13. Термическая обработка листов электротехнической стали.

Нагрев до 800-830°С, выдержка при этой температуре и охлаждение. Чем < скорость нагревания и охлаждения, тем > эффективность отжига. Обжиг для устранения смазки перед отжигом (400°С). Происходит дробление и искажение зерен металла, изменение структуры. При 25°С повышенная твердость и большие напряжения, листы сильно искажаются при штамповке. При отжиге ↓ напряжения в металле. 1) стадия возврата: изменений в стр-ре нет. 2) кристаллы делятся на более мелкие – стадия полигонизации (ориентация их близка к первоначальной). 3) стадия рекристаллизации – растут и появляются новые мелкие зерна в стр-ре металла (восстанавливаются магнитные свойства металла).

Иногда отжиг совмещается с изолировкой (содержание углерода не превышает 0,02%): связывание углерода кислородом окалины – 5-7 мкм на поверхности (t=550°С на воздухе 20-30 мин). Печь продувается защитным газом. t ↑ до 800-830°С (не менее 3 ч). Скорость нагревания зависит от толщины стопы стали. h=3 мм - 60°С/мин; h=400 мм – 0,3-0,5°С/мин. Скорость охлаждения в 2-3 раза меньше. Время выдержки: 1 пластина – 10-15 сек; 3 мм – 5 мин; 400-500 мм – 6 часов и более.

Оборудование: печи: 1) периодические: а) колпаковые, б) шахтные; 2) непрерывного действия.

Достоинства 1: 1) небольшая площадь, 2) отсутствие каких-либо механизмов, подвижных частей, 3) высокая надежность и простота. Недостатки: 1) низкая производительность (50-60 ч – 1 техпроцесс), 2) необходимость вакуумирования или использования защитной системы, 3) нецелесообразность применения высокотехнологичных погрузочно-разгрузочных механизмов, 4) ухудшение качества геометрии поверхности стали за счет деформации листов, 5) повышенный расход электроэнергии на единицу массы стали.

2) горизонтальные проходные рольганговые печи (постоянный температурный режим внутри печи – меньше электроэнергии на единицу массы стали). Длина определяется прочностью и надежностью конвейерной ленты. С целью ↑ производительности отжигают пакетами по 8-10 листов.

Печь ЭК1250МЗ, 28 метров, Р=940 кВт, 120 кг/час:

1 – камера обжига масла; 2 – форкамера – пламенная завеса – защитная атмосфера в печи; 3 – камера рекристаллизационного отжига (6 зон), создается защитная атмосфера, нагреватели на своде, в паду и в боковых стенках; 4 – камера охлаждения (4 зоны) – отвод тепла через кладку, продувка воздуха через свод; 5 – термовоздушное оксидирование (2 зоны), отвод тепла через кладку; 6 – камера охлаждения – вентиляторы.

Достоинства: 1) высокая производительность, 2) можно обходиться без защитной среды, 3) равномерное охлаждение и прогрев пластин. Недостатки: 1) меньшая надежность, 2) большая площадь, занимаемая в цехе.

14. Техпроцессы получения заготовок вала эл. Машин. Технология изготовления вала.

Заготовки валов получают резкой или рубкой (на прессах).

Резка может осуществляться диском, абразивными кругами, ленточными пилами (требуется дополн. обработка торцов). Резка абразивными кругами получается с хорошей точностью ( 0,25…0,5), но абразивный круг быстро изнашивается.

Рубка – самый простой, но концы заготовки деформируются, происходит выров металла.

Чтобы уменьшить недостатки применяют закрытые штампы.

Поперечно – винтовой прокат.

Заготовки имеют фигурный прокат по форме близкой к требуемой. Данный вид проката мало распространен, т.к. не дает большой экономии металла, точность невысокая, шероховатость и отклонение от формы большие, требуется обработка торцов. Стоимость на 35% выше, чем круглого проката.

Поперечно – клиновой прокат.

Используется в крупносерийном и массовом производствах. Прокат выполняется непосредственно на электротехническом предприятии, заготовка пропускается через 2 волка: диаметр волков 500…700 мм максимальный диаметр проката до 80 мм, допуск на диаметр 0,5 мм, максимальная длина вала 630мм. Производительность 0,8…1,2 млн штук в год.

Для более мелких валов 40 мм и длиной 400 мм разработана другая прокатная установка, состоящая из плоских плашек. Пруток подается до упора, а салазки перемещаются встречно, точность 0,1 мм, пруток нагревается до 1100…1500 .

Исходная цилиндрическая заготовка деформируется рабочим инструментом, имеющим клиновой профиль. В процессе прокатки горизонтальные и боковые наклонные грани клинового инструмента заставляют металл смещаться от середины заготовки к торцам. Улучшается прочность и износостойкость материала заготовки, не требуется токарной заготовки вала. Расход металла сокращается, производительность труда увеличивается в 10 раз, плашки легче обрабатывать и сменить.

Ковка на радиально – ковочных машинах.

Диаметр вала 60…150 мм, длина 500…1200 мм.

Применяются радиально – ковочные машины, их производительность 200…300 тысяч заготовок в год.

Ковка позволяет получить большие валы. Перед ковкой металл нагревают до определенной температуры. Ковка улучшает механические свойства, микроструктура металла становится волокнистой, нагрев должен производится с определенной скоростью. Ковочные бойки совершают колебательные движения.

Параллельно ковке выполняются кузнечные операции, термообработка и контроль.

Кузнечные операции делятся на предварительные, основные, вспомогательные и отделочные.

Предварительные:

1. Сбивка конусности.

2. Отрубка.

3. Разрубка.

Основные:

1. Осадка.

2. Высадка (увеличение поперечных размеров, образование выступов вдоль оси).

3. Прошивка.

4. Пробивка.

5. Протяжка (увеличение длины заготовки за счет уменьшения диаметра).

6. Раскатка (увеличение внешнего и внутреннего диаметра кольцевой заготовки).

7. Очистка заготовки (для снятия окалины).

Получение заготовок валов на радиально – ковочных машинах позволяет сэкономить 30% металла, при этом снижается трудоемкость токарных работ, припуск на диаметр вала примерно 1 мм.

Технология обработки валов.

Обработка валов может осуществляться двумя способами: центровым и бесцентровым (за базу берется наружный диаметр).

Ограниченность бесцентрового способа:

1. Для многих валов центровые гнезда необходимы, т.к. они используются при ремонте.

2. Переналадка центровых станков более трудоемка.

3. При повышенных требованиях к точности диаметра шейки вала возникают дополнительные трудности к наладке оборудования.

При разработке технологического процесса обработки вала необходимо учитывать:

а) операции обработки должны выполняться с минимальным числом перебазирований и перезакреплений;

б) замена инструмента должна производится без подналадки;

в) необходимо предусматривать синхронизацию операций механической обработки.

Типовой технологический процесс обработки вала состоит из операций:

1. Подрезка (фрезерование) торцов.

2. Центрование.

3. Обтачивание вала.

4. Накатка рефлением.

5. Шлифование накатанных поверхностей.

6. Фрезерование шпоночных канавок.

Рефление на валах АД, как правило, не делают. В МПТ вала выполняют с накаткой рефлением.