Виды заготовок в машиностроении. Понятие заготовка. Классификация заготовок 1 виды заготовок в машиностроении

Заготовкой, согласно ГОСТ 3.1109--82, называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.

Различают три основных вида заготовок: машиностроительные профили, штучные и комбинированные. Машиностроительные профили изготавливают постоянного сечения (например, круглого, шестигранного или трубы) или периодического. В крупносерийном и массовом производстве применяют также специальный прокат. Штучные заготовки получают литьем, ковкой, штамповкой или сваркой. Комбинированные заготовки -- это сложные заготовки, получаемые соединением (например, сваркой) отдельных более простых элементов. В этом случае можно снизить массу заготовки, а для более нагруженных элементов использовать наиболее подходящие материалы.

Заготовки характеризуются конфигурацией и размерами, точностью полученных размеров, состоянием поверхности и т. д.

Формы и размеры заготовки в значительной степени определяют технологию как ее изготовления, так и последующей обработки. Точность размеров заготовки является важнейшим фактором, влияющим на стоимость изготовления детали. При этом желательно обеспечить стабильность размеров заготовки во времени и в пределах изготавливаемой партии. Форма и размеры заготовки, а также состояние ее поверхностей (например, отбел чугунных отливок, слой окалины на поковках) могут существенно влиять на последующую обработку резанием. Поэтому для большинства заготовок необходима предварительная подготовка, заключающаяся в том, что им придается такое состояние или вид, при котором можно производить механическую обработку на металлорежущих станках. Особенно тщательно эта работа выполняется, если дальнейшая обработка осуществляется на автоматических линиях или гибких автоматизированных комплексах. К операциям предварительной обработки относят зачистку, правку, обдирку, разрезание, центрование, а иногда и обработку технологических баз.

Припуски, напуски и размеры

Припуск на механическую обработку -- это слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью получения требуемых по чертежу формы и размеров детали. Припуски назначают только на те поверхности, требуемые форма и точность размеров которых не могут быть достигнуты принятым способом получения заготовки.

Припуски делят на общие и операционные. Общий припуск на обработку -- это слой металла, необходимый для выполнения всех необходимых технологических операций, совершаемых над данной поверхностью. Операционный припуск -- это слой металла, удаляемый при выполнении одной технологической операции. Припуск измеряется по нормали к рассматриваемой поверхности. Общий припуск равен сумме операционных.

Размер припуска существенно влияет на себестоимость изготовления детали. Завышенный припуск увеличивает затраты труда, расход материала, режущего инструмента и электроэнергии. Заниженный припуск требует применения более дорогостоящих способов получения заготовки, усложняет установку заготовки на станке, требует более высокой квалификации, рабочего. Кроме того, он часто является причиной появления брака при механической обработке. Поэтому назначаемый припуск должен быть оптимальным для данных условий производства.

Оптимальный припуск зависит от материала, размеров и конфигурации заготовки, вида заготовки, деформации заготовки при ее изготовлении, толщины дефектного поверхностного слоя и других факторов. Известно, например, что чугунные отливки имеют дефектный поверхностный слой, содержащий раковины, песчаные включения; поковки, полученные ковкой, имеют окалину; поковки, полученные горячей штамповкой, имеют обезуглероженный поверхностный слой.

Оптимальный припуск может быть определен расчетно-аналитическим методом, который рассматривается в курсе «Технология машиностроения». В отдельных случаях (например, когда еще не разработана технология механической обработки) припуски на обработку различных видов заготовок выбирают по стандартам и справочникам.

Рис. 2.1. Припуски, напуски и размеры корпуса подшипника (а), пробки (б) и вала (в) : А эаг, Б заг, В заг, D заг, D? заг -- исходные размеры заготовки; A дет, Б дет, В дет, D " дет, D " дет, -- размеры готовой детали; D 1 , D 2 , О" 1 , О" 1 , -- операционные размеры заготовки

Действительный слой металла, снимаемый на первой операции, может колебаться в широких пределах, т. к. помимо операционного припуска часто приходится удалять напуск.

Напуск -- это избыток металла на поверхности заготовки (сверх припуска), обусловленный технологическими требованиями упростить конфигурацию заготовки для облегчения условий ее получения. В большинстве случаев напуск удаляется механической обработкой, реже остается в изделии (штамповочные уклоны, увеличенные радиусы закруглений и др.).

В процессе превращения заготовки в готовую деталь ее размеры приобретают ряд промежуточных значений, которые называются операционными размерами. На рис. 2.1 на деталях различных классов показаны припуски, напуски и операционные размеры. Операционные размеры обычно проставляют с отклонениями: для валов -- в минус, для отверстий -- в плюс.

заготовка - 3.10 заготовка (workpiece): Детали и материалы, предназначенные для обработки лазерным лучом. Источник: ГОСТ ЕН 12626 2006: Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки для лазерной обработки 3.3 Заготовка часть пробы, обработанная или… …

В разных производствах полупродукт, служащий для изготовления готового изделия. Например, в металлургии полупродукт, получающийся из слитка в результате его предварительной обработки прокаткой на Блюмингах, Слябингах или т. н.… …

изготовление детали - 3.8.4. изготовление детали: Технологический процесс (последовательность технологических операций), в ходе которого исходный материал (заготовка) преобразуется в готовую деталь, отвечающую заданным конструкторским требованиям. В ИИС… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Комплекс технол. операций и приемов, с помощью к рых из полимерных материалов изготовляют (формуют) изделия с заданными формой, размерами и св вами. Ниже рассматриваются осн. вопросы переработки разл. полимерных материалов (П. м.), в т. ч.… … Химическая энциклопедия

СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК, устройство для выполнения точно размеченных и гладко обработанных отверстий в металлических деталях. Просверленные отверстия расширяют при помощи резца, обычно с наконечником из стали, карборунда или алмаза, которые закрепляют … Научно-технический энциклопедический словарь

ГОСТ Р ИСО 857-1-2009: Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р ИСО 857 1 2009: Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения оригинал документа: 6.4 автоматическая сварка: Сварка, при которой все операции механизированы (см. таблицу 1).… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Большая советская энциклопедия

I Кузнечно штамповочное производство отрасль тяжёлого машиностроения, производящая различные металлические изделия (от деталей машин до предметов домашнего обихода) ковкой (См. Ковка), штамповкой (См. Штамповка), Прессованием. В основе… … Большая советская энциклопедия

Машины для изготовления частей других машин в основном путем снятия с заготовки стружки режущим инструментом. Многое из того, что производится в результате человеческой деятельности в настоящее время, делается на металлорежущих станках или с… … Энциклопедия Кольера

77.180 - Устатковання для металургійної промисловості ГОСТ 3.1125 88 ЕСТД. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок. Взамен ГОСТ 2.423 73 ГОСТ 3.1401 85 ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы литья … Покажчик національних стандартів

Специальный вид обработки металлов давлением и считается одним из прогрессивных технологических процессов. Содержание 1 Достоинства … Википедия

Заготовка (материал) - получивший предварительные формы материал или деталь для последующей обработки, болванка для работы

олучаемые литьем (отливки);

получаемые обработкой давлением (кованые и штампованные заготовки);

заготовки из проката (получаемые отрезкой);

сварные и комбинированные заготовки;

получаемые методами порошковой металлургии.

Заготовка может быть штучной (мерной) или непрерывной, например пруток горячекатаного проката, из которого разрезкой могут быть получены отдельные штучные заготовки.

Заготовки получают также из конструкционной керамики.

Литьем получают заготовки фактически любых размеров простой и очень сложной конфигурации почти из всех металлов и сплавов, а также и из других материалов (пластмассы, керамики и т.д.). Качество отливки зависит от условий кристаллизации металла в форме, определяемых способом литья. В некоторых случаях внутри стенок отливок возможно образование дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, трещины, получающиеся в горячем или холодном состоянии), которые часто обнаруживаются только после черновой механической обработки.

Обработкой металлов давлением получают кованые и штампованные заготовки. Ковка применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а также при изготовлении крупных, уникальных заготовок и заготовок с особо высокими требованиями к объемным свойствам материала. Штамповка позволяет получить заготовки близкие по конфигурации к готовой детали. Механические свойства заготовок, полученных обработкой давлением, выше, чем литых.

Сварные и комбинированные заготовки изготовляют из отдельных составных элементов, соединяемых между собой с помощью различных способов сварки. Неправильная конструкция заготовки или неверная технология сварки могут привести к дефектам (коробление, пористость, внутренние напряжения), которые трудно исправить механической обработкой.

Заготовки, получаемые методами порошковой металлургии, по форме и размерам могут соответствовать готовым деталям и требуют незначительной, часто только отделочной обработки.

Заготовки из конструкционной керамики применяют для теплонапряженных и (или) работающих в агрессивных средах деталей.

Поступающие на обработку заготовки подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции, устанавливающей метод контроля, периодичность, количество проверяемых заготовок в процентах к выпуску и т.д.

У заготовок сложной конфигурации с отверстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) в заготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхностей. Для этого заготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируя схему установки, принятую для первой операции обработки. Отклонения размеров и формы поверхностей должны соответствовать требованиям чертежа заготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже, обладать соответствующими ему механическими свойствами, не должны иметь внутренних дефектов (для отливок - рыхлоты, раковины, посторонние включения; для поковок - пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям, «шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварных конструкций - непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).

Дефекты, влияющие на прочность и внешний вид заготовки, подлежат исправлению. В технических условиях должны быть указаны вид дефекта, его количественная характеристика и способы исправления (вырубка, заварка, пропитка различными химическими составами, правка).

Поверхности отливок должны быть чистыми и не должны иметь пригаров, спаев, ужимин, плен, намывов и механических повреждений. Заготовка должна быть очищена или обрублена, места подвода литниковой системы, заливы, заусенцы и другие дефекты должны быть зачищены, удалена окалина. Особенно тщательно должны быть очищены полости отливок. Необрабатываемые наружные поверхности заготовок при проверке по линейке не должны иметь отклонений от прямолинейности более заданных. Заготовки, у которых отклонение от прямолинейности оси (кривизна) влияет на качество и точность работы машины, подлежат обязательному естественному или искусственному старению согласно технологическому процессу, обеспечивающему снятие внутренних напряжений, и правке.

Отмеченные на чертеже заготовки базы для механической обработки должны служить исходными базами при изготовлении и проверке технологической оснастки (моделей и приспособлений), должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев, остатков литников, прибылей, выпоров, литейных и штамповочных уклонов.

Виды заготовительных работ и их краткая характеристика. Подготовительные операции перед раскроем: предварительная очистка и обработка поверхности проката; правка листового, сортового и фасонного проката.

Заготовительные работы - это производство деталей воздуховодов для монтируемых систем вентиляции (СВ), систем кондиционирования воз­духа (СКВ) и систем воздушного отопления (СВО). Номенклатура деталей воздуховодов для каждой системы индивидуальна и окончательно опреде­ляется в ходе монтажного проектирования. Деталь - часть целого (состав­ная часть системы).

Различают следующие виды заготовительных предприятий:

Вентиляционный завод (ВЗ) как самостоятельное юридическое лицо;

Центральная заготовительная мастерская (ЦЗМ), как правило, на ба­лансе монтажной фирмы;

Участковая заготовительная мастерская (УЗМ), как правило, на ба­лансе монтажной фирмы. В УЗМ изготавливаются мелкие детали и подмеры по разовым заказам.

Поступающий на судостроительные заводы про­кат, как правило, имеет местные бухтины и общую волнистость, величины которых часто превышают допустимые (до 3 мм/м и до 10 мм на всю длину проката). Это обусловлено неравномер­ным обжатием листов валками при их прокатке на металлургических заводах и после­дующим неравномерным охлаждением. Остаточные деформации прокат может получить и в процессе его транспортировки. Эти ис­кривления вносят погреш­ности в изготовление де­талей. Поэтому в КОЦ обработку проката начи­нают с предварительной правки, которая заключается в создании в укороченных волокнах проката деформаций растяжения. Исходя из способа получения этих деформаций растяжения существуют способы правки изгибом и растяжением.

Правку изгибом выполняют в основном на валковых листоправильных машинах (рис. 4.2, а). Лист затягивается меж­ду двумя рядами валков силами трения и многократно изгиба­ется. В результате изгиба укороченные волокна растягиваются. Число проходов зависит от исходного состояния проката и ква­лификации рабочего и не превышает пяти. Степень изгиба проката при правке определяется величиной зазора между нижними и верхними рабочими валками, который устанавливают перемеще­нием верхней траверсы.

Передний направляющий валок обеспечивает ввод листа в вальцы, а задний - горизонтальность выходящего листа (рис. 4.2, а). Для правки листов толщиной свыше 6 мм обычно применяют 5- или 7-валковые машины, для меньших толщин - 9-11-валковые. В отдельных случаях предварительную правку листов можно выполнять в листогибочных вальцах и на прессах.

Правку растяжением выполняют на правильно-рас­тяжных машинах.Она возможна для материалов сотношениемσв/σт. Большинство судостроительных сталей удовлетворяет этому условию. Прокат 6 закрепляют по торцевым кромкам в зажимных губках машины 7 (рис.4.2, б). Под действием гидравли­ческого давления они растягивают прокат (на 1-2 %), устраняя практически все искривления за одно приложение нагрузки. Производительность труда по сравнению с правкой в валковых машинах возрастает в 6-8 раз. Основной недостаток способа - это повреждение поверхности проката насечкой от зажимных губок, что требует отрезки проката длиной до 300 мм.

Профильный прокат правят в основном на горизонтально-гибочных прессах, а также на роликовых правильных и растяж­ных машинах, гидравлических гибочных прессах. Для профиль­ного проката допускается местная волнистость до 2 мм/м, но не более 8 мм на всю длину.

Прокат, поступающий на судостроительный завод, обычно покрыт слоем окалины и ржавчины, а также имеет другие загрязнения. Для по­следующей обработки его необходимо очистить и покрыть анти­коррозионным составом, защищающим металл на весь межопера­ционный период. Основной способ очистки проката толщиной свыше 4 мм - механический. Для проката меньшей толщины применяют химическую очистку.

Механическую очистку дробеметным спо­собом выполняют обычно в составе поточной линии, вклю­чающей также сушку и нанесение антикоррозионного покрытия. Существуют линии с вертикальным и горизонтальным положе­нием листа в процессе очистки. Схема типовой линии дана на рис. 4.3. Подача проката на линию осуществляется перегружателями или кранами.

В камере предварительной сушки прокат нагревают газовыми горелками до 70-80 °С. Жировые загряз­нения при этом сгорают. Нагрев ослабляет и связь окалины с ос­новным металлом, так как они имеют разные коэффициенты линейного расширения, ускоряется и последующая сушка анти­коррозионного покрытия.

В дробеметной камере на поверхность листа выбрасывается из дробеметных аппаратов со скоростью до 80 м/с чугунная или стальная дробь диаметром 0,5-2,5 мм. Сбиваемые окалина, ржавчина и дробь далее попадают в сепаратор, откуда дробь поступает для повторного использования, а мелкие частицы отсасывают воздухом и удаляют.

В окрасочной камере на прокат наносят антикоррозионное покрытие. В основном применяют двухслойное покрытие фосфатирующими грунтами типа ВЛ-02 и ВЛ-023, защищающими ме­талл в течение 8 месяцев. При однослойном грунте ВЛ-023 ме­талл защищен на срок до 3 месяцев.

Поточные линии с горизонтальным расположением листа можно использовать для обработки и профильного проката. Ско­рость движения проката на отечественных линиях 1-3 м/мин,а годовая производительность 200-300 тыс. м. Для профиль­ного проката имеются и специальные линии.

Химическую очистку листов выполняют травлением в 15-20%-м растворе соляной или серной кислоты в течение 1-3 ч в зависимости от марки проката и состояния его по­верхности. После травления осуществляют промывку в холодной воде, нейтрализацию в 3-5%-м растворе кальцинированной соды в течение 3-5 мин, и окончательную промывку в воде. На очи­щенный прокат наносят фосфатирующий раствор «Мажеф» и после его сушки - раствор олифы в уайт-спирите. Такое по­крытие защищает металл на срок до 3 месяцев. По сравнению с механической химическая очистка имеет ряд недостатков: тя­желые условия труда, невозможность организации поточной линии, трудности с утилизацией отходов, поэтому широкого распространения она не получила.

В машиностроении с точки зрения последовательности технологического процесса различает два вида изделий: детали и заготовки :

ДЕТАЛЬ - готовое изделие, идущее непосредственно на сборку;

ЗАГОТОВКА - полуфабрикат, предназначенный для дальнейшей обработки с целью получения готовой детали.

ПРИПУСКОМ «Z» называют слой металла на поверхности заготовки, предназначенный для удаления при последующей механической обработке с целью получения заданных свойств обработанной поверхности детали. Чем меньше величина припуска, тем меньший объем металла заготовки переводится в стружку.

Существуют ДВА СПОСОБА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКА:

1. ТАБЛИЧНЫЙ СПОСОБ. Применяют в мелкосерийном производстве.

Припуск назначают по справочным таблицам ГОСТов независимо от маршрута технологического процесса механической обработки детали.

2. РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ. Суммарную величину припуска на заготовке определяют путем последовательного «наслаивания» на размер готовой детали операционных припусков на механическую обработку.

НАПУСКОМ называют ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ МЕТАЛЛА ЗАГОТОВКИ (рис. 1.3), упрощающий ее конфигурацию (заполненные отверстия I, местные углубления 2, переходы и уступы 3), связанный с технологическими особенностями ее изготовления (литейные и штамповочные уклоны 4, радиусы галтелей 5) или вызванный ее не кратностью 6 при раскрое.

ИСХОДНАЯ ЗАГОТОВКА - это продукт металлургического передела (слиток прокат, расплав), поступающий на первую технологическую операцию заготовительного передела.

Заготовки деталей машин получают, в основном, двумя способами: ЛИТЬЕМ и ОБРАБОТКОЙ ДАВЛЕНИЕМ.

Заготовки получаемые литьем

В случае получения заготовок литьем (рис. 1.4) жидкий металл, РАСПЛАВ, ЗАЛИВАЮТ в заранее приготовленную ЛИТЕЙНУЮ ФОРМУ, соответствующую по конфигурации и размерам готовой детали, но с учетом припусков и напусков. После затвердевания металла получается изделие, называемое ОТЛИВКОЙ.

ДОСТОИНСТВАМИ литейного производства перед другими способами получения заготовок являются: возможность получения изделий СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ и ЛЮБОЙ МАССЫ, а также ОТНОСИТЕЛЬНО НИЗКАЯ СТОИМОСТЬ отливок.

НЕДОСТАТОК - ОТНОСИТЕЛЬНО НИЗКАЯ ПРОЧНОСТЬ ЛИТЫХ ИЗДЕЛИЙ ввиду литой зернистой структуры в отличие от волокнистой структуры, которую имеют кованые и штампованные изделия.

МОДЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ (рис. 1.8, см с. 11) - комплект приспособлений, МОДЕЛЬ ОТЛИВКИ, СТЕРЖНЕВОЙ ЯЩИК, МОДЕЛИ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ, ПОДМОДЕЛЬНАЯ ПЛИТА, МОДЕЛЬНЫЕ ПЛИТЫ).

Способы получения машиностроительных профилей и фасонных заготовок обработкой металлов давлением

В случае получения заготовок обработкой давлением ИСХОДНУЮ ЗАГОТОВКУ, нагретую или холодную, но обязательно твердую, ДЕФОРМИРУЮТ специальным инструментом, в виде БОЙКОВ или ШТАМПОВ и придают ей НОВУЮ ФОМУ, соответствующую по конфигурации и размерам готовой детали, но с учетом припусков и напусков. Полученные изделия называют ПОКОВКАМИ или ШТАМПОВАННЫМИ ЗАГОТОВКАМИ.

Процессы ОМД основаны на использовании ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ металлов, т.е. их способности под действием внешних сил изменять свою форму без разрушения.

ДОСТОИНСТВАМИ процессов ОМД являются:

ЭКОНОМИЯ металла за счет малых припусков и небольших технологических отходов на операциях;

ВЫСОКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ за счет больших скоростей обработки;

БОЛЬШАЯ ТОЧНОСТЬ изделий;

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ изделий за счет создания при деформировании МЕЛКОЗЕРНИСТОЙ и ВОЛОКНИСТОЙ целенаправленной СТРУКТУРЫ металла.

НЕДОСТАТОК - относительно ВЫСОКАЯ СТОИМОСТЬ изделий.

Основных способов ОМД шесть: прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная и листовая штамповка.

Первые три под общим названием ПРОКАТНО-ВОЛОЧИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО используются в металлургической промышленности для получения МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОФИЛЕЙ.

Вторые три - под общим названием КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО применяются в машиностроении для получения ФАСОННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

Ряд процессов осуществляют с нагревом металла выше ПОРОГА РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ (0,4 от температуры плавления по абсолютной шкале) - ГОРЯЧАЯ ДЕФОРМАЦИЯ, ряд без нагрева - ХОЛОДНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ.

1. ПРОКАТКА - процесс получения машиностроительных профилей и фасонных изделий путем пластической деформации металла между вращающимися валками прокатного стана Точность получения изделий из проката показана в приложении 3 (см. с. 90).

Основных схем прокатки три:

ПРОДОЛЬНОЙ прокаткой в гладких (а) и ручьевых (б) валках получают листы и ленты, прутки, балки, рельсы и трубы;

ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОКАТ (в, г) - цельнокатаные кольца, вагонные и зубчатые колеса;

ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТ - бесшовные гильзы, а периодические профили.

СОРТАМЕНТ ПРОКАТА включает четыре группы изделий:

ЛИСТОВОЙ - листы и ленты;

СОРТОВОЙ - прутки, балки и рельсы;

ТРУБЫ - бесшовные и сварные;

СПЕЦИАЛЬНЫЙ СТАЛЬНОЙ ПРОКАТ - вагонные и зубчатые колеса, биметаллы, периодические и гнутые профили;

2. ПРЕССОВАНИЕ (рис. 1.10, а) - процесс получения машиностроительных профилей путем ВЫДАВЛИВАНИЯ металла из замкнутой полости через ПРОФИЛИРУЮЩЕЕ отверстие.

Применяют три схемы прессования: прямое, обратное и комбинированное.

ПРОДУКЦИЯ ПРЕССОВАНИЯ - прутки различного поперечного сечения, трубы гладкие и ребристые из труднодеформируемых высоколегированных сталей и сплавов на основе алюминия, магния и вольфрама;

3. ВОЛОЧЕНИЕ - процесс отделочной обработки машиностроительных профилей путем ПРОТЯГИВАНИЯ металла через КАЛИБРУЮЩЕЕ отверстие. Всегда без нагрева.

ПРОДУКЦИЯ ВОЛОЧЕНИЯ - прутки различного поперечного сечения, трубы и проволока из цветных сплавов и стали.

4. КОВКА - процесс получения фасонных изделий путем целенаправленного многократного и последовательного деформирования нагретой исходной заготовки с помощью универсального подкладного инструмента (прошивни, обжимки, оправки, топоры) между бойками молота или пресса.

Ковку осуществляют (см. рис. 1.12, с. 14) вручную, на пневматических и паровоздушных молотах и гидравлических ковочных прессах и применяют в мелкосерийном производстве, а также для получения тяжелых поковок массой более 200 кг. Основными операциями ковки являются (см. рис. 1.13, с. 15): ОСАДКА (а), ПРОТЯЖКА (б), ПРОШИВКА (в), ОТРУБКА (г), ГИБКА (д)

.

5. ГОРЯЧАЯ ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА - процесс получения фасонных изделий путем деформирования нагретой исходной заготовки в РУЧЬЕ - замкнутой полости инструмента - ШТАМПА (см. рис. 1.14, с. 15). Конфигурация и размеры ручья полностью предопределяют конфигурацию и размеры получаемой поковки. Штамповку осуществляют на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах, применяют в массовом и крупносерийном производстве, где изготовление штампов экономически выгодно. Изделиями являются: валы, рычаги, шатуны, тяги, зубчатые колеса. Используют три разновидности конструкций штампов:

ОТКРЫТЫЙ ШТАМП (а);

ЗАКРЫТЫЙ ШТАМП С ОДНОЙ ПЛОСКОСТЬ РАЗЪЕМА (б);

ЗАКРЫТЫЙ ШТАМП С ДВУМЯ ПЛОСКОСТЯМИ РАЗЪЕМА (в).

Рис. 1.14. Схема горячей объемной штамповки: 1 и 2 - верхний

и нижний штампы; 3 - поковка; 4 - облой; 5 - пуансон;

6 - матрица; 7 - выталкиватель; 8 - матрица разъемная

6. ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА - процесс получения плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала на прессах с помощью штампов (см. рис. 1.15, с. 16). Основные операции: ОТРЕЗКА, ВЫРУБКА, ГИБКА, ВЫТЯЖКА, ОТБОРТОВКА, ОБЖИМ и ФОРМОВКА. Все как правило без нагрева.

Методические указания к выполнению практических работ и разделов в курсовых и дипломных проектах для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» Саров 2009 Министерство образования Нижегородской области ГОУ СПО «Саровский политехнический техникум»

Проектирование штампованных поковок

Методические указания к выполнению практических работ и разделов в курсовых и дипломных проектах для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения»

Составила: Суняйкина Н.Н. - преподаватель высшей категории специальных дисциплин ГОУ СПО СПТ

Рецензент: Халдеев В.Н. - к.т.н., зам. зав. кафедры «Технология машиностроения» ФГОУ ВПО

«Саровский государственный физико-технический институт»

Настоящие методические указания обобщают теоретические и практические вопросы по теме «Выбор заготовок», даны характеристики основным методам получения заготовок, в частности заготовкам, получаемых штамповкой, рассмотрены основные требования выполнения практических работ и разделов курсовых и дипломных проектов по определению размеров заготовок, получаемых штамповкой, назначению припусков и допусков на поверхности штампованных заготовок, оформлению чертежа штамповки. Приведен справочный материал по теме. Комплексно изложен порядок выполнения расчетов.

Пособие предназначено для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения» начального, среднего и высшего профессионального образования, а также для руководителей курсовых и дипломных проектов.

Согласовано заседанием выпускной ПЦК ГОУ СПО СПТ

Утверждено заседанием методического совета ГОУ СПО СПТ

Протокол № ___ от “____” _____________20 г

1. Виды заготовок и их характеристики………………..............................……. 4

2. Выбор вида и метода получения заготовки………………………………..... 6

3. Штампованные поковки……..………………………………………………. 8

4. ГОСТ 7505 - 89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски

и кузнечные напуски»……………………………………………………….. 15

5. ГОСТ 3.1126 - 88 «Правила выполнения чертежей поковок»……………. 24

6. Пример расчета заготовки, получаемой горячей объемной штамповкой… 25

7. Лабораторная работа по курсу «Технология машиностроения»………….. 32

Список использованной литературы………………………………………….. 34

ВИДЫ ЗАГОТОВОК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Заготовка — предмет производства, из которого измене-нием формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавливают деталь или неразъем-ную сборочную единицу.

Заготовка перед первой технологической операцией называется исходной заготовкой.

Выбор заготовки заключается в установлении метода ее изготовления, расчете или выборе припусков на обра-ботку резанием и определении размеров исходной заго-товки.

Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами мате-риала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала (про-кат), имеющееся оборудование, производственная програм-ма, тип производства, степень его механизации и автома-тизации. Оптимальный вариант изготовления заготовки устанавливается на основании технико-экономических расчетов. Повышение точности заготовок (уменьшение припусков) позволяет экономить металл, снижать стои-мость и трудоемкость обработки резанием, но при этом может возрасти стоимость изготовления исходных загото-вок. При малой производственной программе применение некоторых технологических процессов изготовления за-готовки (горячая штамповка и др.) может оказаться эко-номически нецелесообразным в связи с высокой стоимос-тью технологического оборудования и оснастки.

Наиболее распространены следующие виды заготовок:

Заготовки из проката и спецпрофилей;

Литые заготовки;

Кованые и штампованные заготовки;

Комбинированные заготовки;

Заготовки, получаемые методом порошковой металлургии.

Заготовки из проката

Из сортового круглого горячекатаного проката получают оптимальные заготовки для изготовления ступенчатых валов с небольшим перепадом диаметров, осей, ходовых винтов, штоков и других подобных деталей протяжённой цилиндрической формы при любых типах производства.

Круглый, квадратный, шестигранный, полосовой и листовой прокат широко используют в единичном производстве для изготовления деталей любой конфигурации. Даже при низком коэффициенте использования металла это часто оказывается выгоднее, чем применять специальные методы получения точных заготовок, требующие сложной дорогостоящей оснастки. Естественно, что при малом объёме выпуска такая оснастка не может себя окупить

Трубный прокат выгоден для изготовления пустотелых валов, колец, цилиндров, гильз и т.д.

Профильный сортовой прокат в виде уголков, швеллеров и т.д. используется для сварных металлоконструкций, рам, станин, корпусов и др.

В условиях крупносерийного и массового производства применяют прокат периодического профиля, полученный поперечно-винтовой прокаткой. После разрезки такого проката получают ступенчатые заготовки, приближенные по форме к готовой детали.

Литые заготовки

Литые заготовки применяются в тех случаях, когда:

Материал не позволяет получить заготовку другим способом;

При больших габаритах заготовки, которые нельзя получить другими способами;

Если литая заготовка выгоднее по экономическим соображениям.

Литьё в песчано-глинистые формы используется при всех типах производства, так как отличается технологической универсальностью. Этим методом получают ~80% всех отливок, и лишь 20% приходится на все остальные способы литья. В массовом производстве применяют более точные заготовки, полученные машинной формовкой по металлическим моделям, в единичном - с низкой точностью, при ручной формовке по деревянным моделям.

В серийном и массовом производстве, помимо литья в песчано-глинистые формы, применяют следующие специальные способы литья.

Литьём в оболочковые формы получают заготовки сложной конфигурации. Они значительно точнее отливок, полученных в песчано-глинистых формах, но требуют более сложной оснастки и поэтому дороже.

Литьё по выплавляемым моделям выгодно для изготовления сложных и точных заготовок из труднообрабатываемых материалов. Этот способ самый трудоёмкий среди методов литья, но может окупаться за счёт существенного снижения расхода материала и трудоёмкости механической обработки.

Литьё в металлические формы (в кокиль) имеет две отличительные особенности:

Металлические формы могут применяться многократно;

Металлические формы обеспечивают интенсивный теплоотвод и высокую скорость охлаждения расплавленного металла.

Последнее обстоятельство снижает жидкотекучесть металла и не позволяет получать тонкостенные заготовки. Но это же свойство играет положительную роль, способствуя образованию более прочной мелкозернистой структуры металла

Литьё под давлением позволяет ускорить заполнение металлической формы и получать сложные точные отливки с тонкими стенками (до 1 мм) из цветных сплавов.

Центробежное литьё применяется для получения заготовок типа тел вращения: труб, гильз, цилиндров и т.п. Как и литьё под давлением, обеспечивает быстрое заполнение металлической формы и получение плотной (без раковин и пор) отливки, но это создаётся за счёт «утяжеления» металла центробежными силами. Отрицательным качеством центробежного литья является повышение ликвации сплавов под действием центробежных сил: более тяжёлые компоненты сплава перемещаются на периферийные слои заготовки.

Поковки и штампованные заготовки

Такие заготовки применяют в следующих случаях:

1) Для изготовления заготовок с большим перепадом сечений (ступенчатых и коленчатых валов, рычагов и т.п.

2) При больших габаритах заготовки, превышающих размеры прокаты.

3) Для придания высоких механических свойств особо ответственным деталям.

Ковка является универсальным методом производства заготовок массой от 10 г до 350 т. При ковке формообразование производится последовательным деформированием отдельных участков заготовки, что позволяет получать крупногабаритные заготовки. В основном она применяется в единичном производстве из-за низкой производительности и невысокой точности заготовок.

Для повышения точности и качества поверхностей поковок применяют ковку в подкладных штампах.

В серийном и массовом производстве применяют горячую объёмную штамповку. Штамповка гораздо производительнее свободной ковки. Штампованные заготовки значительно точнее, имеют более качественные поверхности, однако для их изготовления требуются сложные дорогостоящие штампы. Штамповку выполняют на молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) и другом оборудовании. Масса штампованных заготовок от 0,5 до 30 кг. Штамповка бывает в открытых и закрытых штампах. Перспективны штамповка выдавливанием и холодная объёмная штамповка.

Комбинированные методы

Комбинированные методы применяют для изготовления крупных и сложных заготовок. Конструкцию таких заготовок расчленяют на простые элементы, которые отливают, штампуют, вырезают из проката, а затем соединяют сваркой в единую заготовку. Иногда элементы заготовок перед сваркой предварительно обрабатывают. Вместо сварки может применяться частичная заливка предварительно обработанных элементов, полученных другими способами. В комбинированных заготовках можно применять различные материалы для получения отдельных элементов, обеспечивая их особые качества.

Метод порошковой металлургии.

Полуфабрикатом для получения заготовок являются мелкодисперсные порошки исходных материалов. Заготовку прессуют из порошка в пресс-форме и спекают в монолит термообработкой. В состав шихты для спекания можно включать порошки твёрдых тугоплавких материалов и получать псевдосплавы с уникальными свойствами, например, медь-вольфрам, карбид вольфрама - кобальт (инструментальный твёрдый сплав) и т.п. Метод порошковой металлургии позволяет получать также пористые материалы для подшипников. Этим методом можно получать заготовки с точностью 7 квалитета без термообработки. Однако высокая стоимость оснастки делает метод эффективным только при очень больших объёмах выпуска.

Перед поступлением на обработку резанием исход-ные заготовки подвергают очистке, правке и термиче-ской обработке в зависимости от методов их изготовления и предъявляемых, требований. Отливки очищают от формовочной земли и стержней, затем удаляют литники, выпоры, отрезают прибыли, зачищаются заусенцы и слу-чайные приливы. Очистку производят на стационарных и переносных шлифовально-обдирочных станках, зуби-лами, стальными щетками. Для механизации процесса очистки применяют дробеструйные установки, вращаю-щиеся (галтовочные) барабаны. Заготовка, полученная горячей штамповкой, в месте разъема штампа обычно имеет облой, который обрезают или вырубают в штам-пах на обрезных кривошипных прессах. После обрезки производят термическую обработку и правку в горячем или холодном состоянии. Термическая обработка с це-лью получения заданных микроструктуры и механичес-ких свойств, включает нормализацию, улучшение и дру-гие процессы.

Штамповки очищают от окалины и заусенцев дробес-труйной обработкой, травлением, галтовкой во вращаю-щихся барабанах. Для получения точных размеров неко-торые штампованные заготовки проходят калибровку и чеканку в холодном или горячем состоянии. Перед этой операцией производят отжиг или нормализацию и очист-ку от окалины. На чеканку дается припуск от 0,2 до 0,8 мм на сторону в зависимости от площади чеканки. Длинные заготовки из проката правят вручную, на прес-сах или на специальных многороликовых правильно-калибровочных станках за 1-2 хода.