- •Часть 2. Технология
- •I. Основные свойства конструкционных материалов
- •1. Свойства металлов
- •II. Металлургическое производство
- •1. Сущность металлургического производства
- •2. Основные способы получения металлов из руд
- •3. Материалы для производства металлов и сплавов
- •4. Производство чугуна
- •4.1. Материалы, применяемые для производства чугуна
- •4.2. Подготовка руд к плавке
- •4.3. Выплавка чугуна
- •4.4. Физико-химическая сущность доменного процесса
- •4.5. Продукты доменного производства
- •5. Производство стали
- •5.1. Сущность процесса
- •Состав передельного чугуна и низкоуглеродистой стали, %
- •5.2. Способы получения стали
- •5.3. Разливка стали
- •5.4. Строение стальных слитков
- •5.5. Способы повышения качества стали
- •III. Способы получения заготовок литьем
- •1. Сущность литейного производства
- •2. Способы изготовления отливок
- •3. Изготовление отливок в разовых формах
- •3.1. Модельные комплекты для ручной и машинной формовки
- •3.2. Формовочные и стержневые смеси Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям
- •Состав формовочных и стержневых смесей
- •Виды формовочных смесей и их применение
- •3.3. Технология ручной формовки
- •Формовка в двух опоках по разъемной модели
- •3.4. Технология машинной формовки. Формовочные машины
- •3.5. Заливка форм, выбивка отливок и стержней, обрубка и очистка отливок Заливка форм
- •Выбивка отливок и стержней
- •Обрубка и очистка отливок
- •Виды брака и контроль качества отливок
- •4. Специальные методы получения отливок
- •4.1. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы
- •4.2. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям
- •4.4. Изготовление отливок центробежным литьем
- •4.5. Изготовление отливок в металлических формах
- •4.6. Изготовление отливок электрошлаковым литьем
- •5. Технологические требования к конструкции отливки
- •6. Изготовление отливок из различных сплавов
- •6.1. Изготовление отливок из чугунов
- •6.2. Особенности изготовления стальных отливок
- •6.3. Особенности изготовления отливок из цветных металлов
- •IV. Обработка металлов давлением
- •1. Сущность обработки металлов давлением
- •2. Факторы, влияющие на пластичность металла
- •3. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла
- •4. Холодная и горячая деформация
- •5. Нагрев металлов перед обработкой давлением
- •6. Основные типы нагревательных устройств
- •7. Способы обработки металлов давлением
- •7.1. Прокатное производство Сущность процесса прокатки
- •Прокатные валки и станы
- •Производство основных видов проката
- •Производство специальных видов проката
- •7.2. Прессование
- •Методы прессования. Исходной заготовкой для прессования является слиток или круглый прокат. Различают прямое и обратное прессование.
- •7.3. Волочение
- •7.4. Ковка
- •7.5. Горячая объемная штамповка
- •Виды штампов и способы штамповки
- •Отделка поковок
- •Оборудование для горячей объемной штамповки
- •7.6. Холодная штамповка
- •Получение изделий листовой штамповкой
- •7.7. Высокоскоростная штамповка
- •V. Технология сварочного производства
- •1. Классификация процессов сварки
- •Классификация методов сварки металлов по физическим признакам
- •2. Способы сварки плавлением
- •2.1. Электрическая дуговая сварка Классификация способов дуговой сварки
- •Сварочная дуга и ее свойства
- •Источники тока для дуговой сварки
- •Ручная дуговая сварка
- •Дуговая сварка в защитных газах
- •2.2. Газовая сварка
- •2.3. Электрошлаковая сварка
- •2.4. Электронно-лучевая сварка
- •2.5. Лазерная сварка
- •3. Способы сварки давлением
- •3.1. Контактная сварка
- •3.2. Диффузионная сварка в вакууме
- •3.3. Сварка трением
- •3.4. Холодная сварка
- •3.5. Ультразвуковая сварка
- •3.6. Сварка взрывом
- •4. Нанесение покрытий
- •4.1. Наплавка
- •Способы наплавки
- •4.2. Напыление покрытий
- •Дуговая металлизация
- •Детонационное напыление
- •Вакуумное напыление
- •5. Пайка металлов
- •6. Резка металлов
- •VI. Технология обработки заготовок резанием
- •1. Рабочие, установочные и вспомогательные движения в металлорежущих станках
- •2. Основные способы обработки резанием
- •3. Основные части и элементы токарного резца, его геометрические параметры
- •4. Элементы режима резания и сечение срезаемого слоя
- •5. Производительность процесса резания
- •6. Некоторые явления, сопутствующие процессу обработки металлов резанием
- •7. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей
- •8. Износ и стойкость режущих инструментов
- •9. Материалы для изготовления режущих инструментов
- •10. Классификация и условные обозначения металлорежущих станков
- •11. Работы, выполняемые на металлорежущих станках и применяемый инструмент
- •11.1. Обработка на токарных станках Типы токарных станков
- •Типы токарных резцов и их применение при различных видах обработки
- •11.2. Обработка заготовок на сверлильных станках Основные работы, выполняемые на сверлильных станках
- •Инструменты для обработки отверстий
- •Сверлильные станки
- •11.3. Обработка заготовок на фрезерных станках
- •Основные работы, выполняемые на фрезерных станках, и применяемый инструмент
- •Фрезерные станки
- •11.4. Обработка заготовок на шлифовальных станках
- •Схемы круглого и плоского шлифования
- •Абразивный инструмент
- •Шлифовальные станки
- •Механизация и автоматизация технологических процессов механической обработкой
- •12. Отделочные методы обработки
- •13. Электрофизико-химические методы обработки
- •13.1. Электроэрозионные методы обработки
- •Электроискровой метод
- •Электроимпульсный метод обработки
- •13.2. Электрохимическая обработка
- •Электролитическое полирование
- •Электрохимическая размерная обработка
- •13.3. Анодно-механическая обработка
- •13.4. Электроконтактная обработка
- •14. Ультразвуковая обработка
- •15. Лучевые методы обработки
- •15.1. Электронно-лучевая обработка
- •15.2. Обработка световым лучом (лазерная)
- •VII. Производство деталей из пластмасс
- •1. Общие сведения о пластмассах
- •2. Переработка пластмасс в вязкотекучем состоянии
- •3. Переработка пластмасс в высокоэластичном состоянии
- •4. Производство деталей из жидких полимеров
- •5. Изготовление деталей из пластмасс в твердом состоянии
- •6. Сварка и склеивание пластмасс
- •VIII. Производство изделий из резины
- •IX. Технологический процесс изготовления деталей из металлических порошков
- •1. Получение порошков
- •2. Подготовка порошков к формованию
- •3. Формовка заготовок
- •4. Cпeканиe и дополнительная обработка заготовок
- •X. Технологические особенности изготовления деталей из композиционных материалов
- •Оглавление
7.5. Горячая объемная штамповка
Объемная штамповка процесс изготовления поковок в штампах, при котором течение металла в стороны во время деформирования ограничено поверхностями отдельных частей штампа. Рабочая полость штампа при замыкании его составных частей в конце штамповки ручей соответствует форме поковки (рис. 44).
По сравнению со свободной ковкой объемная штамповка имеет в 50…100 раз большую производительность; большая однородность и точность поковок (припуски и допуски на поковку в 3…4 раза меньше, чем при ковке); возможность получения поковок сложной формы без напусков; высокое качество поверхности поковок.
Горячей объемной штамповкой изготовляют заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, самолетов, железнодорожных вагонов, станков и т.д.
В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический.
Недостатки объемной штамповки: сложность и дороговизна инструмента-штампа, ограниченность массы поковок (0,3…100 кг, в отдельных случаях до 3 т), так как усилия деформирования при штамповке гораздо выше, чем при ковке.
Виды штампов и способы штамповки
Различают объемную штамповку в открытых и закрытых штампах.
Штамповка в открытых штампах. В открытых штампах (рис. 44, а) между подвижной 3 и неподвижной 4 частями штампа имеется зазор 8 заусенечная (или облойная) канавка, в которую вытекает избыточный объем 7 металла заготовки 2. Образующийся при этом заусенец (облой) затем обрезается в специальных штампах.
Ш тамповка в закрытых штампах (рис. 44, б) характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной 3 и неподвижной 4 частями штампа при этом постоянный и небольшой, так что образование заусенца в нем не предусмотрено. При штамповке в закрытых штампах необходимо соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполнятся углы полости штампа, а при избытке металла размер поковки по высоте будет больше требуемого. Как правило, штамповкой в закрытых штампах получают поковки, показанные на рис. 45.
Существенное преимущество штамповки в закрытых штампах уменьшение расхода металла, более благоприятная макроструктура, так как волокна обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода металла в заусенец. Металл деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при бóльших сжимающих напряжениях, чем в открытых штампах. Это позволяет получать большие степени деформации и штамповать малопластичные сплавы.
Поковки простой формы штампуют в одноручьевых штампах с одной полостью. Сложные поковки с резкими изменениями сечения по длине изготовляют в многоручьевых штампах с последовательным деформированием заготовки в нескольких ручьях с постепенным приближением ее к окончательной форме поковки.
Ручьи штампов в многоручьевых штампах разделяют на заготовительные и штамповочные.
З аготовительные ручьи предназначены для получения фасонной заготовки, в них металл перераспределяется для подготовки к окончательной штамповке. В заготовительных ручьях производят: осадку (обычно на плоской площадке штампа); протяжку удлинение части заготовки 1 (рис. 46, а); подкатку местное увеличение сечения заготовки за счет утонения соседних участков (рис. 46, б); пережим уширение заготовки поперек ее оси; формовку для придания заготовке формы, приближающейся к форме поковки в плоскости разъема (рис. 46, в); гибку (рис. 46, г), а также отрубку заготовок при штамповке из прутка.
Штамповочные ручьи бывают черновые (предварительные) и чистовые (окончательные). Черновой ручей не имеет облойной канавки. Его назначение предохранить чистовой ручей от изнашивания. Форма чернового ручья такая же, как у чистового, но радиусы закруглений и штамповочные уклоны несколько больше. Чистовой ручей точное отображение поковки, но с размерами, бóльшими на величину усадки металла при остывании (около 1,5 %). По периметру чистового ручья располагается канавка для облоя. Она состоит из узкого мостика 9 (рис. 44, а) и магазина 10. Назначение мостика затруднить выход металла из ручья, чтобы создать в полости штампа высокое давление и облегчить обрезку облоя.
На рис. 47 показана последовательность получения поковки в многоручьевом штампе.
О перации в заготовительных ручьях. Протяжной ручей 1 увеличивает длины отдельных участков заготовки за счет уменьшения площади их поперечного сечения. Ручей выполняют в форме бойков, образующих порог протяжного ручья; деформация заготовок в нем аналогична операции протяжки на плоских бойках при ковке.
Подкатной ручей II служит для местного увеличения сечения заготовки (набора металла) за счет уменьшения сечения рядом лежащих участков. При обработке в подкатном ручье заготовку вращают вокруг оси после каждого удара.
Гибочный ручей придает заготовке форму, соответствующую форме поковки в плоскости разъема. Из гибочного ручья в следующий ручей заготовку передают с поворотом на 90.
При штамповке поковок, имеющих в плане форму окружности или близкую к ней, часто применяют осадку исходной заготовки до требуемых размеров по высоте и диаметру. Для этой цели на плоскости штампа предусматривают площадку для осадки.
Операции в штамповочных ручьях. Черновой ручей III снижает износ чистового. При наличии чернового ручья в нем происходит основное формообразование, в чистовом же ручье получают требуемые размеры поковки. Черновой ручей применяют при штамповке поковок сложной конфигурации. При штамповке в черновом ручье поперечные размеры в плоскости разъема устанавливают немного меньше размеров полости чистового ручья. При штамповке в открытых штампах черновой ручей заусенечной канавки не имеет.
В многоручьевом штампе чистовой ручей IV расположен в центре штампа, так как при штамповке наибольшее усилие возникает в нем.