Тема 25 Оборудование для механической обработки заготовок.

Анализ, экономическая оценка современного оборудования для механической обработки. Основные факторы снижения производственных затрат при использовании современного оборудования.

Станок токарный.

Станок фрезерный

Станок фрезерный

Тема 26 Технология пластической переработки металлов

Теоретические основы пластической переработки металлов (предел текучести, предел прочности). Виды технологий пластической переработки металлов. Характеристика и перспективы современных технологий пластической переработки металлов.

Механизм пластической деформации металлов

П ри воздействии внешних нагрузок на изделие его материал проходит различные стадии деформирования. На рис. 15.1 представлена диаграмма деформирования металла под воздействием внешних сил.

Рисунок 16.1. Деформирование металла под воздействием внешних сил

На рисунке по осям отложены напряжения ( ) и относительная деформация металла ( ). Напряжения – это внутренние силы, возникающие в металле под действием внешней нагрузки, приходящиеся на единицу площади поперечного сечения. Относительная деформация определяется соотношением прироста линейных размеров изделия в результате воздействия внешней нагрузки к начальным его размерам.

Участок кривой ₀₂ является участком упругой деформации. При снятии внешней нагрузки форма изделия восстанавливается. Участок ₀₂ - _вр характеризуется пластическим деформированием материала изделия. При этом кристаллическая структура материала нарушается, появляются внутренние дефекты в виде сдвига кристаллов друг относительно друга по кристаллографическим плоскостям. Это приводит к снижению прочности изделия, коррозийной стойкости, пластичности и т.д. для восстановления этих свойств проводят рекристаллизационный отжиг, который обеспечивает перекристаллизацию материала. Материал хорошо поддается пластической переработке, если выполняется условие: =0,4-0,5.

При достижении напряжениями значения _вр происходит разрушение материала.

Методы пластической деформации позволяют получить заготовки, максимально приближенные по своей форме к форме готовой детали с минимальным припуском для последующей механической обработки.

Пластичность материала зависит от следующих факторов:

• состав материала;

• температуры, при которой происходит деформирование материала;

• степени деформирования.

Процессы пластической переработки материалов можно разделить на следующие: прокатка, штамповка, ковка, волочение.

Прокатка

Прокатке подвергается до 90% выпускаемой стали. Сортамент прокатной продукции делится на 6 групп: профили простой геометрической формы (прямоугольник, квадрат, круг), профили сложной формы (швеллер, тавр, двутавр и т.д.), листовой прокат (тонколистовой, толстолистовой), трудный прокат, периодический прокат, в котором геометрическая форма и площадь поперечного сечения по длине проката меняется, специальный прокат. Прокатка осуществляется на прокатных станках.

Основными технико-экономическими показателями прокатного производства являются.

1. Расход материала на 1 т готовой продукции.

,

где а, в, с –потери на угар, обрезы, брак, - вес готового проката, т.

2. Скорость прокатки.

м\мин,

где Д- диаметр валков прокатного стана, n – число оборотов валков в мин.

3. Часовая производительность прокатного стана.

,

где Т – периодичность прокатки, с (время схода готового элемента проката с прокатного стана, до момента появления очередного элемента), В – масса одного слитка, т, К_р – коэффициент потерь.

Кроме указанных, могут быть и другие показатели, в частности, мощность главных приводов прокатного стана, расход энергии и др.

Штамповка

Штамповка заключается в пластической деформации заготовки в объеме, ограниченном специальной оснасткой, называемой штампом. Штамповка подразделяется на объемную и листовую. При объемной штамповке деформация заготовки осуществляется между двумя элементами штамповой оснастки: матрицей и пуансоном. Пуансон представляет собой подвижный элемент оснастки, матрица – неподвижный.

Объемной штамповкой можно получать детали сложной конфигурации, высокой точности и качества поверхности. Максимальный вес паковки для объемной штамповки может достигать 3 т. листовой штамповкой изготавливают детали простой конфигурации либо плоские такие, как шайбы, накладки, скобы и т.д. При листовой штамповке часто используются вырубные штампы. Этот вид штамповки хорошо поддается автоматизации и отличается высокой производительностью.

Ковка

Применяется для изготовления крупногабаритных изделий, например, коленчатых валов судовых двигателей. Ковку называют свободной, т.к. деформация осуществляется ударным инструментом и не ограничивается объемом штампа. Под воздействием молота осуществляется локальная деформация заготовки. Под воздействием серии ударов молотом заготовка приобретает требуемую форму. В отличие от штамповки при ковке заготовка получается с низким качеством поверхности и точности размеров. Припуск на последующую механическую обработку достаточно большой.

Волочение

Волочение – это процесс формирования заготовки путем протягивания через отверстие волоки. Волока – это инструмент для формирования требуемого профиля поперечного сечения заготовки. Материал волоки должен иметь высокую твердость, износостойкость и прочность, чтобы обеспечить сохранность геометрических параметров при многократном нагружении в процессе формирования изделия. Исходной заготовкой является катанный или прессованный металл. Волочением получают проволоку или прутки различного профиля.