- •Технологическое обеспечение качества
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция № 1. Технологическое формирование показателей качества деталей машин
- •1.1 Основные показатели качества деталей машин
- •1.1.1 Геометрические показатели
- •1.1.2 Физико-механические показатели
- •1.2 Технологическая наследственность как база повышения качества машин
- •1.2.1 Технологическая наследственность
- •1.2.2 Свойства детали, наследуемые в ходе технологического процесса
- •1.2.3 Влияние технологической наследственности на качество деталей в ходе их эксплуатации
- •1.3 Методы обработки заготовок деталей машин
- •1.3.1 Общие принципы выбора методов обработки
- •1.3.2 Механические методы обработки
- •1.3.3 Физико-химические методы обработки
- •1.4 Технологическое обеспечение показателей качества деталей машин
- •1.4.1 Типовые технологические процессы
- •1.4.2 Технологическое обеспечение качества деталей типа валов
- •1.4.3 Технологическое обеспечение качества деталей типа колец, втулок, гильз
- •1.4.4 Технологическое обеспечение качества корпусных деталей
- •Лекция № 2. Машиностроительные материалы и способы обеспечения заданных свойств
- •2.1 Обеспечение качества стали и чугуна
- •2.1.1 Обеспечение качества стали
- •2.1.2 Обеспечение качества чугуна
- •Лекция №3. Литые заготовки деталей машин
- •3.1 Основные проблемы литейной технологии
- •3.1.1 Заливка расплава в форму
- •3.1.2 Затвердевание отливки
- •3.2 Технологичность литых деталей
- •3.3 Рекомендации по обеспечению технологичности отливок при различных способах литья
- •3.3.1 Общие рекомендации по обеспечению технологичности отливок
- •3.3.2 Литье в песчаные формы
- •3.3.3 Литье в металлические формы (кокили)
- •3.3.4 Литье под давлением
- •3.3.5 Центробежное литье
- •3.3.6 Литье по выплавляемым моделям
- •3.3.7. Литье в оболочковые формы
- •3.4 Обеспечение требуемой плотности отливок
- •3.5 Точность изготовления отливок
- •3.5.1 Погрешность размеров геометрической формы и массы отливок
- •3.5.2 Размерная точность и шероховатость поверхности отливок
- •3.5.3 Точность конфигурации и пространственные отклонения отливок
- •3.5.4 Массовая точность отливок
- •Лекция № 4. Заготовки деталей машин, получаемые методами пластического деформирования
- •4.1 Механизм пластической деформации и условия ее осуществления
- •4.1.1 Механизм пластической деформации
- •4.1.2 Влияние пластической деформации на прочность и пластичность металла
- •4.1.3 Влияние пластической деформации на физико-химико-механические свойства металла
- •4.2 Ковка
- •4.2.1 Влияние заготовок для ковки на качество поковок
- •4.2.2 Понятие уковки и ее значение для качества поковок
- •4.2.3 Факторы, влияющие на качество поковок
- •4.2.4 Основные операции ковки
- •4.3 Объемная штамповка
- •4.3.1 Понятие объемной штамповки
- •4.3.2 Холодная и горячая штамповка
- •4.3.3 Неполная горячая объемная штамповка
- •4.4 Листовая штамповка
- •4.4.1 Разделительные операции
- •4.4.2 Формоизменяющие операции
- •4.4.3 Общие требования при конструировании деталей, получаемых листовой штамповкой
- •4.4.4 Гибка
- •4.4.5 Вытяжка
- •4.4.6 Отбортовка
- •4.4.7 Раздача
- •4.4.8 Завивка
- •4.4.9 Формовка
- •4.5 Прокатка
- •4.5.1 Факторы, влияющие на качество деталей из проката
- •4.5.2 Методы прокатки
- •4.6 Штамповка деталей из порошков и пористых материалов
- •4.6.1 Методы пластической деформации порошковых и пористых материалов
- •Лекция №5. Сварка
- •5.1 Физические основы сварки
- •5.2 Влияние физико-химических реакций на качество металла шва
- •5.3 Деформации, перемещения и напряжения при сварке
- •5.3.1 Виды деформаций
- •5.3.2 Возникновение деформаций и перемещений
- •5.3.2.1 Продольные деформации и перемещения
- •5.3.2.2 Поперечные перемещения
- •5.3.2.3 Другие виды перемещений в зоне шва
- •5.4 Влияние термодеформационных процессов на качество сварных конструкций
- •5.4.1 Изменение размеров разделки кромок при сварке
- •5.4.2 Изменение формы и размеров конструкции
- •5.4.3 Остаточные напряжения
- •5.5 Уменьшение сварочных деформаций, напряжений и перемещений
- •5.5.1 Рациональное конструирование
- •5.5.2 Рациональная технология сборки и сварки
- •5.5.3 Пластическое деформирование после сварки
- •5.5.4 Термическая обработка
- •5.6 Характерные зоны сварных соединений
- •5.7 Свариваемость и ее показатели
- •5.7.1 Понятие свариваемости
- •5.7.1.1 Физическая и технологическая свариваемость
- •5.7.1.2 Факторы, определяющие свариваемость
- •5.7.1.3 Степени свариваемости
- •5.7.2 Показатели свариваемости
- •5.8 Виды трещин швов
- •5.8.1 Горячие трещины
- •5.8.2 Холодные трещины
- •5.8.3 Ламелярные трещины
- •5.8.4 Трещины повторного нагрева
- •5.9 Хрупкие разрушения
- •Лекция № 6. Обеспечение качества машин на операциях сборки
- •6.1 Сборка и формирование основных показателей качества машин
- •6.1.1 Влияние деформаций и качества соединений на качество сборки
- •6.2 Технологичность машин в сборке
- •6.2.1 Понятие технологичности машин в сборке
- •6.2.2 Конструктивная преемственность при конструировании машин
- •6.2.3 Основные требования к технологичности конструкций
- •6.3 Обеспечение качества машин на операциях сборки
- •6.3.1 Методы достижения точности замыкающего звена
- •6.3.2 Особенности сборки при массовом производстве
- •6.3.3 Особенности сборки при серийном производстве
- •6.3.4 Особенности сборки при единичном производстве
- •6.4 Испытания машин на сборке
4.3.2 Холодная и горячая штамповка
Как указано ранее, пластическую деформацию в зависимости от термомеханических режимов можно подразделить на холодную, горячую и неполную горячую. Сравнение горячей и холодной штамповок позволяет выявить их преимущества и недостатки.
В числе преимуществ горячей штамповки по сравнению с холодной можно отметить следующие:
1. Меньшая опасность разрушения. С повышением температуры прочность металлов и сплавов уменьшается, однако, благодаря протеканию процесса рекристаллизации, происходит «залечивание» микротрещин, появляющихся в результате пластического деформирования, снятие остаточных напряжений и упрочнения. Становится возможным весьма значительное пластическое формоизменение, прежде чем произойдет разрушение.
2. Для горячей штамповки необходимо оборудование меньшей мощности (с меньшим номинальным усилием).
3. Устраняется необходимость промежуточных отжигов. При холодной пластической деформации происходит накапливание повреждаемости (микротрещин), что в конечном итоге может привести к разрушению при значительном формоизменении. При горячей штамповке отжиг происходит в процессе деформации. Это снижает затраты времени и средств, а также исключает неудобства с проведением промежуточных отжигов.
4. Возможность образования мелкозернистой структуры, обладающей более высокими прочностными характеристиками.
5. Направленность свойств может быть сведена к минимуму. Текстура преимущественной ориентировки после горячей пластической деформации выражена меньше, чем после холодной.
К числу недостатков горячей штамповки можно отнести следующие:
1. Трудность поддержания постоянной высокой температуры. При деформировании небольших заготовок в условиях горячей штамповки необходимо для поддержания условий встраивать в штамповую оснастку нагревательные элементы, что возможно при больших затратах средств на ее изготовление и эксплуатацию.
2. Низкое качество поверхности. Металлы и сплавы в условиях горячей деформации окисляются. Окисная пленка (окалина), обладая достаточно высокой твердостью, заштамповывается в поверхностные слои поковки. Такая поверхность не имеет товарного вида, а при последующей механической обработке быстрее затупляет режущий инструмент.
3. Затруднен точный контроль размеров поковки. Угар металла при нагреве не позволяет точно учесть размеры заготовки для штамповки. В результате колебаний объема заготовки деформирующая сила также не является постоянной на заключительном этапе штамповки. Вследствие упругих деформаций оборудования поковки по высоте даже при жестком ходе ползуна будут различны. На колебания размеров поковки влияют также колебания температурного режима на стадии окончания штамповки.
4. Неоднородность структуры и механических характеристик. Однородность механических характеристик поковок, изготовленных горячей штамповкой, меньше, чем холодной с последующим отжигом. Причиной является возможность более строго контролировать и соблюдать температуру в условиях термической обработки после холодной штамповки. Конечный размер зерна в поковке, изготовленной в условиях горячей штамповки, никогда не бывает одинаковым по следующим причинам: в поверхностных слоях деформация всегда более интенсивна; контроль температуры проводится только на поверхности штампуемой заготовки; размер зерен возрастает от поверхности к центру.
Рассматривая преимущества и недостатки горячей штамповки, можно заключить, что в зависимости от требований, предъявляемых к поковке или исходной заготовке, в производственной практике следует применять или горячую или холодную штамповку.