Среди промышленностиведущее место занимает машиностроение. Это определяется тем, что все процессы вматериальном производстве, транспорте, строительстве и сельском хозяйствесвязаны с использованием машин разного назначения. совершенствуются согласно с требованиями производства иэксплуатации, а также на основе введения эффективных результатовнаучно-технических исследований, появления новых материалов и способовполучения из них нужных форм и свойств.
Создание новых машин,которые отвечали бы современным требованиям, связано с необходимостьюподготовки высококвалифицированных инженерных кадров машиностроительногопрофиля. Основным заданием данной дисциплины есть развитие знаний, которыеобеспечивают беспрерывное совершенствование технологических методовпроизводства и повышения продуктивности труда в машиностроении.
Технология изготовлениязаготовок является комплексным курсом, в котором излагается теория построения иметоды расчета технологических процессов машиностроительного производства,включающим в себя получение заготовок, механическую обработку резаньем ипостроения машин и их элементов, а также требования к конструктивному оформлению.
В силу того что большоевлияние на точность изготовления заготовки оказывает недоштамповка, необходимо,чтобы поле допуска на вертикальный размер — размер в направлении удара — былонесимметричным, причем верхнее отклонение должно быть больше нижнего. Вплоскости разъема большое влияние на точность изготовления заготовки оказываетизнос ручья, сдвиг и неравномерность усадки.
При конструированиидеталей машин следует иметь в виду, как уже подчеркивалось, что каждый изспособов изготовления штампованной заготовки оказывает существенное влияние настепень приближения ее конструктивных форм и размеров к формам и размерамготовой детали.
Каксамостоятельная отрасль производства машиностроение сложилось в XVIII веке,хотя существовала еще задолго до этого. Быстрое развитие оно получило в Англиии странах Западной Европы, затем в США. В России первые машиностроительныезаводы построены в конце XVIII века, в середине XIX века их насчитывалось около100, а в 1900 году – более полутора тысяч. По своему техническому уровню имасштабам производства машиностроение России существенно отставало отзападно-европейских стран, половину необходимого оборудования для различныхотраслей производства приходилось ввозить из-за границы.
Технологические основы промышленного производства. Машина как ...
... Процесс производства машины состоит из четырех основных этапов. В ходе реализации этих этапов происходит преобразование первоначальной заготовки в готовое изделие. Финальной частью является изготовление машины, которая способна выполнять свое технологическое ...
Навыбор метода выполнения заготовки оказывает большое влияние время подготовкитехнологической оснастки (изготовление штампов, моделей, прессформ и т. п.).
Современноемашиностроение характеризуется широким применением металлорежущих станков счисловым программным управлением и автоматизированных технологическихкомплексов, работающих по принципу «безлюдной технологии». Дляизготовления режущих инструментов используются новые сверхтвердыекомпозиционные материалы, синтетические и природные алмазы. Производственныйпотенциал отечественного машиностроения за годы Советской власти сильно возроси был очень велик, однако в настоящее время в связи с переустройством страны ониспользуется чрезвычайно мало.
Видзаготовки оказывает решающее влияние на способ питания токарного автомата и егоконструкцию в целом.
В следующих главах речьпойдет о выборе заготовок, обработке и способах их получения.
При выборе заготовки длязаданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры,допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения
Напусков и припусков,повышении точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется иудорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастаетсебестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимостьпоследующей механической обработки заготовки, повышается коэффициентиспользования материала. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как нетребуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такиезаготовки требуют последующей трудоемкой обработки и повышенного расходаматериала.
Заготовки деталейполучают литьем, ковкой, штамповкой, сваркой, прессованием, прокаткой,волочением. Заготовки бывают металлические и неметаллические.
Неметаллическиезаготовки в основном получают из пластмасс — синтетических веществорганического происхождения методом литья, прессования и выдавливания(экструзии)
К металлическимзаготовкам относятся:
- Прокат из стали и цветныхметаллов простых и сложных профилей в виде прутков и труб;
- поковки;
- листоваяштамповка;
- отливки.
Большинство деталей типавалов, втулок, шайб и колец изготовляют из заготовок, поставляемых в видекруглых, шестигранных и квадратных прутков. Крупные и сложные по форме деталиполучают из штучных заготовок литьем, ковкой или штамповкой.
Выбор вида заготовки(прутков круглого, шестигранного или квадратного сечений, поковки, отливки и т.д.) зависит от конструктивных особенностей деталей. Например, болт сшестигранной головкой целесообразно изготовлять из шестигранного прутка, а неиз круглого.
Заготовка должна иметьнесколько большие размеры, чем обработанная деталь, т. е. предусматриваетсяслой металла, снимаемый при механической обработке. Этот слой металла носитназвание припуска на обработку.
Величина припуска должнабыть наименьшей, но при этом обеспечивать получение годной детали, т. е.заготовка по форме и размерам должна приближаться к форме и размерам готовойдетали
Главным при выборе заготовкиявляется обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальнойсебестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовкипо калькуляции заготовительного цеха и себестоимости ее последующей обработки додостижения заданных требований качества по чертежу. Выбор заготовки связан сконкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали,выполняемым для заданного объема годового выпуска с учетом других условийпроизводства. При проектировании технологического процесса механическойобработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации иразмерах заготовки и, в частности, — о наличии в заготовке отверстий, полостей,углублений, выступов.
Технологическая оснастка» : «Установочные элементы станочных ...
Наиболее значительную долю в общем парке технологической оснастки составляют приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках. Установочными элементами ... осуществляется в процессе относительного движения заготовки и режущего инструмента. Для обеспечения требуемой точности обработки заготовке должно быть придано вполне определенное ...
Технологические процессыполучения заготовок определяются технологическими свойствами материала,конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.
В действующемпроизводстве учитываются возможности заготовительных цехов; оказывают влияниеплановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов,моделей, пресс-форм).
При выборетехнологических методов и процессов получения заготовок учитываютсяпрогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачиформообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию итем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическуюобработку в себестоимости готовой детали.
Для этого необходимо вконструкции заготовки и технологии ее изготовления предусмотреть возможностьэкономии труда и материалов путем применения штампованных, штампосварных,штамполитых заготовок, а также применения автоматизированных технологическихпроцессов.
Легче всего поддаютсяавтоматизации непрерывные процессы производства заготовок — литье профилей, прокатазаготовок, сварка.
Прогрессивными являютсясварно-литые заготовки. Применять их наиболее целесообразно, когда приизготовлении цельнолитой заготовки наблюдается большой литейный брак из-занетехнологичности конструкции, когда лишь отдельные части заготовки, работающиев особо трудных условиях, требуют применения более дорогих металлов или сложнойобработки. Сварные заготовки следует использовать при конструкции детали свыступающими частями, когда для ее изготовления требуется крупногабаритнаяформа, много формовочных материалов и большие затраты рабочего времени влитейном цехе.
При больших массах игабаритах для транспортирования заготовку делят на несколько частей.
Особенно важно правильновыбрать заготовку и назначить оптимальные условия ее изготовления вавтоматизированном производстве, когда обработка ведется на автоматах,автоматизированных гибких и автоматических линиях, управляемых ЧПУ,микропроцессорами и микроЭВМ.
Поступающие на обработкузаготовки должны соответствовать утвержденным техническим условия. Поэтомузаготовки подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции,устанавливающей метод контроля, периодичность, количество проверяемых заготовокв процентах к выпуску и т.д. Проверке подвергают химический состав и механическиесвойства материала, структуру, наличие внутренних дефектов, размеры, массузаготовки.
У заготовок сложнойконфигурации с отверстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) взаготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхностей. Для этогозаготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируясхему установки, принятую для первой операции обработки. Отклонения размеров иформы поверхностей заготовки должны соответствовать требованиям чертежазаготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже,обладать соответствующими ему механическими свойствами, не должны иметьвнутренних дефектов (для отливок – рыхлоты, раковины, посторонние включения;для поковок – пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям,«шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварныхконструкций – непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).
Технология изготовления отливки в разовые песчаные формы
... уменьшает расход металла. Кроме того, производство литых заготовок значительно дешевле, чем, например, производство поковок. Литейное производство является самостоятельной отраслью промышленности. Почти 25% отливок изготавливается литьем в кокили, оболочковые формы, по ...
Выбор способов получениязаготовки определяется технологическими свойствами металла, т. е. его литейнымисвойствами или способностью претерпевать пластические деформации при обработкедавлением, а также структурными изменениями материала, получаемыми в результатеприменения того или другого метода выполнения заготовки (расположение волокон впоковках, величина зерна в отливках и т. д.).
Способ получения заготовкиопределяется назначением и конструкцией деталей машин, материалом, требованиямик точности и чистоте поверхности. Учитываются при этом и тип производства, иэкономическая целесообразность.
ЛИТЬЁ
Литьё́ —технологический процесс изготовления отливок, заключающийся в заполнениилитейной формы расплавленным материалом (литейным сплавом, пластмассой,некоторыми горными породами) и дальнейшей обработке полученных послезатвердевания изделий.
Известно множестворазновидностей литья:
1-в песчаные формы,
2-в кокиль,
3-по выплавляемыммоделям,
4-по газифицируемым(выжигаемым) моделям,
5-литьё под давлением,
6-вакуумное литьё,
7-литьё металлов сиспользованием машин центробежного литья.
Литьё в песчаные формы
Литьё в песчаные формы —дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в миреотливок) вид литья. Новым направлением технологии литья в песчаные формыявляется применение вакуумируемых форм из сухого песка без связующего.
Модель засыпается пескомили формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространствомежду ею и двумя открытыми ящиками (опоками).
Отверстия в детали образуются спомощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих формубудущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием,прессованием или же затвердевает в термическом шкафу. Образовавшиеся полостизаливаются расплавом металла через специальные отверстия — литники. Послеостывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковуюсистему (обычно это обрубка), проводят термообработку, а затем красят. Литьёмназывают также продукцию литейного производства, художественные изделия иизделия народных промыслов, полученные с использованием литья.
Литьё в кокиль
Кокиль — металлическая форма, которая заполняется расплавом под действием гравитационныхсил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использованмногократно. Таким образом, сущность литья в кокили состоит в применении металлическихматериалов для изготовления многократно используемых литейных форм,металлические части которых составляют их основу и формируют конфигурацию исвойства отливки.
Литьё металлов в кокиль —более качественный способ. Изготавливается кокиль — разборная форма (чаще всегометаллическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения,кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторноиспользовать для отливки такой же детали.Данный метод широко применяется присерийном и крупносерийном производстве.
Реферат литье в кокиль
... автоматизируются. Вместе с тем устраняется ряд возмущающих факторов, влияющих па качество отливок при литье в песчаные формы, таких как влажность, прочность, газопроницаемость формовочной смеси, что делает процесс литья в кокиль более управляемым. ...
Эффективностьлитья в кокиль обычно определяют в сравнении с литьем в песчаные формы.Экономический эффект достигается благодаря устранению формовочной смеси,повышению качества отливок, их точности, уменьшению припусков на обработку,снижению трудоемкости очистки и обдувки отливок, механизации и автоматизацииосновных операций и, как следствие, повышению производительности и улучшениюусловий труда.
Литье в кокильследует отнести к трудо- и материалосберегающим, малооперационным ималоотходным технологическим процессам, улучшающим условия труда в литейныхцехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.
Литьё по выплавляемоймодели
Ещё один способ литьяметаллов — по выплавляемой модели — применяется в случаях, когда дальнейшаямеханическая обработка детали нежелательна (например, лопатки турбин, и т. п.)Из легкоплавкого материала (в простейшем случае — из воска) изготавливаетсяточная модель изделия. Затем модель покрывается слоями тугоплавкого лака — от 3до сотни слоёв. Сушка каждого слоя лака занимает не менее получаса. После чегоиз образованной лаком формы выплавляют легкоплавкий материал модели, затемзаливают расплавленный металл. Когда деталь застынет, её извлекают, раскалываялаковую оболочку.
В силу длительности идороговизны всего процесса применяют только для очень ответственных деталей.
Литьё по газифицируемым(выжигаемым) моделям
Литьё по газифицируемыммоделям (ЛГМ) из пенопласта по качеству фасонных отливок, экономичности,экологичности и высокой культуре производства наиболее выгодно. Мироваяпрактика свидетельствует о постоянном росте производства отливок этим способом,которое в 2007 году превысило 1,5 млн. т/год, особенно популярна она в США иКитае (в одной КНР работает более 1,5 тыс. таких участков), где всё больше льютотливок без ограничений по форме и размерам. В песчаной форме модель изпенопласта при заливке замещается расплавленным металлом, так получаетсявысокоточная отливка. Чаще всего форма из сухого песка вакуумируется на уровне50 кПа, но также применяют формовку в наливные и легкоуплотняемые песчаныесмеси со связующим. Область применения ЛГМ — отливки массой 0,1-2000 кг и более, тенденция расширения применения в серийном и массовом производстве отливок сгабаритными размерами 40-1000 мм, в частности, в двигателестроении для литьяблоков и головок блоков цилиндров и др.
Поверхность металла послеотливки покрыта пленкой из оксидов и продуктов атмосферной коррозии. Приобработке металлической поверхности резанием для снятия этой „литейнойкорки» свойства поверхностного слоя металла изменяются на некоторуюглубину вследствие пластической деформации — наклепа. Наклепанный слой обладаетнесколько иными физико-химическими свойствами, чем необработанная поверхность.Своеобразные и глубокие изменения поверхности происходят также при механическойполировке ее различными абразивами. В этом случае наблюдаются пластическаядеформация поверхностных слоев, течение металла и заполнение, неровностей. Впринципе, любая обработка поверхности приводит к заметному изменению свойствнаружного слоя. Поверхность металла покрыта оксидной пленкой, которая принарушении ее целостности довольно быстро восстанавливается. Установлено, чтосвежеобразованная (по месту излома или зачистки) под раствором электролитаповерхность металла химически весьма активна, но эта активность очень быстро(по мере восстановления пленок) утрачивается.
Реферат литье под низким давлением
... на расплав при заполнении формы и затвердевании отливок. Способы: а) запрессовка металла в форму с высокими скоростями поршневой системой – литье под давлением; б) способы литья при регулируемом, относительно невысоком газовом давлении – литье под низким давлением, с противодавлением, вакуумным ...
Литьё под давлением
ЛПД занимает одно изведущих мест в литейном производстве. Производство отливок из алюминиевыхсплавов в различных странах составляет 30—50 % общего выпуска (по массе)продукции ЛПД. Следующую по количеству и разнообразию номенклатуры группуотливок представляют отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для литьяпод давлением применяют реже, что объясняется их склонностью к образованиюгорячих трещин и более сложными технологическими условиями изготовленияотливок. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостьюпресс-форм. Номенклатура выпускаемых отечественной промышленностью отливокочень разнообразна. Этим способом изготовляют литые заготовки самой различнойконфигурации массой от нескольких грамм до нескольких десятков килограмм.Выделяются следующие положительные стороны процесса ЛПД:
Высокаяпроизводительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостьюна изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным вусловия массового и крупносерийного производств.
Также выделяют следующиенегативное влияние особенностей ЛПД, приводящие к потере герметичности отливоки невозможности их дальнейшей термообработки:
Воздушная пористость,причиной образования которой являются воздух и газы от выгорающей смазки,захваченные потоком металла при заполнении формы. Что вызвано неоптимальнымирежимами заполнения, а также низкой газопроницаемостью формы.
Усадочные пороки,проявляющиеся из-за высокой теплопроводности форм наряду с затрудненнымиусловиями питания в процессе затвердевания.
Неметаллические и газовыевключения, появляющиеся из-за нетщательной очистки сплава в раздаточной печи, атакже выделяющиеся из твёрдого раствора.
Задавшись целью полученияотливки заданной конфигурации, необходимо чётко определить её назначение: будутли к ней предъявляться высокие требования по прочности, герметичности или же еёиспользование ограничится декоративной областью. От правильного сочетаниятехнологических режимов ЛПД, зависит качество изделий, а также затраты на ихпроизводство. Соблюдение условий технологичности литых деталей, подразумеваеттакое их конструктивное оформление, которое, не снижая основных требований кконструкции, способствует получению заданных физико-механических свойств,размерной точности и шероховатости поверхности при минимальной трудоёмкости изготовленияи ограниченном использовании дефицитных материалов. Всегда необходимоучитывать, что качество отливок, получаемых ЛПД, зависит от большого числапеременных технологических факторов, связь между которыми установитьчрезвычайно сложно из-за быстроты заполнения формы. Основные параметры,влияющие на процесс заполнения и формирования отливки, следующие:
- давление на металл вовремя заполнения и подпрессовки;
- скорость прессования;
- конструкциялитниково-вентиляционной системы;
- температура заливаемогосплава и формы;
- режимы смазки ивакуумирования.
Сочетанием иварьированием этих основных параметров, добиваются снижения негативных влиянийособенностей процесса ЛПД. Исторически выделяются следующие традиционныеконструкторско-технологические решения по снижению брака:
Изготовление литейных форм
... формы. Для вывода газов из рабочей полости формы, для контроля заполнения формы расплавленным металлом при заливке, а иногда для питания отливки ... производства. Эффективность литейного производства ... металла. Следующий за ... низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар - прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки. Прочность -- способность материала формы ...
- регулирование температурызаливаемого сплава и формы;
- повышение давление наметалл во время заполнения и подпрессовки;
- рафинирование и очисткасплава;
- вакуумирование;
- конструированиелитниково-вентиляционной системы;
Также, существует ряднетрадиционных решений, направленных на устранение негативного влияниеособенностей ЛПД:
- заполнение формы и камерыактивными газами;
- использование двойногохода запирающего механизма;
- использование двойногопоршня особой конструкции;
- установка заменяемойдиафрагмы;
- проточка для отводавоздуха в камере прессования;
