы не отливают.

3 Технологические пополнения

Утолщение стенки отливки вводят потому, чтобы получить размеры отливки по чертежу детали и припуска на механообработку.

Часто наносят по внешнему контуру необрабатываемой поверхности фланцев.

Необходимо назначение технологических припусков по контуру литейных приливов и других частей, используемых для соединения деталей.

Классификация отливок по сложности

1 гр. плоские, круглые ил полусферические наружные поверхности с наличием невысоких ребер, бобышек, фланцев, отверстий, выступов и углублений.

2 гр. отливки в виде простых геометрических тел, плоских, круглых или полусферических. Открытой коробчатой формы. Наружные поверхности плоские и криволинейные с наличием ребер.

3 гр. открытой, коробчатой, сферической, полусферической и других форм. Наружные поверхности криволинейные и плоские с наличием ребер, кронштейнов, бобышек и фланцев с отверстиями и углублениями.

4 гр. отливки закрытой и частично открытой коробчатой и цилиндрической формы. Наружные поверхности криволинейные и плоские с примыкающими кронштейнами, фланцами, патрубками и др. Конструктивными элементами различной конструкции.

5гр. отливки закрытой коробчатой формы. Наружные поверхности криволинейные, сложной конфигурации с примыкающими кронштейнами, фланцами, патрубками, и др. конструктивными элементами.

Назначение литейных уклонов

Уклоны рабочим поверхностям литейной модели назначают при разработке технологического процесса. В рабочих чертежах уклоны не показывают за исключением случая, когда он вызывают утолщение стенки сверх допускаемого.

Уклоны регламентированы ГОСТ 3212-95.

Строгое соблюдение параллельности внешней и внутренней поверхности особенно важно в условиях серийного производства, в условиях единичного производства это менее существенные момент.

Примерные данные по уклонам

, .

Виды специального литья

К видам специального литья относятся:

литье по выплавляемым моделям;

литье в кокиль;

литье под давлением;

центробежное литье.

Литье в кокиль

Литье в кокиль представляет собой заполнение металлической формы под дей­ствием гравитационных сил и может использоваться многократно, рис.1.

Основными операциями технологического процесса являются:

* поверхность рабочей полости очищается и красится;

* после нанесения покрытия кокиль нагревается;

* устанавливаются стержни;

* соединяются обе половины;

* заливается расплав в кокиль;

* раскрывается кокиль, удаляется отливка;

* операции повторяются.

Преимущества и недостатки литья в кокиль

Преимущества:

· повышенная производительность труда на основе исключения трудоемких операций (смесеприготовление, формовка, очистка от пригара), снижаются расходы на оборудование, повышается в 2-3 раза производительность труда;

· повышается качество отливки, связанное с использованием металлической формы, увеличивается стабильность показателей качества, таких как механи­ческие свойства, структура. Плотность, шероховатость, точность размеров.

· улучшаются условия труда, снижается загрязнение окружающей среды;

· устраняется сложный для автоматизации процесс изготовления литейной формы;

Недостатки:

· высокая стоимость кокиля;

· ограниченная стойкость кокиля;

· сложность получения отливок с подребрениями, для выполнения которых не­обходимо усложнить конструкцию формы, использовать вставки со стерж­нями;

· влияние высокой скорости охлаждения не позволяет получать тонкостенные отливки, необходима термообработка отливок;

· жесткий кокиль приводит к возникновению в оливках напряжений;

Рациональная область применения: серийное и массовое производство

Схемы и устройства применяемых литейных машин

Кокильные машины делятся на :

· универсальные (одно, двух, трех позиционные);

· карусельные;

· специальные.

Универсальные кокильные машины используются в условиях серийного про­изводства, их отличает высокая производительность и небольшие габариты.

Предназначены для получения отливок размерами от 250*200 до 1000*800 мм.

Такие машины разделяются на следующие типы:

1. с вертикальным разъемом кокиля и одной подвижной плитой;

2. с вертикальным разъемом кокиля и двумя подвижными плитами;

3. с вертикальным разъемом кокиля и двумя подвижными плитами;

4. с двумя подвижными плитами.

Специальные машины служат для изготовления отливки или однотипных от­ливок, обычно 2...4 -х позиционные.

Карусельные машины можно также отнести к специальным. Благодаря со­вмещению операций отличаются высокой производительностью. Обычно имеют вертикальную ось вращения карусели. Карусельная машина состоит из однопо­зиционных кокильных секций с самостоятельным приводом для закреп­ления и выталкивания отливок, смонтированных на столе карусели. Стол имеет непре­рывное или пульсирующее движение.

Поточные линии для литья в кокиль применяют в массовом и серийном про­изводстве отливок широкой номенклатуры. Обычно они состоят из автоматизи­рованных комплексов.

Разработка чертежа кокильной отливки

Разработка чертежа производится по чертежу детали. При этом определяют расположение отливки в форме, место подвода расплава, припуски на механо­об­работку, технологические припуски и напуски, уклоны и допуски. Чертеж от­ливки в соответствии с ГОСТ 2.423-95.

Выбор расположения отливки в форме при литье в кокиль.

Основным условием для направленного затвердевания металла, удаления воз­духа и газов, извлечения отливок из кокиля, установки минимального коли­чества стержней является выбор положения отливки в форме. При этом пред­почти­тельно располагать цилиндрические отливки вертикально, плоские на ребро, ча­шеобразные, днищем вверх.

 

Центробежное литье и литье под давлением

Центробежное литье- способ получения отливок, когда заполнение формы происходит в поле действия центробежных сил.

Существует два варианта способа:

* с горизонтальной осью вращения;

* с вертикальной осью вращения

Главная особенность процесса формования отливок заключается в том, что за­полнение формы и затвердевание отливок происходит в поле сил превосхо­дящих силы гравитации. Давление развиваемое при вращении расплава, спо­собствует проникновению его в межкристаллитное пространство, что повы­шает плотность отливок. Свободная поверхность затвердевает в последнюю очередь, оставаясь геометрически правильной. Инородные частицы, газ. Шлак, имеющие меньшую плотность всплывают на свободную поверхность расплава, это приводит к необ­ходимости назначить большие припуски на обработку сво­бодных поверхностей отливок.

При изготовлении отливок центробежным способом применяют различные литейные формы: металлические, песчаные, комбинированные, оболочковые.

Изложницы для центробежного литья так же как и для кокильного предвари­тельно пред заливкой расплава нагревают, на их рабочую поверхность наносят слой огнеупорного покрытия, предназначенный для регулирования скорости ох­лаждения отливки и защиты о расплава. Дозировка расплава при центробежном литье существенно влияет на точность массы и толщину стенок отливки.

Технологические возможности получения отливок общего назначения.

1 Литье чугунных втулок в металлических формах, D< 500 мм.

2 Литье втулок, колец, венцов из цветных сплавов. В металлических ,в ред­ком исключении песчаных формах.

3 Изготовление длинномерных и толстостенных цилиндрических полых за­го­товок. Изготавливаются из стали, чугуна, цветных сплавов, отливки имеют диа­метр до 1000мм, толщину стенки до 300 мм, длину до 8000 мм и массу до 60 т. Это изделия типа пустотелых валков бумагоделательных машин, деталей хими­ческих агрегатов, гильз крупных дизелей. Однослойные и многослойные трубы.

3 Изготовление специальных отливок. Биметаллические отливки можно из­го­тавливать способом центробежного армирования, наваркой расплава, после­до­вательной заливкой различных сплавов.

· Армирование отливок осуществляется заливкой жидким металлом отдель­ных металлических частей, выполненных из других материалов.

· Наварку жидкого металла осуществляют путем заливки расплава внутрь за­ранее изготовленной и установленной в изложницу втулки.

· Последовательную заливку во вращающуюся форму двух металлов, второй из металлов начинает застывать, тогда заливается затвердевающий наруж­ный слой.

Машины центробежного литья

По назначению машины делятся на:

1. Универсальные.

2. Труболитейные.

3. Специального назначения.

Универсальные машины применяются для изготовления отливок общего на­значения. Труболитейные для получения стальных и чугунных труб большого диаметра. Специальные, для изготовления отливок массового производства та­ких как валки прокатных станов, барабаны бумагоделательных машин.

Существуют определенные требования к машинам. Они должны обеспечить:

* вращение формы с требуемой частотой;

* плавное изменение частоты вращения;

Машины имеют следующие основные узлы:

* привод вращения формы;

* приспособление для крепления;

* устройства введения и вывода заливочного лотка;

* механизм выталкивания отливок.

Особенности отливок центробежного литья

Отливки правильной цилиндрической формы могут быть получены вне зави­симости от дины при горизонтальной оси вращения формы. При наклоне оси вращения . свободная поверхность имеет форму параболоида вращения. От­ливки получаются разно стенные.

Фасонные отливки, изготавливаемые в различных формах получают на ма­ши­нах с вертикальной осью вращения.

Припуски на обработку наружных поверхностей составляют 2-12 мм, в зави­симости от толщины стенки, внутренней ~ l/d.

Литье под давлением

Способ литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл заливается в камеру прессования машины, а затем под действием поршня пере­мещается в этой камере и через литниковые каналы заполняет полость металли­ческой пресс формы. Затвердевает под давлением .образуя отливку. Форма за­полняется расплавом под действием сил , превосходящих гравитационные, а за­твердевание протекает под избыточным давлением.

Способ высокопроизводителен. Осуществляется на машинах .Имеет высокую точность и малую толщину стенок, позволяет значительно экономить металл.

Особенности литья под давлением.

· изготавливаются точные отливки с толщиной стенки менее 1 мм, с чистой поверхностью;

· высокая скорость охлаждения вызывает дефекты отливок, такие как рако­вины, газо-воздушные пузыри, пористость;

· высокая теплопроводность способствует улучшению структуры;

· допрессовка позволяет получить высокие механические свойства;

Преимущества

Возможность получения отливок с толщиной стенки менее 1 мм;

Высокая точность, малая шероховатость.

Возможность устранения трудоемких операций и улучшения условий труда.

Недостатки

1. Габариты и вес ограничены мощностью машины

2. Высокая стоимость пресс-формы и ее малая стойкость.

3. Высокая трудоемкость выполнения отливок с полостями.

4. Наличие пористости.

5. Остаточные напряжения в отливках.

Процесс используется в крупносерийном производстве тонкостенных отли­вок с малыми припусками из цинковых и медных сплавов, в некоторых случаях из специальных сплавов и сталей.

Известен вариант литья под регулируемым давлением, представляющий про­цесс заполнения полости формы и затвердевания под действием избыточного давления воздуха или газа.

Конструкции пресс-форм

Пресс-формы представляют собой сложный и точный инструмент, состоящий из

нескольких рабочих полостей для получения отливки, стержня и вставки,( не­обходимых для получения отверстия в отливке) системы каналов для подвода расплава в рабочую полость, отвода воздуха, а также выталкивателей, каналов для охлаждения во время работы. Пресс форма состоит из двух частей подвиж­ной и неподвижной. Пресс формы для массового производства имеют упрощен­ную конструкции.

Литье по выплавляемым моделям

Используется неразъемная разовая модель по которой из жидкой формовоч­ной смеси изготавливается керамическая оболочковая форма ( перед заливкой расплава модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием, растворе­нием, испарением).

Особенности

Перед заливкой форму нагревают до сравнительно высоких температур.

скорость отвода тепла мала, следовательно возможно получение слож­ных отливок с толщиной стенки S=0,8...2,0 со значительной площадью поверх­ности.

2 малая скорость охлаждения приводит к появлению в центре толстостен­ных отливок (6...8 мм) раковин и рыхлот, укрупнению кристаллического строе­ния,(такая стенка твердеет хорошо).

3повышенная температура формы приводит к развитию процессов, приво­дящих к изменению структуры поверхностного слоя, появлению дефектов на поверхности, для:

n отливок из углеродистых сталей -окисление и обезуглероживание до 0,5 мм;

n отливок из нержавеющих сталей- следствие взаимодействия материала формы и отливки возникают точечные дефекты «питтинги»

Технологические возможности.

Возможность получать отливки сложной конфигурации, максимально при­ближенные к форме готовой детали практически из любых сплавов.

Припуски на обработку резанием для отливок до 50 мм составляют 1,4 мм, до 500 мм-3,5 мм.

Преимущества:

любые сплавы, сложные формы;

* возможность создания сложных конструкций, соединение деталей в узел;

* экономически выгоден в серийном и массовом производстве;

* снижение расхода материалов, улучшение условий труда;

Недостатки

* сложный процесс изготовления формы;

* большая номенклатура материалов;

* сложность автоматизации.

Область использования

Труднообрабатывемые материалы и сплавы;

Изготовление тонкостенных крупногабаритных отливок повышенной точности с целью снижения массы и повышения прочности;

Изготовление отливок повышенной точности из сплавов с особыми свой­ствами и структурой.

Находят применение в различных областях машиностроения и приборострое­ния , снижают себестоимость деталей на 20....40%.

3 Производство заготовок обработкой давлением

Роль процессов обработки давлением как способа производства заготовок

Процессы обработки давлением являются основными при производстве за­готовок.

К этим процессам относятся:

* Свободная ковка( на молотах и прессах);

* Процессы прокатки;

* Штамповка в подкладных и секционных штампах в цехах свободной ковки;

* Штамповка в открытых штампах на молотах и прессах;

* Штамповка в закрытых штампах на молотах и прессах;

* Штамповка на горизонтально- ковочных машинах;

* Специализированные процессы получения заготовок;

К специализированным процессам можно отнести:

* штамповку на горизонтально-гибочных машинах;

* штамповку на вертикально-ковочных машинах;

* штамповку на ротационно-обжимных и радиально-обжимных машинах;

* электровысадка;

* штамповка на высокоскоростных машинах;

* вальцовка;

* раскатка кольцевых заготовок;

Механизм пластической деформации

Пластичность-способность изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять ее после их удаления

Пластическая деформация происходит вследствие изменения формы зерен и в небольшой степени в результате и взаимного перемещения.

Пластичность зависит от многих факторов: e,e,t,...s .

Наибольшая пластичность достигается при нагреве металлов выше темпера­туры рекристаллизации, рекристаллизация снимает упрочнение и увеличивает пластичность.

Виды деформации

Горячая деформация- деформация, сопровождающаяся полной рекристалли­зацией.

Неполная горячая деформация-деформация, сопровождающаяся неполной рекристаллизацией.

Холодная деформация-деформация, сопровождающаяся ни возвратом ни рекристаллизацией.

Неполная холодная деформация- сопровождается возвратом.

Скорость протекания процессов возврата и рекристаллизации зависит от группы металла и температуры, С повышением степени деформации темпера­тура начала рекристаллизации снижается.

Факторы, влияющие на пластичность

Пластичность металла тем выше чем большую роль играют сжимающие на­пряжения. При трехосном сжатии пластичность максимальна. Пластическая де­формация всегда сопровождается упругой. Во многих случаях она мала, однако при холодном пластическом формоизменении вызывает существенное измене­ние размеров. При горячем формоизменении упругую деформацию можно не учитывать.

Таблица 2 -Технологические возможности основных процессов обработки давлением

№ п/п	технологи-ческий процесс	технологические возможности	тип поковок	тип производства
1	Ковка	m<250 т с боль­шими напусками. Припуски и допуски по ГОСТ 7829-70 на молотах и ГОСТ 7062-79 на прессах.	поковки простой формы с напус­ками	в единичном и мелкосерийном производстве
2	Штамповка в подклад­ных штам­пах	m<150 кг. Припуски и допуски и выше	небольшого веса без напусков	в мелкосерийном производстве при партиях n=50-200шт.
3	Штамповка в открытых штампах	m< 3 т припуски и допуски по ГОСТ 7505-89.	Разнообразных форм, прибли-жающихся к го­товым изделиям (невозможно вы-полнение углуб­лений и отвер­стий в боковых стенках)	В серийном и мелкосерийном производстве, рентабельно при партиях n=200-500шт.
4	Штамповка в закрытых штампах	m=50-100кг.	Поковки простой формы в виде тел вращения или приближенных к ним. Штамповка стали с понижен­ной пластично­стью	то же
5	Штамповка в штампах для пря­мого и об­ратного выдавлива­ния и про­шивки	m<75 кг. Припуски и допуски для D=5-150мм	По форме пред­ставляют собой круглый, кониче­ский, фасонный стержень с мас­сивной головкой различной формы. Поковки типа втулок, ста­канов с поло­стью.	В серийном и крупносерийном производстве м.б. рентабельно при партиях n=200-500шт.
6	Штамповка на горизон­тально-ко­вочных машинах	m<30кг. Припуски и допуски по ГОСТ 7505-89	Поковки в виде стержня с голов­кой или утолще­ниями, полые за­готовки со сквоз­ным отверстием, фланцы, поковки в виде тел враще­ния.	Рентабельна при большой серий­ности

Получение заготовок методами прокатки и прессования

Общие сведения

Прокат различного назначения специального профильного и периодического производится в прокатных цехах металлургических заводов партиями , раз­меры которых должны быт не ниже минимума, определенного требованиями окупаемости и организации производства.

В случае, если объем заказа ниже этого минимума производство таких видов проката организуют в кузнечных цехах (машиностроительное производство).

Для изготовления профильного проката используют мелкие специализиро­ванные станы продольной прокатки.

Периодический прокат изготавливают на специализированных станах про­дольной и поперечной прокатки.

Периодический прокат получают продольной прокаткой .

Волочение и прессование.

Применяют в заготовительных цехах машиностроительных заводов с целью повышения точности труб и прутков и изменения их размеров и поперечного сечения. Далее см. фильм прессование и волочение.

Способы резки исходных материалов на заготовки.

Катаный металл на заготовки разделывают в заготовительном отделении кузнечно-штамповочного цеха.

1.Резка на ножницах и в штампах.

На кривошипных ножницах.

Отрезные штампы устанавливают обычно на кривошипных прессах.

При резке в штампах используют обычно 3 схемы:

· Резку незакрепленного прутка с образованием естественного скола;

· Резку поперечно или радиально закрепленного прутка в отрезных штам­пах;

· Резку прутка при продольном, осевом сжатии;

2.Ломка прутков на хладноломе.

Перед ломкой пруток размечают и надрезают.

3.Газопламенная резка.

В основу способа положено условие превышения температуры плавления над температурой воспламенения, В зоне резки металл частично сгорает за счет за счет местного нагрева в среде кислорода. Предварительный разогрев достига­ется использованием горючего: газа, бензина, керосина. Газовой резкой можно получать контуры различных деталей.

4.Плазменная резка.

Резка с использованием плазмотронов. Основана на использовании для резки электрической дуги. Резка полосовго, толстолистовго материала, прутков и труб.

5.резка пилами.

В случае, когда необходимо получать точную длину и перпендикулярный к оси прутка срез.

Используют два типа пил: зубчатые и гладкие. При этом зубчатые могут быть проволочными, ленточными и дисковыми, а гладкие пилами трения. Элек­тромеханические пилы режут электродугой.

6.Электоискровая резка .

Способ основан на коротком замыкании электрических проводников, при ко­тором металл разрушается пульсирующим током. Взрывообразное плавление. Получают ровную и чистую поверхность и незначительные отходы. Применяют для сплавов, имеющих повышенную твердость при резке по сложному контуру.

7.Анодно-механическая резка.

Использует другую форму разряда-электрическую дугу. Способ применяют при резке прочных и труднообрабатываемых сплавов, жаропрочных сплавов, которые не поддаются резке обычными способами.

8.Резка на установках взрывного действия.

Импульсная резка крупногабаритных прутков и рубка слитков в холодном и горячем состоянии. Метод основан на использовании энергии взрыва.

9.Лазерная резка- перспективна при резке сверхпрочных и хрупких материа­лов.

Прокатка

Для изготовления профильного проката используют специализированные станы продольной прокатки. Периодический прокат изготавливают на специализированных станах продольной и поперечной прокатки.

Продольная прокатка

Применяют станы непрерывной прокатки, имеющие по 3 или 3 пары валков.

Валки расположены в плоскостях, перпендикулярных направлению проката. Чем сложнее форма поперечного сечения проката, тем больше число проходов при продольной прокатке.

Поперечная прокатка

Используют 2-х и 3-х валковые станы с неизменным и 3-х валковые с изме­няющимся расстоянием между валками. Благодаря косому расположению осей валков обрабатываемая заготовка получает винтообразной движение.

На станах с постоянным расстоянием между осями валков изменение формы заготовки происходит за счет ввинчивания ее в пространство между вращаю­щимися валками на поверхности которых делают «ручьи». При каждом обороте валков, объем заготовки, равный объему прокатываемого изделия захватывается винтовым калибром.

К недостаткам относится возможность образования рыхлот в сердцевине заготовки, такой прокат необходимо подвергать штамповке.

В калибрах получают изделия типа коротких валов и роликов, шаров диамет­ром d=25-125 мм.

Кроме цилиндрических заготовок сплошного сечения прокатке подвергают трубные заготовки на специальных оправках, а также изделия типа колец и вту­лок.

Допуски и припуски на наружные диаметры изменяются в интервале:

Припуск: 2-3.0 мм. допуск:0.5-1,0 мм.

Винтовая прокатка

Прокатываемое изделие обжимают тремя приводными валками дисковой или конической формы, при этом для обеспечения благоприятных условия создают осевое напряжение. Для изменения диаметра изделия при прокатке, валки раз­двигают или сдвигают с помощью гидравлических цилиндров, управляемых специальной следящей системой о копировальной оснастки.

Изготовление круглых цилиндрических профилей прокаткой позволяет заме­нить ковку для изделий типа осей и полуосей, а также устранить обдирочные операции. Станы могут использоваться в массовом производстве.

Трехвалковые станы имеют следующие преимущества:

· Точность выше. Отклонение по диаметру +1.5% ( экономия металла 25-30%).

· Показатели механических свойств деталей также выше.

· Производительность процесса большая, скорость выхода 4-6%.

· Станы полностью автоматизированы.

Поперечно-клиновая прокатка

Представляет собой поперечную прокатку в валках с клиновой калибровкой. Получают изделия с резкими переходами по диаметру. Отклонение от заданных размеров не превышает +1%.

Заготовку нагревают до температуры 900-1000С. Помещают между двумя валками на наружной поверхности которых имеются клиновые калибры. Про­катка может быть осуществлена из штучной и прутковой заготовки. Разрабо­таны станы для прокатки заготовок диаметром 22-130 мм. при­пуски выбираются в соответствии с ГОСТ 7505-95.

Накатка, накатка зубчатых колес

Накатка- превращение гладкой поверхности заготовок в ребристую, опреде­ленного профиля, путем прокатки. Деформируются только поверхностные слои заготовки.

Горячую накатку зубьев зубчатых колес, шлицев и крупной резьбы произво­дят на специальных станах. Действующих по принципу поперечной прокатки ( с принудительным вращением).

Цилиндрические зубчатые колеса диаметром менее 150 мм m< 3мм целесо­образно обрабатывать на станках.

Известно, что один стан заменяет 80 единиц зуборезного оборудования. Из­носоустойчивость накатных зубчатых колес увеличивается по сравнению с фре­зерованием на 50..70%.

Получение заготовок свободной ковкой

Сущность процесса свободной ковки и область ее применения

Ковка по­зволяет изготавливать поковки от очень мелких до крупных массой до 350-300 т.

Мелкие поковки -куются на пневматических молотах это фасонные поковки массой 0.3-20 кг, поковки типа прямых валов массой 7.5-250кг. Для ковки ис­пользуются рессорные и рычажные молоты.

Средние поковки -изготавливают на ковочных паровоздушных молотах двой­ного действия. Фасонные поковки 20-350 кг, типа прямых валов 250-2500кг.

Тяжелые поковки –куют на гидравлических ковочных прессах усилием до 150 Мн. Изготавливаются фасонные отливки массой более 100 кг, простые от­ливки типа прямых валов до 750 кг. Производство переводится на гидравличе­ские прессы.

Основные операции свободной ковки: осадка протяжка , прошивка. Гибка, скручивание, отрубка и сварка. Из основных операций необходимо отметить биллетировку слитков.

Преимущества и недостатки свободной ковки

Преимущества:

1. Свободная ковка позволяет получать высокое качество металла с высо­кими характеристиками пластичности.

2. Возможность получать крупные поковки.

3. Применение универсальных машин и инструмента позволит снизить за­траты.

Недостатки свободной ковки

1. Низкая производительность процесса.

2. Большие напуски на поковках.

3. Большие припуски и допуски.

Классификация поковок

Поковки, изготавливаемые ковкой очень разнообразны, они делятся на де­вять групп по сложности изготовления.

1-группа поковок постоянного профиля, изготавливаемых протяжкой;

2-поковки переменного профиля получаемые протяжкой и осадкой;

3-поковки с прошитым отверстием, а также в виде всесторонне прокованных кубиков, костылей, рычагов.

4-сложные поковки, изготавливаемые прошивкой с протяжкой на оправке, валы ступенчатые, пластины с выступами и поковки, оформленные в подклад­ных штампах.

5-поковки прошитые и раскатанные, рычаги с двусторонними бобышками.

6—9 входят сложные рычаги, валы и другие поковки, требующие комплекса операций.

Разработка чертежа поковки

Припуски, допуски, напуски.

Напуск -объем металла добавляемый к поковке для упрощения ее формы.

На величину припуска влияют многие факторы. В том числе:

1. Вид исходного материала ( для поковок из слитков припуск больше чем для поковок из проката )

2. Сорт материала, для углеродистых сталей припуск меньше. Та как в них меньше поверхностных дефектов

3. Качество поверхности исходного материала (зависит от изложниц и тд.)

4. Характер подготовки исходного материала к ковке ( при обдирке припуск уменьшается)

5. Размеры поковки по поперечному сечению и длине ( с увеличением раз­меров растет припуск)

6. Форма поперечного сечения поковки(для квадрата меньше)

7. Конфигурация поковки( чем сложнее поковка тем меньше припуск)

8. Качество применяемого инструмента ( вырезные бойки дают более каче­ственную поверхность).

На допуски влияют те же параметры, за исключением 1-4. Припуски и до­пуски назначаются по ГОСТ 7829-95 и ГОСТ 7062-95.

Выбор основных, вспомагательных и отделочных операций и их последова­тельности

Судить о рациональности техпроцесса можно по сравнению с существую­щими техпроцессами с одинаковыми или аналогичными поковками.

При выборе технологических операций и их последовательности необходимо воспользоваться классификацией поковок с указанием основных операций.

Выбор кузнечного оборудования

Производится по наиболее тяжелой операции техпроцесса, т.е. осадке.

Иногда целесообразно другие операции проводить на менее мощном обору­довании. Протяжка и прошивка требуют меньших усилий. После выбора по мощности приводят ее в соответствии по габаритам. Особенно существенны габариты для операций раздачи на оправке, осадки и высадки. Требующих ра­бочего пространства.

Виды брака

1.Брак от исходного материала

К браку от исходного материала можно отнести:

· Волосовины- тонкие трещины глубиной до 2 мм;

· Закаты-заусенцы, закатанные в виде продольных складок;

· Плены- застывшие на поверхности брызги жидкой стали h<1,5 мм;

· Расслоения- усадочные раковины. Либо рыхлоты. Раскрывающиеся в процессе ковки либо штамповки;

· Неметаллическое включение шлаков;

· Флокены-сеть мельчайших трещин;

· Использование несоответствующей марки стали.

2.Брак при разрезке металла

· Скалывание металла;

· Торцовые трещины;

· Несоответствие заготовки по длине;

3.Брак при нагреве заготовок

· Перегрев и пережог;

· Чрезмерное окалинообразование;

4.К браку в процессе можно отнести:

· Вмятины- заков окалины, удаляются дробью;

· Забоины- механические повреждения при перемещении поковок;

· Кривизна- отклонение о плоскостности.

5.Брак от термообработки

· Недостаточная либо повышенная твердость;

· Закалочные трещины.

6.Брак при очистке

· Остатки окалины;

· Забои и вмятины при очистке.

Штамповка на молотах

Особенности процесса штамповки на молотах

Штамповка на молотах осуществляется в открытых и закрытых штампах. В основном используются паровоздушные штамповочные молоты. Верхний штамп крепится к бабе молота, а нижний к штамподержателю, за­крепленному на шаботе. Ход жесткий, конструируется так, чтобы половинки сомкнулись по плоскости соударения. (практически между штампами остается небольшой зазор).

Виды штамповки на молотах

1. Штамповка катаной заготовки производится во многоручьевом штампе. В нем выполняются заготовительные ручьи для придания заготовке пере­ходных форм перед штамповкой в окончательном ручье. Штамповку про­изводят с одного нагрева. Производительность процесса высока. Штамп простой и дешевый.

2. Расчлененная штамповка, производится в штампах на рядом стоящих мо­лотах. Штамповка с одного нагрева. Применяется только в массовом про­изводстве (переналадка затруднительна).

3. Штамповка кованой заготовки. В штампе только окончательный ручей, а заготовку отковывают на другом оборудовании( при этом часто исполь­зуются пневматические молоты).

Кроме того объемную штамповку разделяют на два вида:

· Штамповка осадкой в торец.

· Штамповка плашмя.

Штамповка на молотах в закрытых штампах

При штамповке в открытых штампах получают более 10-50% отхода мате­риала в заусенец и в некоторых случаях на клещевину. Для устранения этого дефекта применяют штамповку в закрытых штампах на молотах. Замок соз­дает направление верхнему штампу по сравнению с нижним.

Зазор в замке невелик. Поэтому заусенец мал или его нет.

Преимущества штамповки в закрытых штампах

· Экономия металла в связи с исключением отходов металла на заусенец и в клещевину;

· Снижение трудоемкости;

· Сокращается технологический цикл;

· Экономится энергия.

Энергия удара почти вся идет на деформирование поковки. Более благопри-ятная схема деформации.

Недостатки штамповки в закрытых штампах

· Низкая стойкость штампов;

· Поломки штампа по сечению а-а;

· Подсадка выступа нижнего штампа;

· Может разрушить штамп торцевой заусенец;

· Высокие давления в полости создают разгарные трещины;

· Ограниченность форм поковок, которые можно штамповать данным спо­собом.

Штампуются поковки типа шестерен, фланцев, стаканов. Можно штамповать простые, удлиненные в плане поковки.

Штамповочные ручьи.

1 Открытый окончательный чистовой ручей, служит для получения гото­вой поковки с заусенцем и представляет собой точный оттиск формы горячей поковки с расположенной вокруг заусенечной канавкой. Поковки, получаемые в закрытых окончательных ручьях бывают в основном осесимметричные, круг­лые в плоскости разъема. Ручей делают без компенсатора.

2. Предварительный ручей. Служит для уменьшения износа открытого окон­чательного ручья за счет придания заготовке формы, близкой к окончательной.

3.Заготовительно-предварительный ручей. Применяют взамен предваритель­ного ручья для штамповки поковок сложной формы.

Заготовительные ручьи.

Формовочный, гибочный, прижимной, подкатной, протяжной заготовитель­ные ручьи применяются при штамповке поковок удлиненных в плоскости разъ­ема.

1. Формовочный ручей.

Служит для придания заготовке формы, соответствующей форме поковки в плоскости разъема, если при этом не требуется ни больших изменений попе­речного сечения заготовки, и значительных перемещений металла вдоль оси.

2. Гибочный ручей.

Используется для гибки заготовок в целях придания ей формы в плоскости разъема ( служит для гибки заготовок).

3. Пережимной ручей.

Ручей служит для неравномерного по длине уширения заготовки и незначи­тельно перераспределения металла вдоль оси.

4. Подкатной ручей.

Он служит для значительного увеличения одних поперечных сечений за счет уменьшения других и распределением металла вдоль оси заготовки.

5. Протяжной ручей.

Служит для протяжки отдельных участков заготовки. Применяются откры­тые и закрытые ручьи.

6. Площадка для осадки.

Существуют плоская и фасонная площадки. Служат для осадки в торец ис­ходной заготовки перед обработкой в штамповочных ручьях. Осадку приме­няют для штамповки круглых и квадратных в плоскости разъема заготовок. Для предохранения от износа и во избежание зажимов.

7. Отрубной ручей.

Служит для отделения от прутка исходной заготовки, если её штампуют по­следовательно, более чем на две поковки.

Выбор переходов штамповки.

Выбор переходов зависит о формы и размеров поковки и распределения ее объема по элементам фигуры. Применение тех или иных ручьев зависит от их характеристики.

Окончательный ручей требуется всегда. Предварительный ручей желателен почти всегда, но не обязателен, а заготовительно-предварительный желателен при штамповке поковок, некоторые элементы которых имеют особо трудно за­полняемую форму. Область применения заготовительных ручьев: формовоч­ного, гибочного и площадки для осадки или разгонки зависит от формы и раз­меров поковки и не зависит от других факторов. При этом каждый из указанных ручьев взаимно исключает друг друга.

К примеру, пережимной, подкатной и протяжной ручьи используют для пе­рераспределения объёма заготовки вдоль ее оси. Для этой цели возможно ис­пользование около семи вариантов. Эти варианты имеют безусловно различную эффективность.

При выборе переходов задача состоит в том. чтобы выбрать оптимальный ва­риант. При выборе оптимального варианта учитываются три основные фактора:

-отношение поперечных размеров заготовки до и после выполнения пере­хода;

-отношение этих размеров к длине заготовки;

-объем, масса заготовки.

Чем меньше поковка тем проще вариант переходов, использующихся для распределения металла вдоль заготовки. Пособием для выбора переходов слу­жит диаграмма Ребельского АВ,

Качество поковок.

Качество поковок регламентируется техническими требованиями и черте­жом.

В дефектном слое поковки могут быть раковины или вмятая окалина, обезуг­лероженный металл, поверхностные трещины и складки. К числу погрешностей обработки относятся также: искажения геометрической формы поковки, пре­косы. Сдвиги, разнотолщинность, разностенность, неровности поверхности, ко­робление, указанные погрешности могут быть взаимно компенсированы.

Оформление чертежа поковки.

Готовую деталь показывают тонкой линией, давая условный контур, показы­вающий припуск на обработку, такое изображение следует давать преимущест­венно в разрезах или сечениях один раз. Система простановки размеров поковки должна соответствовать системе размеров детали.

В примечаниях к чертежу должны быть указания о неоговоренных штампо­вочных уклонах, радиусах закруглений, о неоговоренных допусках.

На чертеже поковки указываются основные технические требования:

Термообработка и твердость поковок, допустимая величина остатков за­усенца после обрезки, способ очистки поверхности, глубина внешних дефектов, дефекты формы ( сдвиг от смещения штампов, эксцентричность сечений и от­верстий, кривизна или стрела прогиба).

При предъявлении к поковке особых требований необходимо указывать: места отпечатка для испытаний на твердость. Клеймения, образцов вырезаемых для испытаний, указание базы первой операции обработки резанием.

Штамповка на кривошипных горяче-штамповочных прессах

На КГШП изготавливают поковки любой конфигурации массой до 100 кг.

Характер деформирования на прессах несколько иной чем на штамповке на молотах.

Процесс выдавливания и заполнения полости штампа протекает менее интен­сивно чем на молоте. На молоте полость штампа заполняется за несколько уда­ров, а на КГШП ручей должен быть заполнен за один ход ползуна.

Отсутствие «динамики» ухудшает заполнение сложного рельефа штамповоч­ного ручья. ( необходимо учитывать при разработке техпроцесса) , т.е. необхо­димо увеличить количество подготовительных переходов. Постепенно прибли­жая форму заготовки к форме окончательного штамповочного ручья.

В случае многоперационного техпроцесса рекомендуется применять процесс в котором обеспечивается изготовление поковки с одного нагрева.

Подкатку и протяжку на КГШП не производят ( требуется выполнение переходных ручьев из-за постоянства величины хода).

Подкатку и протяжку производят на специальных ковочных вальцах, которые устанавливают рядом с прессом. Штамповка не должна быть в окалине. Что обеспечивается спецнагревом либо гидроочисткой.

Устройство кривошипного горячештамповочного пресса.

Конструкция пресса изображена на рисунке3 .

1-поперечина, 2-стойки, 3-штамповое пространство, 4-стол, 5-выталкиватель.

Рисунок 3 -Конструкция кривошипного горячештамповочного пресса

Предназначен для выполнения операции горячей штамповки. Характеризуются следующими показателями: усилие2-100 Мн. Мощность электродвигателей 20-500 квт. Длина хода ползуна 200-500 мм. число ходов 35-100 в минуту. Особенности: быстроходность. Высокая жесткость конструкции. Небольшие габариты штампового пространства. Большое число ходов обусловлено необходимостью продолжительного контакта штампа с заготовкой при обработке горячего металла.

Жесткость конструкции обусловлена требования к точности поковок. Это обеспечивает надежность работы при перегрузках.

Использование сравнительно небольших поковок и штампов при небольших размерах рабочих плоскостей стола и ползуна. Жесткость в 2-4 раза больше жесткости прессов аналогичного назначения.

Конструктивное исполнение- однокривошипный закрытый пресс с расположением валов параллельно фронту пресса.

Особенности штамповки на КГШП.

Особенности конструкции прессов таковы: жесткая закрытая стальная станина, жесткий кривошипно-шатунный механизм с надежным направлением ползуна, механические выталкиватели. Регулирование высоты штампового пространства с помощью кривошипного стола.

КГШП предназначен для штамповки разнообразных поковок преимущественно в закрытых штампах.

Преимущество и недостатки штамповки на КГШП.

Преимущества.

· Получение поковок высокой точности;

· Припуски меньше чем при штамповке на молоте, штамповочные уклоны также меньше:

· Производительность больше в 2-4 раза;

· Процесс полностью автоматизируется;

· Расход энергии меньше чем у молота:

· КГШП имеет безударный характер работы:

· Работа не требует регулирования энергии удара.

Недостатки

· Меньшая универсальность;

· Необходимость очистки от окалины;

· Большое количество ручьев;

· Штампы более сложные;

· Стоимость КГШП в 3-4 раза выше стоимости молота.

Классификация поковок штампуемых на КГШП.

Поковки можно отнести к двум группам: круглым и квадратным в плоскости разъема и близким к ним, удлиненным в плоскости разъема, включая разновидности.

Меньшие уклоны, возможность образования отдельных элементов выдав-ливанием позволяет установить разъем в иной плоскости чем при штамповке на

молоте. Что расширяет группу заготовок за счет включения прямых валов с фланцами и другими утолщениями. В случае молота они либо не штампуются либо относятся к поковкам другой группы. Поковки второй группы с переводом на пресс штампуются с изменением плоскости разъема, отростки и развилки располагаются вертикально ( они образуются путем глубокого выдавливания).

Выбор переходов штамповки.

Выбор переходов для поковок. Удлиненных в плоскости разъема не отличается от выбора переходов при штамповке на молотах. 

Конструирование поковки

При конструировании поковки, штампуемой на прессе используют те же правила, что и при составлении чертежа молотовой поковки. Отличия имеются только в величине припусков, допусков и штамповочных уклонов.

Преимущества прессов позволяют уменьшить припуски и допуски на 20-35% , ГОСТ 7505-95.

При штамповке с выталкивателями штамповочные уклоны применяются для облегчения работы с выталкивателями, а также для уменьшения износа боковой поверхности. При этом уклоны также на 25-30% меньше.

Вначале при этом определяют уклоны как для обычной штамповке на молоте, а затем уменьшают их.

Таким образом, штамповочные уклоны могут быть 2,3,5,7^о вместо 3,5,7,10 ^окак у молотовых поковок. Без уклонов можно выполнить отростки получаемые выдавливанием.

Оформление чертежа поковки, получаемой на КГШП.

Пример поковки- «крестовина карданного вала».

Штамповочные уклоны на наружной поверхности не более 5 принимаются равными 3. Радиус закругления наружных углов- 2 мм, принимаем- 3 мм.

Неуказанные предельные отклонения:

допуск радиусов закругления;

допускаемая величина остаточного облоя;

допускаемая величина смещения по линии разъема штампов.

Штамповка на гидравлических прессах

Технологические возможности штамповки на гидравлических прессах

Гидравлические прессы имеют свои преимущества и недостатки, которые определяют их использование в следующих четырех случаях:

1Для штамповки металлов и сплавов с небольшой температурой начала штамповки. Наибольшее применение находят алюминиевые и магниевые сплавы. Температура начала штамповки t = 470-480 ^оC , в с тем, что при нагреве более 500-550 ^оС и значительного времени соприкосновения металла штамп бістро изнашивается( температура отпуска 500-550 ^оС.

2 В случае, когда это обусловлено условиями горячей деформации ВТ15 и другие жаропрочные сплавы и стали.

3 Необходимость иметь большие рабочие хода, график «сила-путь» без максимумов в начале и конце деформации.

4 Гидравлические прессы могут быть единственным оборудованием для штамповки крупных поковок, которые нельзя получать на другом оборудовании из-за недостатка мощности. Гидравлические прессы относятся к наиболее мощному штамповочному оборудованию.

Технологические возможности штамповки на гидравлических прессах.

Рабочий ход ползуна осуществляется на сравнительно небольшой скорости.

Сравнение штамповочного гидравлического пресса и молота в эксплуатации показывает. Что пресс дороже, тихоходнее и производительность его меньше чем производительность молота. Следовательно, гидравлические прессы можно применять там, где не может быть использован молот, т.е. при штамповке крупных поковок, при штамповке малопластичных сплавов, не допускающих больших скоростей деформирования, при различных видах штамповки выдавливанием. Там где необходим очень большой рабочий ход.

Невысокая скорость подвижной поперечины и неударный характер работы гидравлического пресса выравнивает условия заполнения ручья в верхнем и нижнем штампе и обеспечивает наилучшие условия для прошивки и протяжки полых поковок, а также для штамповки выдавливанием.

Гидравлические прессы имеют различную конструкцию, а следовательно и назначение .

На обычных гидравлических штамповочных и универсальных прессах производят штамповку в открытых и закрытых штампах. Направление его поперечин обуславливает штамповку в одном ручье, расположенном на оси пресса.

Технологические возможности.

В открытых штампах используют поковки из черных и цветных металлов. Это поковки типа панелей и рам, площадью менее 2,5 м . узкие и длинные поковки типа балок и лонжеронов менее 8 м, типа стаканов, втулок, крыльчаток.

Из стали и титана получают поковки типа дисков. При получении сложных заготовок поковку подвергают ковке, а затем штампуют.

Особенности штамповки на гидравлических прессах.

1 Необходимо очень точно рассчитать центр ручья и совместить его с центром пресса.

2 В случае получения крупногабаритных поковок штамп коробится. Для устранения необходимо изготовить штамп с заранее заданной выпуклостью.

3 В случае изготовления поковок из магниевых и алюминиевых сплавов. В связи изложенным выше с этим возникают дефекты. Чтобы избежать этого применяют подогрев.

О штамповке в закрытых штампах

Характер работы безударный ход пресса может заканчиваться в любой момент, когда усилие достигает максимального значения. Т.е. пресс приспособлен для штамповки в закрытых штампах. Штампуют поковки из алюминиевых и магниевых сплавов. Поковки точные без штамповочных уклонов.

Штамповка на фрикционных прессах

Фрикционный пресс по характеру воздействия на заготовку представляет собой среднее между прессом и молотом .Ползун пресса в конце хода вниз производит удар на скорости v=1,5 м/с , что гораздо меньше скорости бабы молота. Усилие фрикционных прессов находится в интервале: 0.4...6,3 Мн. На них штампуют только некрупные поковки. Штамп может иметь несколько разъемов, что позволяет получать поковки достаточно сложной конфигурации.

Специализированные процессы обработки давлением

1. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах

ГКМ- представляет собой горизонтальный кривошипный горячештамповочный пресс усилием 1-31.5 Мн (размеры определяются по макс. диаметру прутка). кроме главного ползуна они снабжены дополнительным ползуном. Характеристики машин стандартизованы.

В качестве исходной заготовки используются прутковый материал круглого профиля, трубы. В ряде случаев применяется квадрат, а также другой некруглый профиль. Исходный материал предварительно разделяется на заготовки.

Особенность состоит в наличии в штампе двух разъемов. Между сомкнутыми матрицами и пуансоном. Это позволяет получат поковки без штамповочных уклонов, с глубокими отверстиями. При штамповке прошивают сквозные отверс-тия, без отходов металла.

Ручьи могут быть открытыми и закрытыми. Регулированием удара можно влиять на степень заполнения ручья и величину заусенца. Поэтому большинство поковок штампуется на ГКМ в закрытых ручьях. Поковки типа тел вращения, штампуемые в открытых ручьях получаются без заусенца или с небольшим заусенцем.

Классификация поковок. Штампуемых на ГКМ

Поковки, штампуемые на ГКМ имеют форму тел вращения с прямой осью. Направленной вдоль оси прутка. По форме они могут быть отнесены к двум основным группам.

1.поковки типа стержня сплошного сечения с одним или несколькими утолщениями, причем в средней части площадь поперечного сечения постоянна, а утолщения могут быть полыми со стороны концов.

2.Поковки со сквозным отверстием.

Недостатки горизонтально-ковочных машин

1. Ограниченность числа форм поковок, получаемых на них.

2. Необходимость применения в качестве исходного материала проката, как правило повышенной точности, а иногда калиброванного.

3.концевой отход при штамповке необходим для зажатия заготовки.

Проектирование поковки

При конструировании чертежа поковки, изготавливаемой на ГКМ, разъем между матрицами устанавливают в плоскости осевого сечения А-А, разъем между пуансоном и матрицей в плоскости наибольшего поперечного сечения Б-Б.

Припуски и допуски поковок. Штампуемых на ГКМ определяются по ГОСТ 7505-89 или по соответствующим нормалям.

При этом учитываются те же факторы. Что и при штамповке на молотах и прессах.

Штамповочные уклоны на участках поковки, формуемых в плоскости пуансона назначают 15-1 наружные и 30-2 внутренние. Для участков, формуемых в матрице. Наружные уклоны не предусматривают. А внутренние составляют 1-5. Наружные радиусы закруглений принимают равными величине припуска на механообработку. Внутренние в 1,5-2 раза большими.

При выполнении чертежа. Штамповки на ГКМ, стараются придать форму, которую можно получить. Используя лишь наиболее часто применяемые в этих машинах переходы штамповки при наименьших отходах металла.
Рассмотрим следующие специализированные процессы: штамповку на горизонтально-гибочных машинах. Ротационно-обжимных машинах. Вальцовку на ковочных вальцах, раскатку на раскатных машинах.

Простейшими технологическими процессами гибки на ГГМ являются: гибка V-1.Горизонтально-гибочные машины или бульдозеры предназначены для горячей и холодной гибки в одноручьевых и многоручьевых штампах мерных заготовок больших габаритов из сортового и полосового проката.

Производительность горячей гибки ниже холодной, поэтому их применяют для получения изделий с относительно меньшим радиусом гиба.

образного профиля, П-образного профиля, дугообразных и круглых деталей

Гибку V-образных деталей осуществляют за один переход, П-образных за два перехода.

Выбор технологического процесса в основном зависит от формы и размеров. Требуемой точности и серийности, мощности ГГМ.

Штамповка на ротационно-обжимных и радиально обжимных машинах

Н а РО и РО получают обжатием осесимметричные заготовки с вытянутой осью, как с нагревом так и нахолодно, в широком диапазоне типоразмеров заготовок.

На небольших машинах, иглы d=0,3 мм;

На тяжелых. Стальные трубы D<320мм;

Ступенчатые валы D<250мм.

Они делятся на три группы:

1.шпиндельные машины-бойки с ползунами расположены в пазах шпинделя, благодаря его вращению производится обжатие;

2.кольцевые машины,-обжатие производится роликами. Вращающимися вокруг шпинделя;

3.барабанные,-рабочие функции бойков осуществляются из-за вращения в разные стороны шпинделя и обоймы.

Форма и точность поковки обеспечивается формой и точностью бойков в закрытом состоянии.

При обработке заготовок без оправки следует учитывать. Что толщина стенки увеличивается пропорционально изменению наружного диаметра.

Изготовление поковок на ковочных вальцах, вальцовка.

Вальцовка- представляет собой протяжку заготовки в продольной прокаткой в секторных штампах ковочных вальцов. Усилие при этом меньше чем при прокатке, а также меньше чем при штамповке на прессах и молотах.

За один оборот при этом можно получить несколько заготовок.

Вальцы для формовочной вальцовки имеют диаметр 200-500 мм, на них расположены секторные штампы с 4-6 ручьями. Вальцы для штамповой вальцовки имеют диаметр 600-1000мм профиль образуется смежными вырезами ручьев в паре секторных штампов, называемыми калибрами.

Отделочную вальцовку используют для получения профильных заготовок.

(например турбинные лопатки).

Штамповочную вальцовку применяют при массовом и серийном производстве при получении мелких и средних поковок переменного профиля, различной формы, гаечных ключей, звеньев транспортеров.

Поковки получают в ленте по несколько штук.

Раскатка кольцевых заготовок

Процесс раскатки при получении заготовок кольцевой формы на раскатных машинах широко распространен в промышленности ( при производстве колец подшипников).

 

Завершающие и отделочные операции производства заготовок

К завершающим операциям производства поковок относятся: обрезка заусенца. Прошивка и пробивка отверстий, термообработка.

Обрезку заусенца и прошивку перемычек производим на кривошипных обрезных прессах в обрезных и прошивных штампах, рабочими элементами служат неподвижная матрица и подвижный пуансон. Схема процессов приведена на рисунке 10.

При обрезке поковку укладывают в матрицу на заусенец. Затем пуансон проталкивает поковку сквозь матрицу.

При прошивке поковка упирается в матрицу,а прошивной пуансон прорезает перемычку и проталкивает ее сквозь матрицу.

При пробивке в образовании отверстия участвую одновременно и пуансон и матрица. Пробивка необходима тогда, когда поковка не имеет полости со стороны матрицы.

Обрезные работы.

Горячие работы выполняются сразу после горячей штамповки с использованием нагрева.

Однако, выполнение горячей обрезки вызывается:

· Недостаточной пластичность материал;

· Примением пресса с меньшим усилием;

· Выполнением операций с одного нагрева.

Холодную обрезку и прошивку рекомендуется выполнять отдельно.

Горячую обрезку и прошивку проводят в простых и последовательных штампах. Применение совмещенных штампов рационально в крупносерийном и массовом производстве.

Оборудование

Для холодных обрезных работ применяются кривошипные прессы общего назначения, усилием 0,25-2 Мн. Для горячих, кривошипные прессы усилием 1.6-16 Мн. Наиболее крупные поковки обрезают на гидравлических прессах.

Термическая обработка поковок.

Поковки поступают на термообработку сразу после обрезки. Цели термообработки:

· снятие остаточных напряжений;

· улучшение обрабатываемости материала;

· подготовка структуры металла к окончательной термообработке.

Основные способы термообработки

· отжиг;

· нормализация;

· нормализация с отпуском;

· улучшение.

Остальные способы широко применяются при производстве кованых и штампованых поковок.

Поковки из алюминиевых сплавов подвергаются закалке и последующему старению. Из магниевых сплавов- отжигу, закалке и старению. Из титановых сплавов -отжигу или гомогенизации.

При разработке техпроцесса термообработки учитывают ее назначение, марку материала, структуру материала, габариты и толщину.

Операции термообработки

1. Отжиг поковок. В процессе отжига достигается перекресталлизация, для получения равновесного состояния и улучшения пластичности и вязкости, снимаются остаточные напряжения. Измельчается зерно.

2. Нормализация поковок. Применяется в случае использования мало и среднеуглеродистых сталей С<0,4. Стали с большим содержанием углерода не получают тех же свойств . что и при отжиге.

3. Высокий отпуск. Иногда называют низким отжигом. (t=650-680 C) Применяют для снижения твердости высоколегированных сталей.

Отделочные операции обработки поковок

Правка поковок

Правка используется в том случае. Когда неравномерность припуска не укладывается в пределы допуска.

Правка заключается в гибе на малый угол изгиба или или скручивании на малый угол скручивания. ( гибка и скручивание могут совмещаться).

Правкой устраняют искривления поковок. Полученных при следующих обстоятельствах:

· При штамповке вследствие застревания и последующего принудительного извлечения поковок из ручья.

· При обрезке, вследствие неудовлетворительной подгонки штампов.

· При термической обработке. В результате коробления.

· После дополнительной технологической операции, вследствие упруго-пластического восстановления формы.

· При быстром остывании заусенца у изогнутых поковок.

Величину искривления устанавливают на разметочной плите с помощью специального контрольного приспособления.

Искривление допустимо, если искажение формы не превышает допусков на размер.

Методы правки

Известны четыре основных способа правки поковок:

· Холодная в правочных штампах на штамповочном оборудовании;

· Холодная на правильных прессах;

· Горячая в правочных штампах;

· Горячая в окончательном ручье основного штампа.

Искривлению подвержены поковки значительной длины, с тонкими ребрами.

В зависимости от причин коробления, поковки можно править в горячем состоянии после обрезки заусенца. В холодном состоянии , после термообра-ботки.

Горячую правку осуществляют после обрезки заусенцев и удаления перемычки.

Правку осуществляют: в окончательном ручье основного штампа, на обрезном прессе, можно править на дополнительном правочном оборудовании (молот, пресс).

Холодную правку применяют для поковок, получающих искривления при термообработке ( используют фрикционные молоты).

Правочный ручей

Составляется по чертежу поковки со следующими отступленями в сечениях ручья.

Зазоры принимают равными половине верхнего отклонения от размеров a,d с учетом усадки. По вертикальным размерам зазоров нет. В правочных штампах предусматривается зазор 0,5-1.0 мм.

Правочные штампы

Обычно одноручьевые, в двухручьевых. Ручьи располагают так. Чтобы оба ручья можно использовать одновременнно.

При конструировании нерабочих элементов правочных штампов руководствуются правилами конструирования штампов для этого оборудования.

Штампы для горячей правки изготавливают из этой же стали, но с меньшей твердостью. Штампы для холодной правки, должны иметь твердость НВ 388-444. Стойкость правочных штампов (на молотах) колеблется в пределах 30000-80000. На фрикционнных прессах 200000-450000 шт.

Очистка от окалины.

Существенным недостатком нагрева пламенных печах является обезуглероживание поверхностного слоя и высокий поверхностный угар. Окалина при этом нежелательна, так как портит штампы и режущий инструмент и следовательно должна быть удалена с поверхности заготовки. Обезуглероженный слой не поддается закалке и термообработке и следовательно подлежит удалению с поверхности заготовки. Образование окалины начинается при температуре t = 700 ^оC и выше.

С увеличением сечения заготовки относительные потери металла на угар снижаются, так как время необходимое на н нагрев увеличивается медленнее чем отношение поверхности к объему заготовки.

Очистка от окалины

При ковке и штамповке на молотах сравнительно легко сдирается и сбивается . на гидравлических прессах используются обычно металлические щетки и скребки. При штамповке на ГКМ используют фигурные скребки. В случае, когда удаление окалины затруднительно применяют гидроочистку. Установки представляют сбой транспортеры, где горячие поковки попадают под струю воды давлением 10-20 МН/м².

Для предохранения металла от окалины и обезуглероживания поверхностного слоя металл нагревают в вакуумных печах или в печах с загазованными атмосферами ( азот, фреон, гелий). Продолжительность нагрева при этом выше чем в пламенных печах. Однако в этом случае в электропечах нагревают заготовки небольшого сечения. При индукционном нагреве обезуглероживания практически не происходит.

Существуют три основных вида очистки:

· Дробью;

· Травлением;

· В барабанах;

Для стальных поковок основным видом очистки является очистка в дробеметных барабанах с механической загрузкой и выгрузкой.

Поковки массой до 50 кг можно очищать от окалины в галтовочных барабанах. При вращении барабанов окалины сбивается при ударах. Существует опасность искривления поковок.

Травление стальных поковок

Для травления стальных поковок можно использовать растворы серной и соляной кислот. А также их смеси с добавлением азотной кислоты. При t=30 C

При этом травлением происходит наиболее интенсивно. Происходит процесс растворения окалины и травления основного металла под слоем окалины. Преимущество травления перед очисткой дробью выявлении поверхностных дефектов. После травления поковки промывают раствором с добавлением щелочи.

Калибровка поковок

Калибровку осуществляют небольшими обжатиями поковки. Калибровка обеспечивает получение точной поковки с чистой поверхностью. Калибровка бывает холодной и горячей, плоскостной. Криволинейной и объемной.

Калибровка может быть с образованием заусенца и без него. Операция с целью получения рельефной фигуры называется чеканкой рельефа.

Горячая калибровка- выполняется на штамповочных молотах и фрикционных прессах, выполняется после штамповки и горячей обрезки заусенца с использованием нагрева на образование 2-ого заусенца. Который обрезается нахолодно.

Холодная калибровка- выполняется на холодноштамповочных кривошипно-коленных прессах.

Получение заготовок холодным выдавливанием

Технологичность изготовления заготовок выдавливанием.

Зависит от ряда факторов:

· Числа формооизменяющих операций и их характера;

· Наличия промежуточной термообработки;

· Конструкциии и условий работы инструмента;

· Технологических требований к оборудованию;

· Сокращения расхода металла, уменьшения трудоемкости;

· Повышениея качества;

· Необходимости и объема доделочных операций;

· Объема и ритмичности выпуска;

· Условий механизации и автоматизации;

· Заданных показателей точности поверхности. Точности размеров;

· Механических свойств.

Существует несколько схем прямого и обратного выдавливания.

Штамповка выдавливанием представляет собой процесс прессования. Прессование является разновидностью выдавливания, остающаяся в матрице часть металла представляет собой отход. При штамповке выдавливанием часть металла остающаяся в матрице представляет собой часть детали.

Оборудование

Для прессования применяют специальные гидравлические прессы. Для штамповки выдавливанием КГШП, винтовые и фрикционные прессы.

Особенности штамповки холодным выдавливанием

Особенность штамповки является хорошая возможность изменения кинематики. Формы и размеров частей инструмента.

Основным показателем технологичности является штампуемость

Классификация металлов по штампуемости.

Таблица 3 - Классификация по штампуемости

№ п/п	Тип сплава	Марка материала	Степень деформируемости
1	Алюминиевые	АО,АД,АД1,Д1	95%
2	Медные	М1,М2,Бр45,Л90	85-95%
3	Никель и сплавы	Н1,Н2,....	40-75%
4	Железо и стали	10,15,15Х,20,20Х,20Г,35,45Х,40Х,40ХН,40ХГ,35ХГСА	75% 60% 40%

Температурный эффект на холодно-высадочных автоматах составляет 200-300 С. При холодном выдавливании не рекомендуется применять материалы с низкой штампуемостью.

Использующееся для холодного выдавливания материалы долждны иметь хорошую пластичность, низкий передел текучести, существенное удлинение. Исходная структура должна быть мелкозернистой и равномерной.

Холодное выдавливание применяют для деталей из алюминия А0, АД1,А1,АД,АМЦ,дуралюминия Д16, меди М1,М2,М3, латуни Л62,Л68, цинка Ц1,Ц2,Ц3. Магниевых сплавов, конструкционных сталей, содержащих до 0,455 С и низколегированных сталей. Номенклатуру материалов ограничивает высокое давление при ХОШ.

Физико-механические свойства стали

Для выдавливания применяются стали ферритно-перлитного класса, структура в состоянии поставки (феррит включением пластинчатого перлита).

Холодная пластическая деформация происходит за счет сдвигов мелких и средних пластинчатых кристаллитов феррита. Наличие пластинчатого перлита повышает упрочнение при деформировании, улучшает заполнение штампов, снижает стойкость инструмента и качество деталей. Обычно затруднено выдавливание сталей с повышенным содержанием углерода (стали 30,45,40). Феррит располагается в виде сетки. С увеличением величины зерен феррита сопротивление деформированию снижается. Следовательно, можно рекомендовать отжиг как предварительную термообработку для повышения штампуемости. (происходит существенная ферритизация цементита, в ряде случаев рост зерен феррита).

Качество заготовок и виды дефектов

Микро и макроструктура в результате холодного выдавливания заметно улучшается. Характеризуется вытянутостью зерен в направлении течения металла.

Таблица 4 - Показатели погрешности формы

№ п\п	Виды погрешности	Значения в мкм
1	Несоосность	0.002-0,007 внутреннего и наружного диаметра
2	Бочкообразность	0,01-0,03
3	Овальность	0,005-0.04

При штамповке пустотелой детали образуются трещины.При штамповке деталей с фланцами образуются складки.

Разработка чертежа заготовки

1.Оформление контура поковки

Рисунок 12 - Оформление контура, где а- уступ, б полая деталь

Шлицы и пазы могут быть получены согласно рисунку

Рисунок 13- Формы канавок и выступов

1. Базы размеров

Простановка баз любых размеров имеет особенности, базой может служит торцовая поверхность, можно за базу принять дно полости.

Поковка после выдавливания подвергается доделочным операциям.

Инструмент для выдавливания

Инструмент для выдавливания можно разделить на три группы:

· Инструмент для предварительных операций- пуансон, матрица, выталкиватель, предназначен для объемной калибровки заготовок, получаемых выдавливанием.

· Инструмент для основных формоизменяющих операций холодного выдавливания, конструкция которых зависит от схемы деформирования.

· Инструмент для дополнительных операций- осадка фланца, протяжка, просечка.

Геометрические параметры рабочего инструмента зависят от формы и размеров выдавливаемой детали и должны удовлетворять ряду требований.

Матрицы ля выдавливания

Острые углы должны быть скруглены, перепад диаметров рабочей полости и полости для выталкивателя должен быть меньше. Для уменьшения величины износа матрицы изготавливаются с небольшой конусностью.

На рис. Представлен пуансон для сплошных деталей и матрица. При прямом выдавливании рабочим инструментом являются :пуансон, оправка и матрица.

Рисунок 14- Пуансон и матрица для выдавливания

Производство заготовок из порошковых материалов

Продукция из металла используется в крайней степени нерационально из-за применения обработки резанием, что снижает КИМ в ряде случаев до 60%. Следовательно использование технологических процессов порошковой металлургии является основным направлением технологического процесса.

Стоимость порошков значительно выше стоимости литья и проката, однако. расходы на основные материалы значительно ниже. Коэффициент использования металла высок- 0,95-0,97.

Технологические возможности получения заготовок из порошков

К материалам получаемым порошковой металлургией относятся: антифрикционные. Фрикционные, конструкционные , магнитные, инструментальные и ряд других.

Антифрикционные материалы

Это в первую очередь, детали узлов трения машин - подшипники скольжения.

Распорные шайбы. Втулки, кольца.

При этом экономится дорогой сплав баббит при производстве подшипников.

Снижается трудоемкость, экономятся цветные сплавы. Повышается производительность труда. Увеличиваются эксплуатационные характеристики узла.

Фрикционные материалы и изделия

Характеризуются высокими значениями коэффициента трения и износостойкостью. Заменяют сталь, чугун.

Порошковые фрикционные узлы изготавливаются в виде накладок различной конфигурации. Выпускаются материалы на медной и железографитовой основе.

· Фрикционные изделия на медной основе предназначены для работы в условиях смазки.

· Изделия из порошковых материалов на железной основе применяют для работы в условиях сухого трения.

Конструкционные материалы и изделия

Конструкционные порошковые материалы распространены в технике и применяются для производства различных деталей машин и приборов.

Экономический эффект достигается за счет уменьшения механообработки, снижения трудоемкости процесса, уменьшения станочного парка и используемых площадей.

Ненагруженные и малонагруженные изделия можно получить из порошков чистого железа с небольшими добавками графита.

Средне и сильно нагруженные из углеродистых и легированных сталей.

Используются порошки из цветных металлов и сплавов.

Наиболее распространенными методами получения деталей из порошковых материалов являются:

· Прессование и спекание;

· Двукратное прессование и спекание;

· Горячее прессование;

· Предварительное газостатическое прессование.

Изделия сложной конфигурации, которые невозможно получить формованием, прессуются и спекаются из отдельных элементов без особых трудностей.

Инструментальные материалы и изделия

Применяются при производстве инструментов.

Наиболее широко распространены порошковые твердые сплавы на основе карбида вольфрама и титана с кобальтовой связкой.

Прессуются с пластификаторами или из пластифицированных заготовок.

Технология производства сплавов на основе карбидотитана заключается в прессовании смеси порошков и спекании их.

Магнитные материалы и изделия

Магнитопроводы получают заданной формы размерами с минимальными затратами( себестоимость на 30-60% ниже).

Большое влияние на магнитные свойства порошков оказывает пористость.

Технологический процесс состоит из следующих операций:

· Смешивание порошков;

· Прессование шихты;

· Спекание в атомосфере инертного газа или вакууме;

· Повторное прессование;

· Повторное спекание.

Магнито-твердые материалы

Используются для производства постоянных магнитов.

Порошковые материалы более высокого качества. Они изготавливаются по нескольким технологическим вариантам:

· Шихту смешивают, а затем прессуют;

· Двухкратное прессование и спекание.

Получают ферриты и магнотодиэлектрики.

Пористые проницаемые материалы и изделия

Применяются для получения изделий с пористостью 20-60%.. используемых в качестве фильтров и тд.

Способы формования металлических порошков

1.Формование порошков на прессах.

При прессовании помещаются в пресс-форму и подвергаются сжатию. В результате они уплотняются и принимают форму соответствующей полости.

Способу свойственна - высокая производительность и точность, возможность механизации.

Наиболее распространен в крупносерийном и массовом производстве.

2.Изостатическое формование.

Порошок заключается в эластичную оболочку и подвергается всестороннему сжатию.

Получают крупногабаритные изделия с тонкими стенками и равномерной плотности.

Разновидность-прессование.

Гидростатическое прессование

Эластичная оболочка помещена в жидкость, через которую порошок получает требуемое давление.

Действующие установки позволяют прессовать цилиндры, трубы. Шары, и др. изделия.

Газостатическое прессование

Выполняется в газостатах, где рабочей средой является газ, при комнатной. Либо повышенной температурах.

Эффективно при изготовлении быстрорежущей стали.

Гидродинамическое прессование

Аналогично статическому, однако давление создается за счет энергии газов.,образовавшихся при взрыве. Установка проще и дешевле.

Способы прессования изостатическое и гидродинамическое- широко используются в промышленности.

Вибрационное формование

Выполняется в пресс-формах с использованием вибраторов. Наиболее эффективно для малопластичных материалов. В настоящее время используется наряду с статическим и изостатическим формованием.

Мундштучное формование

Применяется для получения деталей типа прутков и труб высокой точности.

Осуществляется путем продавливания сквозь отверстие в матрице смеси порошка с пластификатором.

Получают длинномерные изделия высокой плотности из труднодеформируемых порошков.

Прокат

Используется специальное оборудование. Сущность процесса иллюстрирована на Он состоит в следующем: подаче порошка из бункера в зазор между вращающимися навстречу друг ругу с одинаковыми скоростями валками.

Недостатком метода является наличие разрывов и неоднородностей по толщине поверхности, которое устраняется механической обработкой.

Спекание порошковых материалов

Спекание представляет собой термическую обработку, которой подвергается спрессованное изделие с целью придания им требуемых физико-механических свойств. Особенность спекания в том. что оно осуществляется без расплавления основного компонента порошковой шихты (0,7-0,9 Т ). Значение операции велико. На этой стадии происходит формование прочных металлических контактов.

В настоящее время спекание представляется отдельным процессом. Спекание подразделяется на два вида: твердофазное и жидкофазное.

В процессе спекания в большинстве случаев происходит усадка. В процессе спекания наблюдается рекристаллизация.

Усадка при спекании

Увеличение плотности и уменьшения объема спекаемых тел. Механизм усадки при спекании заготовок заключается в объемной деформации частиц под влиянием поверхностного натяжения.

Влияние дефектов кристаллического строения на усадку называется структурным фактором, а влияние упрочнения , связанное с повышением прочности брикетов и уменьшением деформации за счет увеличения площади контактных участков - геометрическим фактором.

В ряде случаев наблюдается не усадка порошковых материалов, а их рост.

Спекание производится в среде защитных газов или вакуума.

Оборудование порошковой металлургии.

Оборудование можно разделить на следующие группы:

· Для размола и смешивания порошков;

· Формования заготовок из порошков;

· Спекания порошковых изделий;

· Вспомагательное оборудование.

Для размола служат шнековые, валковые, барабанные , вихревые, вибрационные мельницы.

Для просева служат сепараторы.

Для смешивания- сместители непрерывногои периодического действия.

Для формовки: специализировнные(автоматы) и неспециализированные прессы(оборудование обработки давлением).

В качестве примера приводим схему кривошипно-коленного пресса.

1-

пуансон, 2-заготовка, 3-пресс-форма

Рисунок 15 - Кривошипно-коленный пресс для прессования порошковых материалов

Технико-экономические показатели производства изделий

Основные операции техпроцесса: приготовление шихты. Прессование, спекание, дополнительная обработка.

Производство идет в спецехе на спецпердприятиях.

Основная экономия на материалах и на электроэнергии.

Эффективность выбора способа получения заготовок

Исходные данные:

1. Данные о геометрической форме и технологических параметрах детали, таких как: длина, диаметр, точность, шероховатость, число поверхностей.

2. Качественные характеристики: характеристика формы (простая. сложная), характеристика ответственности( обычная, высокая), заготовительные свойства: обрабатываемость давлением, резанием. Литейные свойства, требования к плотности.

3. Тип производства.

4. Сведения о характеристиках имеющихся в МПЗ (методы получения заготовок).

При выборе заготовок большую роль играет опыт проектировщика, проявляющийся при использовании эмпирических правил с использованием эвристики.

При автоматизированном выборе заготовок задача усложняется тем, что слабо используются методы инженерных знаний. Это не позволяет создавать программные средства, которые позволили бы выбрать эвристики и синтезировать алгоритм решения при минимальных затратах проектировщика.

После выбора формируется множество МПЗ и определяется его мощность . Когда заготовка выбрана однозначно или многозначно используется пакет синтеза маршрута обработки.

Для однозначного выбора используется прямой синтез, для многозначного -обратный синтез с определением МПз для каждого варианта маршрута.

Если для разных вариантов МОП разные МПЗ, то определяем КСК - критерий состояния качества поверхности. Строят обобщенный критерий и находят минимум:

Основные направления создания малоотходных технологий

Основной недостаток структуры механообработки, а также заготовительного производства- недостаток структуры металлопотребления. Структура металлопотребления недостаточно сбалансирована.

Это в первую очередь, использование таких прогрессивных процессов заготовительного производства как холодное выдавливание, порошковая металлургия, прессование. Использование в качестве полуфабриката профилей проката.

Структура проката отличается низкой долей листового материала . анти-коррозийных покрытий , холодного листа.

Значительная часть сортового проката идет на механообработку, вместо ОМД.

В США в стружку уходит металла в два раза меньше.

Выскоточные процессы требуют дорогую оснастку, отладка сложнее, требует больше времени, применение оправдывает большая серийность.

Возможности расширение объема производства точных заготовок

Известно, что при выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения. А затем уточняют ее конфигурацию. Размеры. Допуски припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

С усложнением конфигурации , уменьшением допусков и припусков, повышением точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимость последующей механообработки, повышается КИМ.

В случае получения заготовок простой конфигурации требуется последующая трудоемкая механообработка.

При выборе технологических процессов получения заготовок целесообразно задачи формообразования перенести на заготовительную стадию.

Принимая во внимание изложенный выше материал, касающийся малоотходных технологических процессов получения заготовок необходимо подчеркнуть , что расширение объема точных заготовок обуславливается:

· Повышением доли фасонного и листового проката;

· Расширением доли малоотходных и безотходных технологий на базе автоматов и автоматических линий;

· Специализацией и концентарцией производства по регионам и отраслям;

· Организацией специализированного производства оснастки.

Способы изготовления и ремонта штампов

Для обработки штампов используют следующее обрудование.

Станки строгальные (продольно и поперечно), копировально -фрезерные, сверлильные. Координатно-расточные и тд. Современный режущий инструмент позволяет обрабатывать штампы в термообработанном состоянии.

С целью экономии штамповой стали и повышения уровня универсальности применяют сборные штампы, где для каждого ручья предусматривается вставка.

Размеры вставок определяются конфигурацией ручьев. в молотовых штампах вставки закреплены в блоках с помощью горячей посадки, а также клина и скользящей посадки. Применение вставок наиболее целесообразно для осесимметричных заготовок с большим отношением высоты к диаметру, Конструктивное оформление вставок и их креплений разнообразно.

Изготовление и ремонт

1. Кованые штампы. Электроискровое и электрохимическое с использованием мастер пуансонов, механообработкой производится изготовление ручьев штампов. Таким образом изготавливают штампы для поковок гаечных ключей, рычагов, болтов.

2. Литые штампы. Применяют для вкладышей и вставок. При штамповке небольших партий заготовок. Стойкость не меньше стойкости кованых штампов( есть способ с погружением мастер штампа).

Срок службы штампов можно увеличить химико-термической обработкой ( цементацией, азотированием, хромированием, борированием), а также электроискровым упрочнением. Улучшение свойств поверхности штампов, пластичность способствует повышению разгаростойкости.

Одним из способов повышения стойкости штампов является наплавка электродами со специальной обмазкой.

Для наплавки изношенных штампов с последующей термообработкой ис­пользуют специальные электроды (стойкость при наплавке обычными электро­дами невысокая).