5.Литье в оболочковые формы

Литьем в оболочковые формы невозможно получать крупногабаритные отливки и изделия особо сложной формы.

Литье в оболочковые формы отливают: радиаторы парового и водяного отопления, детали автомобилей и ряда машин.

6. Центробежное литье

Центробежным литьем получают литые заготовки, имеющие форму тел вращения:

• втулки

• венцы червячных колес

• барабаны для бумагоделательных машин

• роторы электродвигателей.

Наибольшее применение центробежное литье находит при изготовлении втулок из медных сплавов, преимущественно оловянных бронз.

7.Непрерывное литье

При непрерывном литье возможно получат получение слитка, трубы, профиля неограниченной длины и требуемого поперечного сечения.

Способ непрерывного литья используют также и для получения слитков из цветных и черных сплавов. Практически все алюминиевые сплавы для передела прокаткой в листы, профили и другие изделия разливают в слитки данным методом.

Таблица 1

Классификация способов литья

Способ литья	Материалы отливок	Форма и размеры	Точность	Область применения
Литье в песчано-глинистые формы	Чугун, сталь, цветные металлы	Крупногабаритные, сложной формы	Грубее 14 кв Rz =300	Все отрасли машиностроения, от массового до единичного производства
Литье в оболочковые формы	Чугун, сталь, цветные металлы	Масса менее 1т. Размеры и форма ограниченны	Грубее 14 кв Rz =300	Серийное и массовое производство
Литье в кокиль	Алюминиевые и медные сплавы	Масса до 250 кг, форма ограниченна условиями извлечения отливки из кокиля	12-14 кв Rz >40	Серийное и массовое производство
Литье под давлением	Алюминиевые, цинковые, реже медные сплавы	Масса до 200 кг, форма ограниченна условиями раскрытия прессформы	7-12 кв Rz=0,63…40	Крупносерийное массовое производство
Литье по выплавляемым моделям	Сталь, спец. сплавы, медные сплавы	Форма ограниченна, масса до 20 кг, в художественном литье не ограничена	10-14 кв Rz=2,5…40	Серийное производство сложных по форме изделий, в том числе тугоплавких сплавов
Центробежное литье	Чугун, сталь, цветные металлы	Форма тел вращения, трубы диаметром до 1200 мм и длинной 7000 мм	9-11 кв	Серийное и массовое производство
Литье по газифицируемым моделям	Чугун, сталь, бронза	Масса от 1 до 300 кг Возможность получать детали сложной формы	12-14 кв Rz =40 (для стали Rz=80)	От единичного до массового производства
Литье металла в ХТС	Чугун, сталь, цветные металлы	Масса от 5 кг до 5 т. Максимальные габариты 2500×2200×1200	10-12 кв Rz>40	От единичного до массового производства

№4 Устройство песчаной литейной формы. Процесс её получения. Правила выбора положения отливки в форме.

П роизводство отливок в разовых песчано-глинистых формах характеризуется универсальностью, доступностью формовочных материалов, относительно невысокой стоимостью, что обусловило его наибольшее распространение. К недостаткам этого способа следует отнести невысокую точность (14й-17й Кв.), значительную шероховатость поверхностей, существенное количество отходов. Технологический процесс получения отливки состоит из ряда основных и вспомогательных операций.

№5 Модели и стержневые ящики, их устройство и основы проектирования.

Модель-это часть модельно опочного комплекта(МОК), кот. Служит для получения рабочей полости в литейной форме. Модель отвечает за внешние очертания отливки.

По конструкции могут быть

• Разъёмными

• Сплошными

• Полыми

По материалу:

• Деревянными

• Пластмассовыми

• Металлическими(Из черных и цветных Ме)

Стержневые ящики служат для изготовления стержней, отвечает за внутреннее очертание.

Конструкции бывают:

• Разъёмные: применяются для изготовления стержней разнообразной конфигурации.

• В ытряхные: используются для изготовления стержней сложной конфигурации.Cостоит из ящика 1 и из коробки 2, в которую вставляются четыре вкладыша 4, 5, 6, 7, плотно прилегающие к ее боковым стенкам.

Разъёмные: Вытряхные:

№6 Литьё в металлические формы, литьё под давлением. Их сущность и область применения.

Литьё в металлические формы.

-Сущность способа состоит в получении литых деталей путём свободной заливки расплава в многократно используемые металлические формы (кокили). Размеры рабочей поверхности кокиля больше размеров отливки на значение усадки сплава. -Область применения. Применяют в условиях крупносерийного и массового производства. Позволяет создавать высокоэффективные автоматические литейные комплексы. Точность отливок достигает 12-15го Кв. с шероховатостью поверхностей Ra = 25-2,5мкм.

Литьё под давлением.

-Этим способом получают отливки путём заполнения металлической формы расплавом под действием внешних сил, с последующим затвердеванием отливки под действием давления. Литьё под давлением является одним из самых высокопроизводительных видов специального литья, т.к. тех. процесс осуществляется на машинах и его можно полностью автоматизировать. -Область применения. Используется для получения отливок сложной формы и конфигурации, массой от нескольких граммов до десятков килограммов преимущественно из цветных легкоплавких сплавов. Достигается точность 8-13 Кв. Ra = 20-0,5мкм.

№7 Литьё по выплавляемым моделям. Сущность и область применения.

Сущность способа литья по выплавляемым моделям состоит в том, что модель изготовляют из такого материала, который без разрушения формы можно выплавить или растворить и получить неразъемную форму, что обеспечивает высокую точность отливок. Чаще всего материалом модели является легковыплавляемая воскообразная масса.

Литьем по выплавляемым моделям получают отливки сложной конфигурации с толщиной стенки до 0,5 мм в основном из стали и жаропрочных сплавов, трудно обрабатываемых механическим способом.

Преимущества литья по выплавляемым моделям: возможность изготовления отливок из сплавов, не поддающихся механической обработке; получение отливок с точностью размеров до 4–го класса и шероховатостью до 6-го класса чистоты, что в ряде случаев устраняет механическую обработку; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей.

Литье по выплавляемым моделям можно использовать в условиях единичного (опытного), серийного и массового производства. Экономические показатели этого способа, рациональность его применения зависят от номенклатуры отливок. Наиболее целесообразно изготовлять этим способом мелкие, но сложные по конфигурации отливки, а также крупные отливки, к которым предъявляются высокие требования по точности размеров и чистоте литой поверхности, отливки из труднообрабатываемых сплавов.

Выплавляемые модели для литья изготавливают из смеси или сплавов легкоплавких материалов, чаще всего органического происхождения.

В качестве исходных материалов используют парафин, стеарин, церезин, буроугольный воск, торфяной битум, канифоль, полистирол, полиэтилен, этилцеллюлозу, жирные кислоты, озокерит и др.

№8 Технологические требования к общей конфигурации литых изделий.

При конструировании литых деталей должны соблюдаться требования общей литейной технологии. Конструкция литой детали должна обеспечивать направленное затвердевание отливки и быть технологичной

При определении себестоимости заготовки основной базой для расчета является ее масса. Поэтому снижение массы деталей, изготовляемых из литых заготовок, при прочих равных условиях (сложность конфигурации, марка материала, способ изготовления и т. п.) — одна из важнейших задач конструкторов и технологов.

Масса каждой конкретной литой заготовки зависит от геометрической формы, размеров, сечения отдельных конструктивных элементов ее. Из этого следует, что при проектировании литых деталей необходимо стремиться к максимально возможному снижению их массы и упрощению конфигурации, оставлять размеры детали минимально необходимыми исходя из условий расчетной прочности и других конструктивных требований. При этом должны быть учтены все технологические особенности литья и обеспечена возможность применения простых и дешевых способов получения качественных литых деталей как в процессе их изготовления, так и при дальнейшей механической обработке. Конструкция литой детали во многом определяет экономичность выбранного технологического процесса литья. Поэтому, прежде чем приступить к проектированию заготовки, необходимо убедиться в том, что данная деталь является технологичной именно для данного, выбранного способа литья.

№9 Технологические требования к внешней конфигурации литых изделий

1. Литые изделия должны быть компактными и простой формы (Для простоты изготовления лит формы) (См. конспект какое изделие технологично, а какое нет)

2. Конструкция литого изделия должна обеспечивать мин кол-во разъёмов формы

Массовое пр-во предполагает в наличии одного единственного разъёма литейной формы(Крупносерийное пр-во), так как формовка на машинах.

Индивидуальное и мелкосерийное пр-во- наличие нескольких разъёмов, так как формовка ручная

3. Конструкция литого изделия должна обеспечивать легкое извлечение модели из формы(не должна иметь выпуклостей)

Для оценки технологичности используют правило теней(см. конспект)

Если при освещении литой детали параллельными лучами в направлении, перпендикулярном к плоскости разъема формы, появляются теневые участки, это свидетельствует о несовершенстве ее конструкции. Такую конструкцию необходимо пересмотреть, в противном случае трудоемкость ее изготовления значительно увеличится за счет необходимости применения формы с отъемными частями

4.В конструкции литого изделия не должно быть больших габаритных размеров

Габаритные размеры определяются размерами столов формовочных машин, размерами опок.

Опока характеризуется шириной, высотой, длинной.Толщина стенки должна быть не меньше мин значения.Стандартные размеры опок в справочнике.

№10 Технологические требования к внутренним плоскостям отливок.

Внутренние полости отливок формируются с помощью стержней, устанавливаемых внутрь литейной формы. Стержни после остывания металла удаляют из отливки, поэтому замкнутые внутренние полости в отливках недопустимы. Такие детали заменяют сварными изделиями или в деталях предусматривают выходные окна, закрываемые заглушками. Полость детали должна иметь, как правило, не менее 2-х выходных отверстий или окон. В противном случаи стержень может всплыть в процессе заливки металла. Выходные отверстия в отливке необходимо делать достаточно большими, иначе стержень при малой площади опоры продавит формовочную смесь. Внутренние полости не должны содержать узких глубоких канавок и щелей. Для таких отливок на стержнях потребуется применять тонкие элементы, которые могут разрушиться при заливке металла и образовать песчаные раковины, так же возможен пригар стержневой смеси.

№11 Технологические требования к толщине стенок отливок.Правила их сопряжения.

Толщина стенки отливки зависит не только от материала, его прочности, но и от жидкотекучести

Толщина стенки должна быть равной или большей минимально допускаемой толщины

Если толщина стенки отливки меньше минимально допускаемой, то нужно сделать её до мин допускаемой, или чуть больше

Если толщина намного больше максимально допускаемой толщины, нужно её усеньшить до допускаемой, а если поверность под механическую обработку, то оставить

Т ребования к литым изделиям по толщине стенок. Толщина стенок отливки зависит от коэффициента жидкотекучести материала. _min ; t_min≤t₀≤t_max Структура металла при литье - Дендрит. -Пористая структура, неоднородная.

Если толщина стенки отливки чуть меньше t_min, необходимо довести заготовку до, хотя бы, минимально допустимого значения толщины стенки.

-Требование к литым изделиям по сопряжению стенок.

1) а/б ≤ 2 r = 1/6 или 1/3 (а+б/2); R = r + а+б/2

2) а/б > 2

L = 4 или 5 (а-б) -для стали; L = 3 или 4 (а-б) -для чугуна (Где "L" - длинна откоса); C =

№12 Литейные материалы и их свойства. Основные рекомедации по предотвращению брака на отливках.

Основной механизм литья- кристализация

Самые распространённые материалы – Чугуны, они бывают

СЧ-самые распр, т.к. высокая жидкотекучесть, хорошие лит св-ва

ВЧ и КЧ – усадка больше чем у СЧ(Склонна вызвать брак)

У СЧ усадка ≈1%, а у ВЧ и КЧ ≈ 1.7%

Стали – вторые по распр. по литью мат-лы

Литейные стали, в конце буква Л: СТ3Л,15ХЛ

Они обладают очень высокой усадкой до 3%, необходима прибыль

Так же есть Медные сплавы на основе меди, магниевые сплавы, титановые сплавы, на основе Al

К литейным материалам предъявляется требования по работоспособности, чтобы материал был недорогой, технологичный(обладал хорошими литейными свойствами)

Основными причинами брака являются нетехнологичность конструкции деталей, несовершенство технологического процесса, нарушения технологии и недоброкачественность технологических материалов.

№13 Порошковая металлургия. Сущность процесса, область применения, типовые изделия

При производстве изделий из порошковых материалов существенно сокращаются отходы материала и трудоемкость изготовления.

Формование осуществляют в специальных пресс-формах, куда засыпается требуемая по массе порция порошкового материала.

Под действием усилия пресса материал уплотняется и принимает форму будущего изделия. Чем выше давление формования, тем больше уплотнение и меньше пористость. Однако получить пористость, близкую к нулю, невозможно из-за ограниченной прочности пресс-формы и разрушения самих частиц материала.

Формование сопровождается деформированием частиц при их взаимном контакте, образуется механическое сцепление частиц, и изделие сохраняет полученную конфигурацию после выталкивания из пресс-формы.

Из порошковых компонентов успешно могут быть получены конструкционные материалы для деталей машин и приборов; антифрикционные, фрикционные материалы; пористые, фильтрующие элементы; режущий инструмент.

Рис.1 Схема пресс – формы 1, 2 – матрица, 3 – пуансоны, 4 – порошковый материал

№14 Условие пластичности. Зависимость напряжения текучести от степени деформации и температуры.

С пособность металла к остаточной деформации называется пластичностью. Пластическая деформация твердых тел в основном характеризуется скольжением - это смещение отдельных частей кристалла относительно друг друга, совершается под действием касательных напряжений "τ". Оно осуществляется в плоскостях и направлениях с наиболее плотной упаковкой атомов, где сопротивление сдвигу наименьшее. Таким образом пластическая деформация представляется как процесс скольжения, основой которого являются перемещения в плоскости скольжения отдельных несовершенств кристаллической решётки - дислокаций.

При больших степенях деформации зерна металла вытягиваются в направлении действия приложенных сил. Образуются волокнистая или слоистая структуры. Металл подвергнутый пластической деформации, характеризуется термодинамическим неустойчивым состоянием. Нагрев может вернуть ему исходные (до деформации) свойства. При температуре нагрева 0,2-0,3 от абсолютной температуры плавления по Кельвину, протекает так называемый процесс возврата, при котором улучшаются структурное состояние и пластичность металла, а так же уменьшается плотность дислокаций. При температуре нагрева 0,4 от абсолютной температуры плавления в металле происходит рекристаллизация, при которой почти полностью снимается его наклёп. Вследствие тепловой активности атомов образуются новые равноосные зерна. Новые зёрна обладают меньшей плотностью дислокаций, имеют неискарёженную кристаллическую решетку.

№15 Изменение микроструктуры и свойств металлов при холодной и горячей деформации.

Деформация – изменение размеров или формы тела под действием внешних сил. Деформация тела совершается в результате относительного смещения атомов из положительного равновесия.

Если температура деформации ниже температуры рекристаллизации, то деформация считается холодной, а если выше, то горячей.

Процесс холодной деф.

Характеризуется изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла.

Сопровождается наклёпом металла, так как малые температуры не обеспечивают разупрочнение металлов, механические свойства изменяются значительно: возрастает прочность и уменьшается пластичность

Процесс горячей деф.

Горячая деформация характеризуется полным разупрочнением металла в результате рекристаллизации по всему объему деформируемой заготовки.

Получаемое в процессе горячей деформации упрочнение тут же полностью или частично снимается за счет рекристаллизации, что снижает сопротивление деформации и повышает пластичность металлов.

№16 Прокатное производство. Сущность прокатки, сортамент.

Прокаткой называют формоизменение исходной заготовки или слитка, осуществляемое деформированием между вращающимися волками. Волки могут быть гладкими и калиброванными. Гладкие волки имеют цилиндрическую рабочую часть, служат для прокатки полос, лент, листов шириной до 5000мм. По количеству волков станы классифицируются на двух-, трёх-, четырёх-, и более валковые. Различают продольную (когда движение заготовки совпадает с направлением вращения валков), поперечную и поперечно-винтовую (применяют для получения круглых изделий) виды прокатки.

Кроме листового проката выпускают сортовой прокат, то есть прутки и штанги с поперечным сечением в виде круга, квадрата, прямоугольника, уголка, тавра, швеллера и т.д.

Сортамент прокатных профилей. Профилем проката называется форма его поперечного сечения, сортаментом - совокупность профилей с различными размерами, полученные прокаткой на одном виде или на группе станов. Сортамент профилей очень разнообразен. Его разделяют на пять основных групп проката:

сортовой; листовой; трубы; специальные виды (колеса, бандажи, кольца); периодический.

№17 Прессование, волочение, производство гнутых профилей, их технологические возможности, типовая продукция.

Прессование заключается в выдавливании металла исходной заготовки через отверстие требуемой конфигурации. Для прессования применяют гидравлические горизонтальны прессы.(Стр. 197, ТКМ, Алексеев, Барон, «Политехника» 2005г.)

Рисунок 17.1 Прямое прессование прутков

Рисунок 17.2 Обратное прессование

Продукция прессования отличается высокой точностью поперечных размеров при достаточной сложности профилей. Используется главным образом для обработки цветных сплавов и малоуглеродистых сталей

Волочение заключается в протягивании изделия через калиброванное отверстие матрицы. При этом поперечное сечение заготовки уменьшается, а её длинна увеличивается.

Применяют для получения проволоки диаметром 0,002-10мм, тонкостенных труб диаметром не менее 25 мм, фасонных профилей, а так же прутков различных сечений с повышенной точностью размеров. При волочении труб используют кроме волоки ещё и оправки , находящиеся внутри трубчатой заготовки.

Рис. 17.3. Волочение без оправки

Производство гнутых профилей (листовая холодная штамповка)

При изготовлении горячей прокаткой фасонных профилей невозможно получить стенки толщиной менее 2-3 мм. В то же время по требуемой прочности в конструкциях такая толщина нередко завышена. Фасонные тонкостенные профили, легкие, жесткие, сложной конфигурации и большой длины можно получать методом профилирования листового материала в холодном состоянии.

Процесс профилирования прокаткой на профилегибочных станках заключается в постепенном изменении формы сечения плоской заготовки до требуемого профиля при последовательном прохождении полосы или ленты через несколько пар вращающихся фигурных роликов. Обычно таких пар от 6 до 20 и более. При данном методе площадь поперечного и толщина исходной или ленты практически не изменяется. Происходит только их последовательная гибка в поперечном сечении.

Рис. 1. Примеры гнутых профилей

Заготовка при изготовлении гнутых профилей может быть лента или полоса из стали и цветных металлов толщиной 0,3-10мм.

Форма гнутых гнутых профилей может быть относительно простой – профиль открытого типа и весьма сложной – профили полузакрытого типа и закрытого типа, профили с наполнителем.

№18 Оборудование для ковки и штамповки, основные виды и устройства.

Кузнечные цеха для осуществления ковки имеют нагревательное оборудование (газовые или электрические печи), деформирующее оборудование (молоты, гидравлические прессы) и вспомогательное оборудование (манипуляторы, мостовые краны, тележки). Основными видами ковки на прессах и молотах являются осадка, протяжка, протяжка на оправке, раскатка на оправке, гибка, прошивка отверстий и др.

Штамповка в отличии от ковки сопровождается деформированием металла в закрытом объеме. Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки — листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист до 6 мм). Примером листовой штамповки является процесс пробивания листового металла в результате которого получают перфорированный металл. В ином случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы — устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия. Нагретая заготовка подвергается деформации, происходит изменение ее размеров, формообразование, для чего используется специальный инструмент — штамп. Полости и выступы, расположенные в тех или иных частях штампа, ограничивают течение металла своей поверхностью, конечным результатом штамповки таким образом становится единая замкнутая полость, имеющая форму рабочей поверхности штампа. Стандартной заготовкой для горячей объемной штамповки служить прокат (квадратный, круглый и прямоугольный профили).

№19 Область применения ковки. Основные операции и их технологические возможности.

Процесс горячего пластического деф-я путём многократного воздействия на отдельные части исходной заг-ки. Применяют в индивидуальном и мелкосерийном производстве

Основными операциями ковки являются осадка, вытяжка, прошивка, гибка, рубка.

Рис.19.1 Основные операции ковки а) осадка; б) вытяжка: в) прошивка; г) рубка; д) гибка: е) кузнечная сварка; ж) правка 1 – верхний боек; 2 – поковка; 3 – нижний боек; 4– приспособление для рубки (топор); 5 – приспособление для гибки.

При осадке (рис.19.1, а) заготовка устанавливается вертикально на нижний боек молота и деформируется ударами верхнего бойка по торцу заготовки. Осадка вызывает увеличение поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее толщины.

При вытяжке (рис. 19.1, б) заготовка укладывается плашмя поперек бойков молота и деформируется последовательными обжатиями, После каждого удара заготовка кантуется, т.е. поворачивается на 90°. Вытяжка вызывает увеличение длины за счет уменьшения ее поперечного сечения.

Прошивка (рис. 19.1, в) – операция, посредством которой в детали получают сквозные отверстия. Применяют два способа прошивки: с применением подкладного кольца и прошивку с двух сторон, с переворачиванием поковки.

Рубка металла (рис. 19.1, г) также производится двумя приемами: сначала нагретая заготовка надрубается кузнечным топором с одной стороны, а затем переворачивается на 180° и разрубается окончательно стальным прутком квадратного сечения – квадратом.

Гибку (рис. 19.1, д) при изготовлении штучных поковок выполняют ударами кувалдой по концу заготовки, зажатой между бойками молота.

№20 Сущность горячей объемной штамповки, устройство штампов, применяемое оборудование.

Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки. Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.

Ш тамп для объемной штамповки состоит из 2-х половин: Нижней - 3 и подвижной верхней - 2. В штампе выполняют ручей, то есть совокупность 2-х плоскостей, форма которых соответствует получаемой поковке - 1. По всему ручья в плоскости разъема штампа расположена облойная канавка (Если горячая штамповка - открытая). Затем нагретая заготовка, установленная в ручье штампа, деформируется верхней подвижной половиной штампа. При этом излишки металла вытесняются в облойную канавку в виде облоя, который в последствии срезается. Штамповочное оборудование группируется в поточную линию, состоящую из нагревательной печи или индукционного нагревателя, штамповочного агрегата, обрезного кривошипного пресса. Передача заготовок в поточной линии осуществляется транспортными или наклонными желобами (салазками). Загрузку заготовок осуществляют специальными бункерными устройствами.

№21 Основные схемы деформирования и типовые поковки, получаемые объёмной штамповкой.

Объёмная штамповка сопровождается деформированием металла в закрытом объёме. Различают горячую и холодную объёмную штамповку. Холодную применяют при изготовлении деталей из высокопластичных материалов(алюминиевые, медные, магниевые сплавы и малоуглеродистые стали)

Объёмную штамповку применяют для поковок сравнительно небольшой массы (до 100кг), так как при штамповке требуется большое усилие деформирования. В качестве исходных заготовок используют прокат круглого и квадратного сечений.

Штамп для горячей состоит из двух половин 1 и 2,где 2 подвижная половина. В штампе выполняется ручей, форма которой соотв получаемой поковке . излишний металл вытесняется в облойдную канавку в виде облоя 5

В открытом штампе:

Бывает ещё и в закрытом, без облойдной канавки, заготовка должна быть такого же объёма что и ручей

Рисунок 21.1 Примеры горячештампованных поковок а)длинносоронних; б) круглые в плане(стр.208)

Разделение проката на мерные заготовки осуществляется на кривошипных пресс-ножницах

Под холодной штамповкой деталей понимают штамповку без предварительного нагрева заготовки. Для металлов и сплавов, применяемых при штамповке, такой процесс деформирования соответствует условиям холодной деформации.

Холодное выдавливание

Различают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание.

При прямом выдавливании металл вытекает в отверстие, расположенное в части матрицы 2, в направлении, совпадающим с направлением движения пуансона.

Прямое обратное Боковое

При обратном выдавливании направление течения металла противоположено направлению движения пуансона относительно матрицы.

При боковом выдавливании металл вытекает в отверстие в боковой части матрицы в направлении, не совпадающем с направлением движения пуансона.

При комбинированном выдавливании металл течет по нескольким направлениям. Возможны сочетания различных схем.

Холодная высадка

Высадка – образование на заготовке местных утолщений требуемой формы в результате осадки ее конца. Применяется при изготовлении широкого ассортимента деталей в массовом производстве: болтов, винтов, гаек, заклепок, гвоздей, спиц и т.д.

Исходной заготовкой служат проволока или прутки. Выполняют высадку на холодно-высадочных автоматах.

Рисунок 21.2 Операция высадка

В первом переходе ролики 2 подают пруток 1 до упора 4, после чего матрица 3 перемещается на позицию высадки, отрезая от прутка мерную заготовку.

Во втором переходе ударом высадочного пуансона 5 производится высадка головки. После возвращения пуансона в исходное положение заклепка выталкивается толкателем 6, который также возвращается в исходное положение, а матрица вновь уходит на линию подачи.

№22 Технология штамповки удлинённых поковок. Устройство штампов, способы получения фасонных заготовок.

Технология штамповки удлинённых поковок. Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления поковки удлиненной формы, включающем нагрев заготовки, предварительное профилирование поперечно-клиновой прокаткой и штамповку в закрытом штампе прокатка осуществляют плоским инструментом при температуре полугорячего деформирования, совмещая профилирование с дополнительным нагревом прокатываемой заготовки до температуры горячего деформирования, и затем осуществляют окончательную штамповку поковки в закрытом штампе в режиме горячего формообразования.

Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Например, нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или верхняя – полость, а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно перпендикулярные плоскости разъема. При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую точность.

Способы получения фасонных заготовок. Фасонная заготовка имеет переменное по размерам поперечное сечение, по всей длине этой заготовки. Фасонную заготовку проектируют так, чтобы обеспечить постоянство объема поковки как в целом, так и во всех элементах по её длине. Фасонирование заготовки можно осуществить на штамповочных молотах путём лёгких ударов. Объемы металла перераспределяются по длине заготовки. Так можно концевую или среднюю часть заготовки сделать тоньше, при этом длинна заготовки увеличится. Более производительным методом получения фасонных заготовок является вальцовка на ковочных вальцах. Ковочные вальцы работают по принципу прокатных станов. Валки по команде оператора совершают один оборот и останавливаются. В ручьях вальцов происходит местная прокатка заготовки с уменьшением поперечных размеров и увеличением длинны.

№23 Листовая штамповка. Применяемое оборудование, область применения.

Служит для получения плоских и пространственных тонкостенных изделий из листового проката в виде листов, полос и лент в рулонах.

Инструментом являются сложные штампы, в следствии высокой стоимости которых целесообразно использовать в серийном и массовом поизводствах.

Изделия получают за несколько последовательных операций:

• Разделительные (отрезка, вырубка, пробивка отверстий)

• Формоизменяющие (гибка, формовка, вытяжка, отбортовка, раздача, обжим)

Вырубка деталей и пробивка отверстий в деталях производится на прессах вырубными штампами

По технологическому признаку различают штампы простого, последовательного и совмещенного действия. Штампы простого действия – однооперационные, штампы последовательного и совмещенного действия – многооперационные.

В штампе простого действия за один ход ползуна выполняется одна операция.

В штампе последовательного действия за один ход ползуна выполняется одновременно две или большее число операций в различных позициях, а заготовка после каждого хода пресса перемещается на шаг подачи.

В штампе совмещенного действия за один ход ползуна пресса две и большее число операций выполняются в одной позиции без перемещения заготовок в направление подачи.

Основным видом оборудования для листовой штамповки являются ножницы, а также кривошипные и гидравлические прессы.

Кривошипные прессы получили наибольшее применение. По конструкции они весьма разнообразны. Это объясняется особенностями производимых на них операций, например, для операций вырубки и пробивки применяются прессы простого действия с небольшим ходом ползуна пресса, а для операции вытяжки - прессы двойного действия с большим ходом ползуна пресса

Эти прессы бывают однокривошипные одностоечные и (двухстоечные), двухкривошипные и четырехкривошипные (двухстоечные). Характерной особенностью двух - и четырехкривошипные прессов являются большие размеры столов и ползунов пресса

№24 Разделительные операции, гибка, формовка. Сущность, область применения, типовые изделия.

К разделительным операциям относятся отрезка, вырубка и пробивка . Отрезку чаще всего применяют для разделения листа на полосы нужной ширины. Эту операцию осуществляют на ножницах с параллельными и наклонными ножами (гильотинных и дисковых).

Вырубка и пробивка - процессы отделения части заготовки по замкнутому контуру. При вырубке отделяемая часть является изделием или заготовкой, а при пробивке отделяемая часть - это отход. Пробивкой получают отверстия. Обе этих операции идентичны: пуансон выдавливает отделяемую часть в отверстие матрицы. Рабочие кромки пуансона и матрицы заостряют, а зазор между пуансоном и отверстием матрицы обычно составляет 5-10 % от толщины заготовки.

Гибка изменяет направление оси заготовки. При этом верхние слои заготовки сжимаются, а нижние - растягиваются. Нейтральный слой радиуса р растяжению и сжатию не подвергается. Минимальный радиус и згиба, при котором не возникает разрушения наружных слоев заготовки от растягивающих напряжений r_min= (0,25-0,30)s, где s - толщина заготовки. Естественно, что с увеличением пластичности изгибаемого материала можно уменьшать радиус изгиба. После окончания гибки вследствие упругой деформации (пружинения) изделие несколько распрямляется. Необходимую длину заготовки определяют, считая, что длина изделия по нейтральному слою равна длине заготовки.

Формовка - это изменение формы в результате локальных деформаций растяжения. Примером формовки может служить раздача средней части в ытянутого полуфабриката при помощи резинового вкладыша, создающего боковое давление на стенки стакана под действием осевого усилия пуансона. После формовки вкладыш легко удаляется из изделия.

№25 Сущность вытяжки. Типовые изделия. Требования к форме и размерам детали.

Вытяжка - образование полого тонкостенного изделия из плоской заготовки. Весьма распространённая операция при производстве корпусов приборов, деталей кузова автомобиля, крышек, посуды и т.д.

Форма деталей может быть разнообразной: цилиндрическая, полусферическая, коробчатая и т.п., как с фланцем, так и без него.

Заготовки для вытяжки обычно получают вырубкой.

1 – матрица;

2 – прижим;

3 – пуансон.

Рисунок 25.1 операция вытяжка

Вытяжка позоляет обрабатывать только особо пластичные материалы: Малоуглеродистая сталь, алюминиевые сплавы, латунь

Вытяжка за один проход регламентируется прочностью вытягиваемого стаканчика. Попытка втянуть в матрицу слишком большую заготовку приводит к отрыву дна.

Возможность вытяжки определяется коэффициентом, представляющим собой отношение диаметра вытягиваемого колпачка к диаметру заготовки и должен быть не менее 0,5–0,6: d/D=0,5–0,6. Если коэффициент меньше, то деталь вытягивают за два и более перехода.

№26 Специальные виды листовой штамповки, характерные изделия, область приименения.

Листовой штамповкой получают разнообразные детали из различных сталей и сплавов для авиационной, автомобильной, тракторной промышленности, производства товаров широкого потребления и других отраслей народного хозяйства. Основной признак листовой штамповки - неизменность толщины заготовки в ходе обработки. В качестве заготовки используют лист, ленту, полосу, фасонный профиль. Различают толстолистовую и тонколистовую штамповку, причем к тонколистовой относят штамповку заготовок толщиной менее 4 мм. Тонколистовую штамповку, как правило, ведут в холодном состоянии, а при толщине листа более 10 мм применяют только горячую штамповку. Необходимо отметить, что штамповкой получают также изделия из листовых неметаллических материалов. Процесс листовой штамповки характеризуется высокой производительностью (до 40000 деталей в смену с одного штампа), легко поддается механизации и автоматизации, обеспечивает высокую точность размеров и хорошее качество поверхности отштампованных деталей. Операции листовой штамповки подразделяют на разделительные и формоизменяющие. К разделительным операциям относятся отрезка, вырубка и пробивка; к формоизменяющим - гибка, вытяжка, обжим, отбортовка, формовка.

Рисунок - 1 Формоизменяющие операции листовой штамповки: а  гибка; б, в  вытяжка; г  отбортовка; д  обжим; е  формовка; 1  пуансон; 2  прижим; 3  матрица

№27 Холодная объёмная штамповка. Схемы деформации, типовые изделия.

Под холодной штамповкой деталей понимают штамповку без предварительного нагрева заготовки. Для металлов и сплавов, применяемых при штамповке, такой процесс деформирования соответствует условиям холодной деформации.

Холодное выдавливание

Различают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание.

При прямом выдавливании металл вытекает в отверстие, расположенное в части матрицы 2, в направлении, совпадающим с направлением движения пуансона.

Прямое обратное Боковое

При обратном выдавливании направление течения металла противоположено направлению движения пуансона относительно матрицы.

При боковом выдавливании металл вытекает в отверстие в боковой части матрицы в направлении, не совпадающем с направлением движения пуансона.

При комбинированном выдавливании металл течет по нескольким направлениям. Возможны сочетания различных схем.

Холодная высадка

Высадка – образование на заготовке местных утолщений требуемой формы в результате осадки ее конца. Применяется при изготовлении широкого ассортимента деталей в массовом производстве: болтов, винтов, гаек, заклепок, гвоздей, спиц и т.д.

Исходной заготовкой служат проволока или прутки. Выполняют высадку на холодно-высадочных автоматах.

Рисунок 21.2 Операция высадка

В первом переходе ролики 2 подают пруток 1 до упора 4, после чего матрица 3 перемещается на позицию высадки, отрезая от прутка мерную заготовку.

Во втором переходе ударом высадочного пуансона 5 производится высадка головки. После возвращения пуансона в исходное положение заклепка выталкивается толкателем 6, который также возвращается в исходное положение, а матрица вновь уходит на линию подачи.

№28 Физическая сущность сварки. Классификация способов сварки.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимым с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках. -Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

     Сварку классифицируют зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.

     -К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.).      -К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).      -К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).

№29 Термодеформационные процессы при сварке. Структурные изменения в зоне сварного шва.

Термодеформационные процессы заключаются в упругопластическом деформировании металла при неравномерном нагреве в процессе сварки и возникновений вследствие этого временных и остаточных напряжений. Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке определяют технологическую прочность металла шва и зоны термического влияния, т.е. стойкость против образования локальных разрушений в процессе изготовления сварного соединения

Основные виды и причины брака

Причины возникновения дефектов — это те, возникновение которых связано с неправильной подготовкой и сборкой элементов, нарушением режима сварки, неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса.

К дефектам этой группы относятся:

• несоответствие швов расчетным размерам

• непровары

• подрезы

• прожоги

• наплывы

• незаваренные кратеры.

Дефекты по причинам их возникновения связаны с явлениями, происходящими в процессе кристаллизации и формирования самой сварочной ванны и окончательного формирования шва. Это и трещины в самом шве и в околошовной зоне, шлаковые включения, поры.

Дефекты по месту их расположения — это трещины и поры, выходящие на поверхность металла, непровары, прожоги, подрезы, наплывы — все они относятся к наружным дефектам и могут быть обнаружены внешним осмотром (см.рис). К внутренним дефектам относятся те же трещины, непровары, включения и поры, но находящиеся внутри шва и не выходящие на поверхность.

Рис. 1. Внутренние (А) и наружные (Б) дефекты сварных швов.1— непровар; 2— трещины; 3 — несплавления; 4— шлак; 5— поры;6— непровар; 7— подрезы; 8— трещины; 9— поры; 10— наплыв; II — шов неравномерной формы; 12 — прожог; 13 — кратер

Следующая разновидность дефекта — неравномерность шва. Появляется дефект по причине неустойчивого режима сварки, неточного направления электрода.

№30 Основные условия при сварке конструкционных сталей. Влияние химического состава на свариваемость

При изготовлении сварных изделий из конструкционных сталей в технологическом процессе должны быть предусмотрены меры, предупреждающие опасность хрупких разрушений:

1) Применение основного металла с определённым составом и свойствами, в частности спокойной и дополнительно раскисленной стали и др. 2) Применение методов сварки, обеспечивающих высокие механические свойства металла шва (дуговая сварки покрытыми электродами, под флюсом, в защитных газах и др.). 3) Применение методов контроля, ограничивающих наличие в сварных швах различных дефектов. 4) Правильное конструктивное оформление элементов сварных конструкций (исключение резких переходов от одного сечения к другому, исключение скопления швов, вызывающих объемные сварочные напряжения, предпочтительное применение стыковых швов и др.). 5) Применение термической обработки, снимающей остаточные напряжения от сварки.

О свариваемости ориентировочно судят по коэффициенту эквивалента углерода для различных легирующих элементов:

С_экв=[С+Мn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]

где символы – химический элемент, содержание его в стали, % масс.

Стали с эквивалентом по углероду более 0,45 склонны к образованию трещин при сварке. Однако этот критерий не является основанием для неприменения стали в сварной конструкции. При одном и том же показателе С_экв стали с большим содержанием углерода имеют более высокую чувствительность к холодным трещинам, чем сложнолегированные стали с меньшим содержанием углерода.

Образование холодных трещин при сварке конструкционных сталей уменьшается:

1) Выбор способа и технологии сварки, обеспечивающий минимальные дополнительные растягивающие напряжения при остывании шва за счет реакций связей; 2) При сварке с применением подогрева, уменьшающего вероятность образования закалочных структур; 3) При снижении содержания водорода в сварном соединении; 4) При отпуске после сварки.

Применение специальных присадочных проволок и флюсов, многослойной сварки, колебательных движений электрода при автоматической сварке, подбора оптимальных режимов сварки позволяют обеспечить более равноосную зернистую структуру металла шва.

№ 31 Особенности сварки чугуна, высоколегированных сталей, медных и аллюминиевых сплавов

Сварка чугуна является основным способом исправления брака чугунного литья и имеет широкое и разнообразное применение при ремонте поломанных, восстановлении изношенных чугунных деталей.

При выборе способа сварки чугуна необходимо учитывать следующие особенности:

1) высокая его хрупкость при неравномерном нагреве и охлаждении может привести к появлению трещин в процессе сварки;

2) ускоренное охлаждение приводит к образованию отбеленной прослойки в околошовной зоне и затрудняет его дальнейшую механическую обработку;

3) сильное газообразование в жидкой ванне может привести к пористости сварных швов.

Различают следующие способы сварки чугуна.

Холодная сварка чугуна - это сварка без предварительного нагрева изделия.

Горячая сварка чугуна - это такой способ, при котором осуществляется предварительный и сопутствующий нагрев изделия до 600 -700° последующим медленным охлаждением. Такой процесс уменьшает скорость охлаждения металла сварочной ванны и околошовной зоны, что обеспечивает полную графитизацию металла шва и отсутствие отбела в околошовной зоне, а также исключает возможность появления сварочных напряжений.

Высоколегированные стали

Большинство этих сталей склонно к образованию горячих или холодных трещин при сварке, что усложняет процесс обеспечения качества сварных соединений с требуемыми свойствами. При дуговой сварке высоколегированных сталей следует предохранять поверхности металла от попадания на него брызг металла и шлака, так как они, повреждая поверхность, могут быть причиной коррозии или концентрации напряжений, ослабляющих конструкцию. Для предохранения от приваривания брызг на поверхность металла, прилегающую к шву, наносят защитное покрытие

Сплавы меди. Медь и сплавы на ее основе широко применяются во многих отраслях, что объясняется в первую очередь их специфическими физико-механическими свойствами: высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью против коррозионных и эрозионных разрушений в ряде агрессивных сред, высоким уровнем механических свойств при низких температурах и др. Особенность сварки меди в том, что при обычных условиях медь и её сплавы достаточно инертны, но при нагревании начинают реагировать с кислородом. С азотом-же, напротив, практически не реагируют, что позволяет использовать его в качестве защитного газа при газовой сварке.

Кислород, если не применять соответствующих защитных мер, окисляет медные сплавы при температуре >900^оС. Кислород в медных сплавах находится в связанном состоянии - образуя соединение с медью. Поэтому при последующем охлаждении сплава, закись меди, располженная по границам кристаллитов, ухудшает механические и технологические свойства сплавов. Все это может привести к образованию трещин в металле при его нагружении, в том числе, вызванном сварочными напряжениями. Кислород, содержащийся в сплавах на основе меди, ухудшает их пластичность, повышает твердость, уменьшает тепло- и электропроводность. газовой сваркой сваривают медные сплавы и алюминиевые сплавы.

Сплавы алюминия. -Плотная тугоплавкая окисная пленка, образующаяся на поверхности алюминия, препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом и, оставаясь в шве, образует неметаллические включения. Удаление пленки в процессе сварки достигается действием тока при горении дуги или воздействием составляющих флюса. -Действием тока может быть разрушена сравнительно тонкая пленка окиси. Толстую пленку окиси алюминия необходимо перед сваркой удалять механическим или химическим путем. - Большое затруднение при сварке алюминия и его сплавов вызывает образование пор в металле шва. В отличие от стали поры в алюминии располагаются преимущественно внутри шва вблизи границы сплавления его с основным металлом. Борьба с пористостью при сварке алюминия — первостепенная задача, стоящая перед технологами. Для предупреждения пористости удаляют окисную (гидроокисную) пленку и жировые загрязнения. Для удаления жира, покрывающего листы алюминия, их промывают горячей водой или органическими растворителями. - При ручной дуговой сварке толстолистового металла применяют предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 200—400° С. Подогрев облегчает удаление газовых пузырьков из сварочной ванны, а пленка окиси алюминия препятствует дальнейшему поступлению водорода в жидкий металл. При сварке толстолистовых алюминиевых сплавов допускается нагрев до температуры не свыше 100-150° С. - Дополнительные затруднения при сварке легированных сплавов алюминия создаются из-за холодных трещин. При сварке так алюминий-цинк-магниевых сплавов подобные трещины возникают спустя определенный промежуток времени после сварки. Такой вид трещин называют задержанным разрушением. Для борьбы с задержанным разрушением применяют нагрев сварных соединений до температуры 200—220° С

Электроды для сварки алюминиевых сплавов. При сварке технически чистого алюминия и сплава АМц обычно используют проволоку, близкую по составу к свариваемому металлу. Для получения коррозионностойких соединений алюминия в агрессивных средах, например в азотной кислоте, применяют проволоку, легированную цирконием, хромом или титаном. Для сварки алюминиевомагниевых сплавов целесообразно применять проволоку с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле, с целью компенсации улетучивания и угара магния и повышения прочности металла шва. Например, для сварки сплавов АМгЗ и АМг5 можно применять проволоку СвАМгб и СвАМгб.

№32 Ручная дуговая сварка. Сущность процесса. Применяемые электроды. Область применения.

Ручная дуговая сварка – это сварка покрытым металлическим электродом. Является наиболее старой и универсальной технологией дуговой сварки.

Для образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому изделию (см. рисунок) от источника питания подводится сварочный ток (переменный или постоянный).

Рисунок. Ручная дуговая сварка

Электродный металл в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну, где смешивается с основным металлом, а расплавленный шлак всплывает на поверхность.

Производится электродами длинной до 450 мм, изготовленными из сварочной проволоки диаметром обычно до 6мм.

Благодаря своей универсальности и мобильности находит широкое применение. Её можно применять для изделий различной толщины, из разнообразных материалов, сварные швы могут быть произвольной формы и в любом положении в пространстве.

№ 33 дуговая сварка под слоем флюса. Сущность процесса Область применения

дуговая сварка с защитой металла флюсом от окисления и азотирования (см. рис.). Этот способ сварки механизирован и по сравнению c электро-дуговой сваркой обеспечивает повышение производительности в 3 - 6 раз, а в некоторых случаях 25 раз, например при работе в автоматич. режиме. Сварной шов под флюсом получается проваренным по всей толщине, высокого качества.

Схема дуговой сварки под флюсом: 1 - электрод; 2 - воронка; 3 - порошкообразный грану лированный флюс; 4 - защитный газовый пузырь; 5 - сварной шов; 6 - шлаковая корка

Применение сварки под флюсом

Широкое применение этого способа в промышленности при производстве конструкций из сталей, цветных металлов и сплавов объясняется высокой производительностью процесса и высоким качеством

Сущность способа сварки под флюсом

Наиболее широко распространен процесс при использовании одного электрода — однодуговая сварка. Сварочная дуга горит между электродной проволокой и изделием, находящимся под слоем флюса. При сварке под флюсом, повышение силы сварочного тока увеличивает механическое давление дуги и глубину проплавления основного металла. Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны приводит к образованию сварного шва. Затвердевший флюс образует шлаковую корку на поверхности шва. Расплавленный флюс, образуя пузырь и покрывая поверхность сварочной ванны, эффективно защищает расплавленный металл от взаимодействий с воздухом.

№ 34 Дуговая сварка в защитных газах Сущность процесса Область применения

Этим способом можно соединять вручную, полуавтоматически или автоматически в различных пространственных положениях разнообразные металлы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров. Сущность способа. При сварке в зону дуги 1 через сопло 2 непрерывно подается защитный газ 3 (см. рис.). Теплотой дуги расплавляется основной металл 4 и, если сварку выполняют плавящимся электродом, расплавляется электродная проволока. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. Образование шва происходит за счет расплавления кромок основного металла или дополнительно вводимого присадочного металла. В качестве защитных газов применяют инертные (аргон и гелий) и активные (углекислый газ, водород, кислород и азот) газы.

№35 Плазменная и лазерная сварки и резки. Сущность методов и область применения.

СУЩНОСТЬ плазменной сварки состоит в расплавлении соединяемых кромок теплом сжатой электрической дуги и формировании сварного шва.

ЦЕЛЬ плазменной сварки - получение высококачественных неразъемных соединений конструкционных металлов и сплавов с высокой производительностью и малыми затратами

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ плазменной сварки

заварка дефектов литья, сварка листов, проводников, микродеталей, и др. облицовочных панелей из нержавеющих сталей и титановых сплавов, и др. микроплазменная сварка зубных протезов.

Плазменная резка - это современная, универсальная и высокоэффективная технология, обеспечивающая отличное качество резки практически любых видов металла при высокой скорости и удобстве проведения работ.

Лазерная сварка - сварочная технология, используемая для присоединения различных частей металла с помощью лазера. Благодаря высокой концентрации энергии лазерного излучения в процессе сварки обеспечивается малый объем расплавленного металла, незначительные размеры пятна нагрева, высокие скорости нагрева и охлаждения металла шва и околошовной зоны

Процесс часто используется для выполнения больших объемов производства, например в автомобильной промышленности.

Лазерная резка – это технология, использующая энергию лазерного пучка для раскройки различных материалов. Технологически данный процесс сводится к фокусировке высокоэнергетичного лазерного потока на разрезаемом материале. При этом разрез характеризуется высоким качеством кромки и точностью. Современное оборудование лазерной резки способно обрабатывать практически любые металлы и их сплавы.

№36 Газовая сварка и газокислородная резка. Сущность процесса Область применения

Газовая сварка применяется чаще всего при  монтаже внутренних сетей зданий, газовых коммуникаций, ремонт авто и с/х техники, заварка стеклянных изделий (лампы накаливания, медицинские ампулы и т.д.). Газовая резка используется в промышленности и строительстве, для раскроя углеродистых и н/л сталей.

Максимальная температура газа достигается в ядре пламени и составляет для ацетилен-кислорода порядка 3200 °С, а для пропан-кислорода  2500 °С.

Газовая сварка практически всегда ведется с присадкой (проволока или прутки), причем в зависимости от направления сварки и наклона горелки диаметр присадочного материала и глубина проплавления несколько меняются. При газовой сварке образуется большая по площади сварочная ванна, поэтому практически всегда стремятся вести сварку на подкладке, чтобы избежать провисания шва или прожогов. 

Процесс резки начинается с предварительного нагрева газовым пламенем металла до температуры воспламенения в кислороде. 

Газокислородная резка возможна только в тех случаях, когда при окислении не образуется тугоплавких окислов, препятствующих горению металла. Газовая резка в отличие от плазменно-дуговой не требует предварительной пробивки отверстий и может начинаться в любом месте листа, поскольку температура газового пламени в несколько раз ниже температуры дуги, испарения металла минимально. 

№37 Контактная сварка, её разновидности и область применения

Контактная сварка - это процесс образования соединения в результате нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.

Основные способы контактной сварки - это точечная, шовная (роликовая) и стыковая сварка.

Т очечная контактная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках. Двусторонняя точечная контактная сварка --------------------------------------> 1-сварная точка; 2, 4 -электроды для точечной сварки; 3-деталь; 5-источник питания Односторонняя точечная контактная сварка--------------------------------> 1-нижняя плита; 2-сварная точка; 3-деталь; 4-источник питания; 5-электроды для точечной сварки

Ш овная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются швом, состоящим из ряда отдельных сварных точек (литых зон), частично перекрывающих или не перекрывающих одна другую.  В зависимости от характера перемещения деталей и подачи сварочного тока различают следующие способы шовной сварки:

• непрерывную;

• прерывистую и

• ш аговую.

Cтыковая сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются по всей плоскости их касания, в результате нагрева. Сущность процесса Свариваемые детали закрепляются в зажимах-электродах и сжимаются осевым усилием F_св (P). Левая плита обычно неподвижна. При включении сварочного трансформатора через заготовки протекает электрический ток большой силы и низкого напряжения, нагревающий их. Наибольшее количество теплоты выделяется на стыке деталей.

№ 38 Холодная сварка, сварка трением. Сущность процесса Область применения

Холодная сварка основана на использовании пластической деформации, с помощью которой  разрушают на свариваемых поверхностях хрупкую пленку оксидов. Предварительно отполировав поверхности, для достижения минимальной шероховатости. Сварные заготовки  соединяются за счет возникновения межатомных связей между металлами. Эти связи  возникают при сближении поверхностей соединяемых заготовок на  расстояния сопоставимое с размерами атома. 

Сварка трением предусматривает взаимное перемещение свариваемых поверхностей относительно друг друга при одновременном сдавливании их. В результате возникшей пластической деформации очищенные от оксидов поверхности деталей сближаются до возникновения межатомных связей и металлургических реакций, сопровождающихся взаимной диффузией атомов.

После прекращения движения металл остывает, образуя прочное соединение. Особенностью этого процесса является мгновенная остановка взаимного перемещения, так как при замедленной остановке возможно разрушение контактного соединения. Сдавливающую нагрузку снимают после остывания контакта. Принципиальная схема сварки трением приведена на рис.

Рис. Сварка трением: А-вращение одной детали; Б-вращение обеих деталей; В-вращение вствки при двух неподвижных деталях; Г-возвратно-поступающее движение одной детали

39)Термопласты и их свойства.

Термопласты — полимерные материалы, способные обратимо переходить при нагревании в высокоэластичное либо вязкотекучее состояние. Как правило, они не растворимы в воде, растворимы в близких по природе органических растворителях, стойки к кислотам и щелочам и мало гигроскопичны. Большинство из них горючи.

При обычной температуре термопласты находятся в твёрдом состоянии. При повышении температуры они переходят в высокоэластичное и далее — в вязкотекучее состояние. При последующем охлаждении и затвердевании физические связи и основные физические свойства термопластичного полимерного вещества восстанавливаются. Благодаря этому можно формовать изделия из расплава термопластов с его последующим охлаждением и затвердеванием. Кроме этого изделия из термопластов могут многократно перерабатываться.

40)Реактопласты и их свойства. Способы изготовления деталей.

Реактопласты представляют собой различные пластмассы, производство которых связано с прохождением необратимых химических реакций. Реактопласты производятся из различных материалов – фенолов, аминов, различных эпоксидных смол и других материалов.  Свойства реактопластов зависят о множества параметров. Прежде всего, данные материалы могут обладать различными свойствами в зависимости от от вида и структуры молекулярной решетки. Огромную роль играют различные виды катализаторов, а также загустители и модифицирующие добавки, которые могут оказать существенное влияние на готовое изделие.  Изделия Благодаря уникальным свойствам, реактопласты часто применяются для изготовления различных видов электронных изделий, фрикционных и тормозных накладок, и других предметов, которые испытывают высокие физические нагрузки. 

53