- •Конспект лекций
- •1. Теоретические основы проектирования заготовок
- •1.1 Исходные данные для выбора заготовки
- •1.2 Припуски на обработку резанием
- •2. Термическая и химико-термическая обработка
- •3. Металлические детали, получаемые литьём
- •3.1 Классификация металлических деталей-отливок.
- •1. Классификация отливок из цветных сплавов по массе, кг.
- •2. Классификация отливок по назначению
- •3.2 Литейные сплавы, выбор материалов и способов литья.
- •3.3 Общие технологические требования к отливкам.
- •3.4 Технологичность конструкции отливки, получаемой литьем в песчаные формы.
- •3.5 Литье по газифицируемым моделям.
- •3.6 Технологичность конструкций деталей, получаемых специальными способами литья.
- •Минимальная толщина стенок отливки из алюминиевых сплавов, мм.
- •Диаметры отверстий в отливках и их глубина
- •Минимальная толщина стенок отливок (литье по выплавляемым моделям)
- •3.7 Оценка технологичности конструкций литых деталей.
- •4. Металлические детали, получаемые объёмной штамповкой
- •4.1 Технологическая характеристика и выбор материалов.
- •4.2 Технологичность конструкции штампованной детали.
- •4.3 Качественная оценка технологичности конструкции детали, получаемой объемной штамповкой.
- •5. Металлические детали, получаемые ковкой
- •5.1 Технологическая характеристика и выбор материалов и заготовок.
- •5.2 Технологические требования к деталям, получаемым ковкой.
3.7 Оценка технологичности конструкций литых деталей.
Технологичность конструкций отливок оценивают показателями, главными из которых являются коэффициент использования металла (КИМ), коэффициент необрабатываемой поверхности (КНП), удельная трудоемкость и себестоимость детали в изготовлении.
КИМ - отношение массы готовой детали к массе металла, использованного для получения ее заготовки;
КНП - отношение механически необрабатываемой поверхности ко всей поверхности отливки.
Критерием количественной оценки технологичности конструкции отливки может служить также коэффициент ее конструктивной сложности , который принимает значения от нуля до единицы.
Для отливок, которые вписываются в габаритный параллелепипед:
= ,
где А, В и С - соответственно наибольший, средний и наименьший габаритный размер отливки, м; М – масса отливки, кг; р - плотность отливки, кг/м3; s - площадь поверхности отливки, м2.
Для отливок, которые вписываются в габаритный цилиндр:
=
где R - габаритный размер отливки, м; L - длина габаритного цилиндра, м.
Для отливок, которые вписываются в габаритный шар:
=
где RШ - габаритный радиус шара, м.
Чем ближе значение коэффициента конструктивной сложности к единице, тем технологически рациональнее конструкция отливки.
Технологичность конструкций отливок можно также оценивать коэффициентом габаритности, дм3/кг:
KV = V/M
где V - объем литой детали, определяемый ее габаритами, дм3; М - масса отливки, кг.
Чем меньше коэффициент габаритности, тем технологически рациональнее конструкция отливки.
4. Металлические детали, получаемые объёмной штамповкой
4.1 Технологическая характеристика и выбор материалов.
Штампованные заготовки находят широкое распространение в машиностроении в связи с их высокими механическими свойствами, высокой производительностью процессов штамповки и низкой себестоимостью деталей. Часто поверхности штамповок, сопрягаемые с поверхностями - других деталей при сборке, обрабатывают механически. Механической обработкой удаляют также избыточный материал (напуски). В этих случаях при выборе материала детали обязательно следует учитывать не только его эксплуатационные характеристики (прочность, коррозионную стойкость, жаропрочность и др.), но также и пластические свойства и обрабатываемость резанием.
С технологической точки зрения, наиболее просто осуществляется штамповка без нагрева заготовки. Так осуществляют холодную высадку, холодное выдавливание и некоторые другие процессы. Однако в этом случае материал заготовки должен обладать высокой пластичностью (относительное сужение при одноосном растяжении > 0,2). При использовании схемы штамповки, при которой в материале создаются большие сжимающие напряжения, без нагрева можно штамповать и менее пластичные материалы Штамповку низкопластичных материалов осуществляют с нагревом заготовки, что не только вызывает удлинение технологического цикла, но ведет к дополнительным трудностям, связанным с предотвращением окисления или газонасыщения материала, изменением его микроструктуры особенно в зонах критических деформаций.
Для штампованных деталей и заготовок следует применять материалы, хорошо освоенные в производстве, такие, как:
углеродистая сталь марок от 08 до 45;
конструкционная легированная сталь марок 15Г2, 20Г, 35Г2, 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 40Х, 40ХН, 15ХФ, 20ХФ, 18ХНВА, 25ХНВА; 40ХФА, 40ХНМ, ШХ15, 30ХГСА, 30ХГСНА;
коррозионно-стойкая сталь марок 12Х18Н10Т, 08Х15Н8Ю, 08Х17Н5МЗ;
алюминиевые сплавы АК4, АК6, АК8, Д1, Д16, В95, АМг6.
магниевые сплавы марок МА2, ВМ65-1;
титановые сплавы марок ВТ1, ВТ3, ВТЗ-1, ВТ5, ВТ6, ВТ14, ОТ4-0;
латуни ЛС59, ЛС68;
медь;
монель-металл.
Масса деталей, получаемых штамповкой, может колебаться от нескольких граммов до нескольких тонн,
Элементами штамповки являются (рис. 4.1):
полотно 1 - тонкая стенка, расположенная в плоскости разъема штампа;
ребро 2 - тонкая стенка или выступ, расположенные в плоскости, перпендикулярной к плоскости разъема штампа»
бобышка 3 - выступ, длина которого равна ширине, а высота составляет 0,15 длины;
припуск - слой материала, удаляемый при последующей обработке для получения требуемых размеров и шероховатости поверхности детали;
напуск - необходимый избыток металла, вызываемый особенностями процесса формообразования поковки.
К напускам относятся (см. рис. 4.1): штамповочный уклон 4 (внешний и внутренний ), необходимый для свободного извлечения поковки из штампа; заливы 5, необходимые для упрощения формы ручья штампа и повышения его стойкости, а также для создания участков, из которых вырезают пробы для определения механических свойств; радиусы переходов, нужные для предотвращения поверхностных дефектов и облегчения течения металла; закругления, необходимые для уменьшения концентрации напряжений в углах дна полости чистового ручья.