5.3. Изготовление деталей из листа

Вопросы, изучаемые в этой теме: холодной объемной штамповки; листовая штамповка.

Холодную штамповку обычно проводят без предварительного на­грева заготовки. Различают холодную объемную и листовую штам­повки. В первом случае заготовкой служит сортовой прокат, а во втором случае – листовой. Разновидностями холодной объемной штамповки являются хо­лодная высадка, холодное выдавливание и холодная объемная фор­мовка. Для холодной штамповки крупногабаритных изделий используют гидравлические прессы.

Листовая штамповка – процесс изготовления пластическим деформированием разнообразных по форме и размерам деталей из листовой заготовки. Штампуемые изделия изготавливают с помощью специальных инструментов – штампов. Штампы состоят из блоков деталей и рабочих частей – матриц и пуансонов. Рабочие части непосредственно деформируют за­готовку. Детали блока (верхняя и нижняя плиты, направляющие колонки и втулки) служат для опоры, направления и крепления рабочих частей штампа.

Листовая штамповка характеризуется высокой произво­дительностью. Обеспечивает точность и стабильность размеров изго­тавливаемых деталей и позволяет получить значительную экономию металла Операции листовой штамповки можно полностью механизиро­вать и автоматизировать. Все операции листовой штамповки делятся на разделительные, в которых этап пластического деформирования завершается разрушением заготовки, и формообразующие, в которых заготовка в процессе деформирования не разрушается, а только изменяет свою форму. Основные разделительные операции листовой штамповки: отрезка, вырубка, пробивка, проколка, разрезка, надрезка, обрезка, гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, раздача, рельефная формовка.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные способы получения заготовок обработкой давлением.

2. Что называется поковкой?

3. Что такое прокатка?

4. В чем разница между волочением и прессованием?

5. Какие заготовки получают прессованием?

6. Назовите основные операции ковки.

7. Какое оборудование применяют при ковке?

8. В чем сущность объемной штамповки?

9. В чем разница между закрытой и открытой штамповкой?

10. Перечислите основные формоизменяющие операции листовой штамповки.

Раздел 6. Сварочное производство

Вопросы, изучаемые в этом разделе: свариваемость металлов и сплавов; сварка плавлением и давлением; специальные виды сварки; технологичность сварных конструкций; пайка, наплавка.

В технике широко используются различные виды разъемных и не­разъемных соединений. Неразъемные соединения могут быть монолит­ными (сплошными) и немонолитными (например, заклепочные). Мо­но­литные соединения (сварные соединения) получают сваркой, пайкой или склеиванием.

Сварка – это процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми (свариваемыми) частями при нагревании (сварка плавлением), пластическом деформировании или совместном действии того и другого (сварка давлением). Сваркой со­единяют однородные и разнородные ме­таллы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материа­лами (керамикой, графитом, стеклом), а также пластмассы. Основной задачей сварки является получение прочного неразъемного соединения сопрягаемых заготовок с заданными физико-механическими свойствами. Не все металлы и их сплавы и не в любых комбинациях могут надежно свариваться обычными методами сварки с применением традиционной технологии, т. е. образовывать после сварки соединения с требуемыми свойствами. Поэтому существует понятие – свариваемость металлов и их сплавов.

Свариваемость металла – совокупность физических и технологических свойств, определяющих его способность обеспечить с помощью того или иного обычного метода сварки и принятого технологического процесса надежное в эксплуатации сварное соединение. Свариваемость зависит от состава и свойств материала. Чем хуже свариваемость, тем сложнее технология сварки. Низкоуглеродистые конструкционные стали, как правило, хо­рошо свариваются.

Все многообразие способов сварки можно разделить на две группы – сварку в жидком и твердом состояниях – сварку плавлением и сварку давлением. При сварке плавлением происходит совместное расплавление кромок свариваемых заготовок, а в случае необходимости присадочного материала для дополнительного заполнения зазора между ними. В результате образуется сварочная ванна металла, после затвердевания которой образуется сварочный шов.

При сварке с применением давления (в твердом состоянии) заготовки соединяются в результате совместного воздействия нагрева и давления.

Электрические способы сварки: дуговая сварка (ручная, под флюсом, в защитных газах), плазменная, высокочастотная, диффузионная, электрошлаковая.

Химические способы сварки: газовая и термитная.

Лучевые виды сварки: электроннолучевая и лазерная.

Механические виды сварки: холодная, ультразвуковая, сварка трением, сварка взрывом.

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль сва­риваемых заготовок.

Наиболее широкое применение нашла автоматическая сварка под флюсом, при которой подача в зону сварки электродной проволоки, флюса, перемещение вдоль шва и другие процессы осуществляются ав­томатически. Особенности сварки под флюсом определили ряд ее преиму­ществ перед ручной дуговой сваркой: высокая производительность; вы­сокое и стабильное качество металла сварного шва и в целом сварного соединения; небольшой расход электродного металла и электроэнергии; облегчение труда сварщиков.

При газовой сварке нагрев кромок соединяемых частей произво­дится пламенем, образующимся при сжигании газов в смеси с техниче­ски чистым кислородом на выходе из сварочной горелки. Газовой сваркой можно сваривать почти все металлы, используе­мые в технике, причем такие металлы и сплавы, как чугун, медь, свинец, латунь, легче поддаются газовой сварке, чем дуговой.

Контактная электрическая сварка является основным видом сварки давлением. Все способы контактной сварки основаны на нагреве и пластической деформации заготовок в месте их соединения. Нагрев осуществляется теплотой, которая выделяется при прохождении элек­трического тока через находящиеся в контакте соединяемые части. Способы контактной сварки – точечная, шовная.

Пайка – процесс соединения металлов и сплавов в твердом состоянии благодаря металлическим связям, возникающими между деталями и промежуточной средой – припоем. Пайка по сравнению со сваркой более экономична, менее энергоемка и более технологична. Прочность паяных соединений зависит от свойств припоя.

Технологичность сварных конструкций. Изложено в [3].