Ответы на экзамен

26. Обработка Ме давлением

Наз тез процесс получения фасонных заготовок и д/маш пластичным деформированием. Т.о используем одно из важнейших св-в – пластичность.

Способность воспринимать пластич деф используется в технике. При этом решается ряд задач: гл задача – формоизменение и формообразование. Получаем изделие более сложной формы. Кроме того при пластич-й деф измен-ся стр-ра и св-ва.

Обработке давленем подвергают примерно 90% всей выплавляемой стали, примерно 50% цв Ме и сплавов.

Существенное преимущество обработки Ме давлением по сравнению с обработкой резанием – возможность значительного уменьшения отходов Ме, а также повышения производительности труда, поскольку в результате однократного приложения усилия можно значительно изменить форму и размеры деформируемой заготовки.

Процесс обработки Ме давлением по назначению подразделяют на 2 вида: для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей только обработкой резанием; для получения деталей или заготовок, имеющих приближенно формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получения поверхности заданного качества. Осн разновидностями такого процесса явл ковка и штамповка.

27. Закон постоянства объема

Та или иная форма при пластич обработке получается благодаря перемещению частиц Ме в новое положение при постоянстве массы, при этом постоянным остается и объем. Т.е при пластич деф изменяется форма, а объем остается тем же – это положение получило наз Закон постоянства объема.

H B L = h b l (высота, ширина, длина)

До деф После

H/h =b/B l/L площадь поперечного сечения

H/h , b/B, l/L - явл показат харак-ми изменеия геометрич размеров при деф

H/h – высотная деф., уковка или обжатие

l/L – вытяжка

b/B - попереч деф или уширение

Для хар-ки процессов обработки давлением используют др величины.

ΔH = H –h - абс обжатие

Для оценки возд пластич деф на материал используют относит-ю деф

Ε = ((H – h)/H) 100%

Изменение формы тела может происходить в направлении 3-х гл осей. При этом каждое тело стремится перемещ в том направлении, в котором сопротивление движения меньше. Это положение полу наз Закон наименьшего сопротивления

28. Напряженное и деформированное состояние при обработке давлением

Пластич деф как способ придания формы, обрабатываемому телу осущ-ся с помощью сил какого-либо устройства или механизма. Такие силы наз активными. Кроме них на деф-ее тело действ-т реакции связи. Все это явл причиной появления в теле внутр-х сил, интенсивность которых нах напряжением.

При многообразии условий обраб Ме давлением в любом частном случае могут возникнуть те или иные схемы напряженного состояния (их 9)

Схема всестороннего растяжения

Металлические тела обладают св-м сплошность, могут изменять свою форму и размер. Тело испытывает пластич деф.

Сущность 3 схем деф-ии

Д1 Ме поступает в одно направление в очаг деф-ии, а в 2-х уходит из очага

Е- относительная деф-я

Д2 Ме поступает в очаг деф-ии в одном направлении, а уходит из очага в др

ДЗ Ме в 2-х направлениях поступает в очаг деф-ии, а в 3-м – уходит

В реальных условиях все схемы связаны м/д собой и при деф-ии одного и того же тела возможен переход от одной схемы в др.

29. Нагрев Ме перед обработкой

Нагрев вызывает изменение мех-х св-в металлического тела. Все Ме и сплавы им-т инерцию к увелич-ю пластичности и уменьшению прочности и сопротив деф-ю при повышении t. Для этого, что бы уменьшить усилия, и получить возможность из простых заготовок получ сложные, очень часто Ме перед обработкой давл, подверг нагреву. При этом необходимо выполнять опред усл. Прежде всего кажд Ме сплав должен быть нагрет до опред t, если нагреть Ме до t близкой к t плавления, то наступает явление, которое наз пережог. Оно заключ в том, что м/д зернами Ме появляются хрупкие окисные пленки, как следствие окисления границ. Как следствие пережога, пластичность становится = 0. Ниже температурной зоны пережога лежит зона перегрева. Явл-е перегрева заключ в резком росте размеров зерна, => уменьшение свободной энергии. Чем больше размер, тем меньше пластичность.

Т.о max t нагрева или t начала горячей обработки давлением следует назначать такоей, что бы не было перегрева, и тем более пережога. В процессе обраб Ме, Ме соприкас с окр средой- остывает => сопротивление деф увелич, поэтому заканчивать горячу обработку давление так же следует при опред t => сплав им-т свой строго опред-й температурный интервал горячей обработки давлением.

Условия при нагреве: заготовка должна быть равномерно нагрета по орпед-й t по всему объему. Разница t может возникать и при больших скоростях нагрева, => сущ-т максимально допустимая скорость нагрева.

30. Нагревательные устройства

Устройства, в которых нагревают Ме перед обработкой давлением, можно подразделить на нагревательные печи и электронагревательные устройства. В нагревательных печах нагрев косвенный, за счет излучения от стенок печи. Теплоту получают в осн сжиганием газообразного, реже жидкого, топлива (мазута). Распространенный тип - камерные печи. Камерные печи периодического действия применяют на производстве, где часто меняется типоразмер нагреваемых заготовок. Для нагрева очень крупных заготовок используют камерные печи с выдвижным подом.

В нагревательных устройствах нагрев прямой, т.е тепло выделяется непосредственно в заготовку. Q = 0,24J² R τ

Преимущество электронагрева: высокая скорость, значительно превышающая скорость нагрева в печах; почти полное отсутствие окалины;удобство автоматизации, улучшение условий труда.

Способы обработки Ме давление

Сущ-т 2 осн группы: 1) производство машиностроит-х профилей; «) кузнечно- штамповочное производство.

31. Прокатка Ме

Сущность заключается в пластическом деформировании Ме при пропускании его м/д вращ-ся волками (волок)

Продольная прокатка: СХЕМА 1,3 – рабочие волки; 2 – исход загот; 4 – прокатное изделие.

При этом зазор м/д волками должен быть меньше толщины исход-й заготовки. Непрерыв-е втягиванеи Ме в зазор м/д волками обеспеч-ся наличием контактного трения м/д рабочей поверхностью волкой и поверхностью обрабат-го металлического тела.

Сущ-т 2 осн схемы прокатки. В 1 схеме волки вращ в разн стороны. Ещё сущ-т попереч и поперечно-винтов. При попереч оба волка вращ в одну и ту же сторону. А заготовка предст-т собой тело вращения, вращающееся в обратную сторону.

СХЕМА 3 – обраб загот; 1,2 - обраб волки

Поперечно-винтовое выполн-ся м/д волками, которые вращ-ся в одну сторону, но оси волков располож не параллельно, а под углом к друг другу. Наклон волков и оси обрабат-го тела вызыв в момент соприкосновения Ме с волками, появл 2-х сил: одной, напрвленной вдоль оси заготовки, др, направленной по касательной к поперчному сечению заготовки.

Совместное действие этих сил обеспечивает вращ загот и ее втягивание в щель м/Д волками.

32. Сортамент прокатки

Форму поперченного сечения прокатной полосы наз профилем. Совокупность форм и размеров профилей, получаемых прокаткой, наз сортаментом. Сортамент прокатных профилей разделяется на 4 осн группы: сортовой прокат, листовой, трубы и специальные виды проката.

Сортовой прокат делят на профили простой геометрической формы(квалрат, круг, шестигранник, прямоугольник) и фасонные(шыеллер, рельс, угловой и тавровый профили). Цветные Ме и их сплавы прокатывают на простые профили.

Листовой прокат из стали и цв Ме используют в различ отраслях промышленности. В связи с этим листовую сталь, например, делят на автотракторную, трансформаторную, кровельную жесть.

Трубы разделяют на бесшовные и сварные. Бесшовные трубы прокатывают диаметром 30-650 мм с толщиной стенки 20160 мм из углеродистых и легированных стелей, а сварные- диаметром 5-2500 мм с толщиной стенки 0,5-16 мм из углеродистых и низколегированных сталей.

К специальным видам проката относят колеса, кольца, шары, периодические профили с периодически изменяющейся формой и площадью поперечного сечения вдоль оси заготовки.

33. Волочение

Сущность способа заключается в протаскивании обработанной заготовки через отверстие, размеры которого меньше размера поперч сечения исход-й заготовки.

Волочением получ проволоку с min d= 0,002 мм, прутков d= 100мм, тонкостенных труб min d.

Волочение выполняют при t холодной деформации. Для того что бы в очаге деф происходило упрочнение, обеспечиваю непрерывное протаскивание заготовки

СХЕМА 1-исход загот; 2-волока; 3-изделие

В качестве исходного материала при волочении используют катанные или прессованные материалы. Заготовка перед волочением проходит подготовку – проведение того или иного вида термич-й обработки (рекристаллизационный отжиг), т.к обеспеч max пластич. Основным препятствием при волочении явл-ся трение, поэтому надо обеспечить снижение коэф-та трения. Для этого заготовки либо покрывают каким-либо покрытием, либо используют различ смазки. Очень важным явл-ся обеспечение смачивания заготовки.

34. Свободная ковка

Ковка — вид горячей обработки металлов давлением, при котором металл деформируется с помощью универсального ин­струмента. Нагретую заготовку укладывают на нижний боек и верхним бойком последовательно деформируют отдельные ее участки. Металл свободно течет в стороны, не ограни­ченные рабочими поверхностями инструмента, в качестве которого применяют плоские или фигурные (вырезные) бойки, а также различ­ный подкладной инструмент.

Ковкой получают заготовки для последующей механической об­работки. Эти заготовки называют коваными поковками, или просто поковками.

Ковка является единственно возможным способом изготовления тяжелых поковок (до 250 т) типа валов гидрогенераторов, турбинных дисков, коленчатых валов судовых двигателей, валков прокат­ных станов и т. д. Поковки меньшей массы (десятки и сотни кило­граммов) можно изготовлять и ковкой, и штамповкой. Хотя штам­повка имеет ряд преимуществ перед ковкой, в единичном и мелкосерийном производствах ковка обычно экономически более целесооб­разна. Объясняется это тем, что при ковке используют универсаль­ный (годный для изготовления различных поковок) инструмент, а изготовление специального инструмента (штампа) при небольшой партии одинаковых поковок экономически невыгодно. Исходными заготовками для ковки тяжелых крупных поковок служат слитки массой до 320 т. Поковки средней и малой массы изготовляют из блюмов и сортового проката квадратного, круглого или прямоуголь­ного сечений.

Свободная ковка может быть ручной или машинной. Машинная ковка осщ-ся на различ рода кузнечно- прессованном оборудовании.

35. Прессование

Сущность прессования заключ в выдавливании Ме, заключенного в замкнутую полость ч/з отверстие меньшего сечения, чем сечение исход заготовки. Применяется для изготовления труб, изделий со сложной формой поперечного сечения.

Профили для изготовления д/маш, несущих конструкций и др изделий, получаемых прессованием часто оказ-ся более экономич чем изготовление прокаткой, штамповкой или литьем с последующей мех обработкой.

Кроме того прессованием получают изделия весьма сложной конфигурации, слож попереч сечения, которые др способами получить или очень сложно или даже невозможно.

Прессование бывает прямое и обратное.

СХЕМА!!!

1. пуансон

2. Контейнер

3. Пресс-шайба

4. Исход загот

5. Матрица

6. Прессованное изделие

При прямом прессовании направление течения Ме совпадает с направлением движения пуансона. Форма попереч сеч пресс-го изделия будет опред-ся формой попереч сечения матрицы.

При обратном прессовании течение Ме происходит навстречу пуансону.

При прессовании на весь ход процесса существенное влияет внеш трение. Именно с трением м/д заготовкой и отверстием матрицы связаны затруднения, вследствие трения наблюдается неоднородное распределение деформации по сечению изделия. На поверхности изделия деформация нулевая, но вдоль оси очень большая. Это приводит к тому, что неоднород оказ-ся и мех св-ва по сечению изделия.Обычно прессование используют для материалов с низкой пластичностью. Проводится прессование при t горячей деформации ( при t выше t рекристаллизации)

Осн «+» прессования:

1. возможность успешной пластич обработки с высокими деформациями

2. возможность получения практически любой сложности формы попереч сечения

3. производство изделий с высок кач-м поверхности и высок точностью размеров попереч сечения

« - »

1. повыш расход Ме , не ед издел из-за сущ-х потерь в виде пресс-остатков

в большинстве случаев возник-т в изделии неоднородность мех и др св-в по длине и попереч сечению изделия.

36. Горячая объемная штамповка

Штамповка- операция, которую выполняют с помощью спец инстр- штампа. Обычно штамп сост из 3-х или более частей. Кажд часть штампа им-т полость опред-й формы и размера. При соед частей штампа образуется единая полость – ручей штампа- формы и размеры, который точно соответствуют форме и размерам будущего изделия. В отличии от свободной ковки при штамповке течение Ме принудительно ограничивается поверхностями полости штампа.

Штамповка им-т преимущество перед ковкой. Обеспечивает высокую производительность, выс точность размеров, высокое кач-во поверхности. Масса до 100 кг, редко до 400-500 кг.

Объемная штамповка выполняется по 2-м схемам: а) штамповка в открытых штампах; б) штамповка в закрытых

Штамповка в открытых штампах

Сущность этой штамповки закл в том, что в плоскости разъема штампа предусмотрена объемная канавка

I – низм часть штампа

II – верх

1. ручей штампа

2. заусенечный

3. заусенечная канавка

Наличие 3 обеспечивает надежн заполнение 1. Дело в том, что заусенец нач образ-ся. При дальнейшем смыкании штампа сопротивление идет резко, это соз-т подпор по контуру изделия, которфй способ-т заполнению трудно заполняемых участков. Несмотря на потерю Ме в виде заусенца получ широкое распр- ие, т.к обеспе-ся надежное заполнение полостей штампа. Объем Ме исход загот может быть примерно равен объему готовой паковки.

Закрытая штамповка

Заусенец и 3 отсутствуют. Поэтому при этой штамповке нет лишнего расхода Ме. Но можно получить паковки простой геометрич-й формы. При сложных формах может произойти не заполнение 1.

37. Одно- и многоручьевая штамповка.

Как при открытых и закрытых штамповках обработка может производиться в одном или нескольких ручьях. Все ручьи многоручьевых штампов делят на:

- заготовительный ручей;

- штамповочный ручей.

В заготовительных ручьях штамповки происходит первоначальная обратотка. Чтобы перейти от простой заготовки к более сложной в этих ручьях пыполняют:

- осадку;

- вытяжку;

- гибку;

- формовку.

Штамповочные ручьи – черновые;

- чистовые.

Черновой ручей необходим, т.к. предварительная обработка в нем увел стойкость чистого ручья.

38. Листовая штамповка. Основные операции.

В качестве исходная метериала используют заготовки в виде листов, лент, полос. Кроме Me-х материалов штамповке можно подвергнуть и неМе метериалы- картон, кожу, пластмассы.

Листовая штамповка позволяет получать высокую точность размеров и качество поверхности, обеспечивается производительность, иногда до 30-40 тыс дет/смену. Многообразие форм и размеров полученных листовой штамповкой изделий определяется значительным количеством штамповочных операций, отличается изменения характером изменения формы заготовки. Все операции листовой штамповки делят на группы:

- разделительные;

- формовочные.

Разделительные операции:

- отрезка;

- вырубка;

- пробивка.

Формовочные операции:

-гибка

- вытяжка

- отбортовка

- формовка

- обжиг

39. Штамповка взрывом.

СХЕМА! Стр 114

Взрывом штампуют обычно в бассейне, наполненным водой. Заготовку, зажатую между матрицей и прижимом, опускают в бассейн. Полость матрицы под заготовкой вакуумируется, чтобы воздух не препятствовал плотному ее прилеганию к матрице. Зарядс детонатором подвешивают в воде над зоготовкой. Взрыв образует ударную волну высокого давления, кот-я достигая заготовки, вызывает ее разгон. Процесс штамповки длится тысячные доли секунды, а скорости перемещения заготовки соизмеримы со скоростями распространения пластических деформаций в Ме. Взрывной штамповкой с успехом получают пространственные детали, кот при штамповке в металлических штампах изготавливают вытяжкой и формовкой. При штамповке взрывом не требуется дорогостоящего прессового оборудования, конструкция штампа крайне проста.

40. Явления происходящие при нагреве холоднодеформир Ме

При нагреве холод деф Ме и деформир предварительно нагретого Ме в нем происходит разупорядоченные процессы, наз возвратом или перекристаллизацией. Возврат для чист Ме проявлятся при темпер выше 0,3 температуры плавления. При этом несколько увелич пластичность. Рекристаллизация происходит при увеличении t до 0,4 t плавл для читс Ме. При этом подвижность атомов достаточна для их перегруппировок, приводящих к возникновению и росту новых равноостных зерен с не искаженной крист стр-ой в замен деформированных.

42. Горячая объемная штамповка на кривошипных горячештамповых прессах.

СХЕМА!!!! Стр 88

Электродвигатель 4 передает движение клиновыми ремнями на шкив 3, сидящий на приемном( промежуточном) валу 5, на другом конце кот-го закреплено малое зубчатое колесо 6. Это колесо находится в зацеплении с большим зубчатым колесом 7, свободно вращающимся на кривошипном валу 9. С помощью пневматической фрикционной дисковой муфты 8 зубчатое колесо 7 м.б. сцеплено с кривошипным валом 9; тогда последний придет во вращение. Посредством шатуна 10 вращение кривошипного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна 1. Для остановки вращения кривошипного вала после выключения муфты служит тормоз 2. Стол пресса 11, установленный на наклонной поверхности, может перемещаться клином 12 и тем самым в незначительных пределах регулировать высоту штампового пространства. Для облегчения удаления поковкииз штампа прессы имеют выталкиватели в столе и ползуне. Кривошипные прессы имеют постоянный ход, равный удвоенному радиусу кривошипа. Поэтому в каждом ручье штампуют за один ход пресса, и производительность штамповки на прессах выше, чем на молотах. Наличие пост-го хода приволит к большой точности поковок по высоте, а высокая жесткость конструкции пресса, отсутствие ударов и сотрясений делают возможным применение направляющих колонок у штампов, что практически искл-т сдвиг. Недостатки: ввиду жесткого хода ползуна на прессахпри многоручьевой штамповке нельзя применять такие ручьи как протяжной, подкатной и отрезной.

Стоимость кривошипного горячештамповочного пресса в 3-4 раза выше стоимости эквивалентного по мощности молота. Такие прессы строят усилием 6,3-100 МН; такие прессы успешно заменяют штамповочные молоты с массой падающих частей 0,63-10 т.

43. Горячая объемная штамповка на горизонтально-ковочных машинах.

СХЕМА!!!!!! Стр. 90

(рис 3.29)Горизонтально-ковочные машины имеют штампы, состоящие из 3-х частей: неподвижной матрицы 3, подвижной матрицы 5 и пуансона 1, размыкающихся в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях. Пруток 4 с нагретым участком на его конце закладывают в неподвижную матрицу 3.Положение конца прутка определяется упором 2. При включении машины подвижная матрица 5 прижимает пруток к неподвижной матрице, упор 2 автоматически отходитв сторону, и только после этого пуансон 1 соприкасается с выступающей частью прутка и деформирует ее.Металл при этом заполняет формующую полость в матрицах, расположенную впереди зажимной части. Формующая смесь может находиться не только в матрице, но и совместно в матрице и пуансоне, а также только в одном пуансоне. После окончания деформирования пуансон движется в обратном направлении, выходя из полости матриц; матрицы разжимаются, и деформированную заготовку вынимают или она выпадает из них.

(рис 3.30) СХЕМА! Главный ползун 7, несущий пуансон, приводится в движение от кривошипного вала 6 с помощью шатуна 5. Подвижная щека 1 приводится от бокового ползуна 3 системой рычагов 2; боковой ползун, в сою очередь, - кулачками 4, сидящими на конце кривошипного вала машины. Горизонтально-ковочные машины создают усилие на главном ползуне до 31,5 МН.

44. Листовая штамповка. Разделительные операции.

В качестве исходная метериала используют заготовки в виде листов, лент, полос. Кроме Me-х материалов штамповке можно подвергнуть и неМе метериалы- картон, кожу, пластмассы.

Листовая штамповка позволяет получать высокую точность размеров и качество поверхности, обеспечивается производительность, иногда до 30-40 тыс дет/смену. Многообразие форм и размеров полученных листовой штамповкой изделий определяется значительным количеством штамповочных операций, отличается изменения характером изменения формы заготовки. Все операции листовой штамповки делят на группы:

- разделительные;

- формовочные.

Разделительные операции:

- отрезка;

- вырубка;

- пробивка.

Отрезка – отделение части заготовки по незамкнотому контуру. Применяют для разделения листа на полосы заданной ширины. Оборудование: ножницы( 2 типа – с // ножами; делективные)

СХЕМА!!!!

1. неподвижный нож

2. заготовка

3. подвижный нож

Отрезка производится по всей величине листа. Отрезка последовательна, угол Альфа не м.б. > 15 градусов, иначе заготовка будет выталкиваться из-под ножа.

Вырубка – операция отделения части заготовки по замкнутому контуру, при этом отделяемая часть- изделие.

Пробивка - операция отделения части заготовки по замкнутому контуру, при этом отделяемая часть- отход.

Специальные машины для вырубки и пробивки.

СХЕМА!!!

1. матрица

2. исходная заготовка

3. пуансон

4. изделие при вырубке, отход при пробивке

45. Листовая штамповка. Формоизменяющие операции.

В качестве исходная метериала используют заготовки в виде листов, лент, полос. Кроме Me-х материалов штамповке можно подвергнуть и неМе метериалы- картон, кожу, пластмассы.

Листовая штамповка позволяет получать высокую точность размеров и качество поверхности, обеспечивается производительность, иногда до 30-40 тыс дет/смену. Многообразие форм и размеров полученных листовой штамповкой изделий определяется значительным количеством штамповочных операций, отличается изменения характером изменения формы заготовки. Все операции листовой штамповки делят на группы:

- разделительные;

- формовочные.

При выполнении формовочных операций происходит изменение формы за счет пластичной деформации без разрушения исходной заготовки.

Формовочные операции:

-гибка; – вытяжка; – отбортовка; – формовка; - обжиг

Гибка . С помощью штампов широко используется при изготовлении разл изделий. В зависимости от формы деталей гибка м.б. :

- одноугловой (рисунок)

- двуугловой (рисунок)

- многоугловой (рисунок)

Процесс гибки сопровождается растяжением внешних слоев и сжатием внутр слоев изгибаемого материала.

СХЕМА!!!!1-Матрица 2- заготовка 3 - пуансон

При этом всегда есть слой, кот не испытывает ни растяжения, ни сжатия.

Гибка Ме в холодном состоянии сопровождается упруго-пластической деформацией внутри угла нибки. Проявление упругих св-в материала -> изменение величины изгиба заготовки на угол пружинения, кот зависит от природы материала и его состояния.

Вытяжка.

Сущность – исходная плоская заготовка превращается в полое тело(стакан).

СХЕМА!!!!

Выполняется в штампах.

СХЕМА!!!! 1-матрица 2- 3- пуансон 4- заготовка

Процесс вытяжки производится в штамповке нажатием пуансона на среднюю часть заготовки. Донышко будущего полого тела, проходя ч/з матрицу, тянет за собой основную часть заготовки, что приводитизделий. ение формы за счет пластичной деформации без разрушения исходной заготовки. К ее свертывания и уменьшению в диаметре.

При выполнении вытяжки Ме заготовки получает наклеп, т.е. происходит его упрочнение, пластичность умен, и если изделие получается за несколько операций, для восстановления пластичности необходимо проверить рекристаллический отжиг.

Отбортовка.

Сущность- в исходной заготовке с отверстием образуется борт.

СХЕМА!!!!

Формовка.

Сущность – изменение формы заготовки посредством местных деформаций,н-р, образование на заготовке ребер жесткости.

СХЕМА!!!!!

Обжиг.

Сущность- происходит умен диаметра верхней части исходного полого тела.

СХЕМА!!!!

46. Электрогидравлическая штамповка.

Электрогидравлическую штамповку осуществляют в бассейне с водой. Ударная волна, разгоняющая заготовку, возникает при кратковременном электрическом заряде в жидкости. Мощный искровой разряд подобен взрыву. В результате разряда в жидкости возникает ударная волна, кот-я дойдя до заготовки, оказывает на нее сильное воздействие и деформирует ее по матрице. Если для полного деформирования заготовки одного импульса недостаточно, рабочий цикл может быть повторен.

47. Магнитноимпульсная штамповка.

СХЕМА!!! Стр 114

Электромагнитная штамповка по принципу создания импульсно воздействующих на заготовку сил отличается от некоторых других. Электрическая энергия преобразуется в механическую за счет импульсного разряда батареи конденсаторов через соленоид 7, вокруг кот-го при этом возникает мгновенное магнитное поле высокой мощности, наводящее вихревые токи в трубчатой токо-проводящей заготовке 3. Взаимодействие магнитных полей вихревых токов I_в с магнитным полем индуктора создает механические силы q, деформирующие заготовку. Для электромагнитной штамповки трубчатых и плоских заготовок созданы спец установки, на кот-х можно проводить раздачу, обжим, формовку и операции по получению неразъемных соединений деталей. К сборочным операциям, выполняемым путем пластического деформирования одной детали по контору другой, относятся соединение концов труб, запрессовка в трубах колец, соединение втулки со стержнем и т.д.

49. Одно- и многоручьевая штамповка.

Как при открытых и закрытых штамповках обработка может производиться в одном или нескольких ручьях. Все ручьи многоручьевых штампов делят на:

- заготовительный ручей;

- штамповочный ручей.

В заготовительных ручьях штамповки происходит первоначальная обратотка. Чтобы перейти от простой заготовки к более сложной в этих ручьях пыполняют:

- осадку;

- вытяжку;

- гибку;

- формовку.

Штамповочные ручьи – черновые;

- чистовые.

Черновой ручей необходим, т.к. предварительная обработка в нем увел стойкость чистого ручья.

51. Сварка

Сваркой называют технологический процесс образования неразъемных соединений за счет образования атомно-молекулярных связей между элементарными частицами сопрягаемых деталей. Наибольшее промышленное значение имеет сварка металлов и их сплавов в однородных и разнородных сочетаниях, но возможна и сварка неметаллических материалов, таких как стекла, пластмассы, керамики и т.п., между собой и с металлами.

Сущность процесса сварки и классификации ее способов.

Образование неразъемного соединения при сварке происходит за счет возникновения атомно-молекулярных связей между контактирующими поверхностями. Для того чтобы эти связи возникли, необходимо свариваемые поверхности сблизить на расстояние, соизмеримое с атомным радиусом. В реальных условиях сближению поверхностей препятствуют микронеровности, окисные и органические пленки, адсорбированные газы. Для получения качественного соединения необходимо устранить причины, препятствующие сближению контактирующих поверхностей, и сообщить атомам твердого тела некоторую энергию, необходимую для повышения энергии поверхностных атомов, которая называется энергией активации. Эта энергия может сообщаться в виде теплоты (термическая активация) и в виде упруго-пластической деформации (механическая активация). Образование связей между атомами соединяемых поверхностей происходит в твердой или жидкой фазах в зависимости от метода активации. Можно выделить 1)сварку пластическим деформированием (давлением),2) сварку плавлением.

При сварке давлением сближение атомов и активация поверхности соединяемых материалов достигаются в результате совместной упруго-пластической деформации. В процессе пластической деформации в поверхностных контактирующих слоях выравниваются микронеровности, разрушается адсорбированный слой и увеличивается число активных центров взаимодействия. В результате атомы активизированных поверхностей вступают во взаимодействие и между ними образуется металлическая связь.

Сварка давлением делится на 2 подгруппы- термомеханические и механические.

При сварке плавлением детали соединяют за счет местного расплавления металла свариваемых элементов без приложения давления. Расплавляется либо только основной металл (изделия) по кромкам, либо основной и дополнительный металл- электродный или присадочный.

Классификация способов сварки металлов по физическим признакам, т.е. по наличию давления, виду вводимой энергии и ее носителю. К сварке плавлением относятся (термические процессы без давления); дуговая, плазменно-дуговая, электронно-лучевая, электрошлаковая, лазерная, газовая, термитная.

К сварке давлением относятся (термомеханические процессы): контактная, индукционная, диффузионная, термокомпрессионная. Кроме того к сварке давлением относятся (механические процессы): холодная, ультразвуковая, взрывом, трением.

52. Электрическая дуговая сварка

На сегодняшний день – самый распр метод сварки. Источником нагрева явл электрич дуга. Дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3-6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. На первом происходит разогрев торца электрода-катода, после этого электрод отводится на определенное расстояние и под действием электрического поля с торца электрода начинается процесс эмиссии. Электроны сталкиваются с газами воздуха и ионизируют их, таким образом между катодом и анодом образуется столб дуги. Температура столба дуги достигает 6000 С и столб дуги ярко светится. Свойства дуги описываются вольт-амперной характеристикой. Она представляет собой зависимость между направлением дуги и током дуги. Такой вид вольт-амперной характеристики электрической дуги связан с тем, что для газового разряда сопротивление не является постоянным, так как число заряженных частиц в нем зависит от интенсивности ионизации и в частности от тока. Поэтому электрический ток в газах не поддается закону Ома. При малых токах (до 100А) и свободной дуге интенсивно возрастает число заряженных частиц, сопротивление столба дуги падает и нужно для поддержания заряда. При дальнейшем росте тока и ограничении электродов столб дуги снижают и объем газа, участвующего в переносе заряда падает, падает скорость роста числа заряженных частиц, напряжение дуги мало зависит от тока.(2) При дальнейшем росте тока поперечное сечение столба не может увеличиваться и напряжение дуги возрастает. Самое широкое сечение имеет дуга с жесткой характеристикой, когда Uдуги не зависит от Iдуги. Но положение (2) зависит от длины. Напряжение пропорционально длине U=α-βlg (α и β опытные коэффициенты, зависят от рода металла, от вида газа, от других факторов). Αпредставляет собой сумму падений напряжения в катодной и анодной областях дуги и она не зависит от длины дуги. Для обычных стальных электродов αпримерно равна 10в. Β представляет собой среднее значение падения напряжения на единицу длины дуги. Для обычной дуги в воздухе примерно равна 2В/мм. Для сохранения постоянного напряжения дуги соответственно обеспечения стабильности выбранного режима сварки необходимо длину дуги поддерживать постоянной.

Lд1< Lд2< Lд3

СХЕМА

53.Строение и свойства дуги

Дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3-6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. На первом происходит разогрев торца электрода-катода, после этого электрод отводится на определенное расстояние и под действием электрического поля с торца электрода начинается процесс эмиссии. Электроны сталкиваются с газами воздуха и ионизируют их, таким образом между катодом и анодом образуется столб дуги. Температура столба дуги достигает 6000 С и столб дуги ярко светится. Свойства дуги описываются вольт-амперной характеристикой. Она представляет собой зависимость между направлением дуги и током дуги. Такой вид вольт-амперной характеристики электрической дуги связан с тем, что для газового разряда сопротивление не является постоянным, так как число заряженных частиц в нем зависит от интенсивности ионизации и в частности от тока. Поэтому электрический ток в газах не поддается закону Ома. При малых токах (до 100А) и свободной дуге интенсивно возрастает число заряженных частиц, сопротивление столба дуги падает и нужно для поддержания заряда. При дальнейшем росте тока и ограничении электродов столб дуги снижают и объем газа, участвующего в переносе заряда падает, падает скорость роста числа заряженных частиц, напряжение дуги мало зависит от тока.(2) При дальнейшем росте тока поперечное сечение столба не может увеличиваться и напряжение дуги возрастает. Самое широкое сечение имеет дуга с жесткой характеристикой, когда Uдуги не зависит от Iдуги. Но положение (2) зависит от длины. Напряжение пропорционально длине U=α-βlg (α и β опытные коэффициенты, зависят от рода металла, от вида газа, от других факторов). Αпредставляет собой сумму падений напряжения в катодной и анодной областях дуги и она не зависит от длины дуги. Для обычных стальных электродов αпримерно равна 10в. Β представляет собой среднее значение падения напряжения на единицу длины дуги. Для обычной дуги в воздухе примерно равна 2В/мм. Для сохранения постоянного напряжения дуги соответственно обеспечения стабильности выбранного режима сварки необходимо длину дуги поддерживать постоянной.

Lд1< Lд2< Lд3

СХЕМА

54.Внешняя характеристика источников питания сварочной дуги. Сварочный трансформатор с вынесенным дросселем.

Источники тока для питания сварочной дуги должны иметь специальную внешнюю характеристику. Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следующих основных видов: падающая, пологопадающая, жесткая и возрастающая. Источник тока выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки.

Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой.

Источники сварочного тока с падающей характеристикой необходимы для облегчения зажигания дуги за счет повышенного напряжения холостого хода, обеспечения устойчивого горения дуги и практически постоянной проплавляющей способности дуги, т.к. колебания ее длины и напряжения не приводят к значительным изменениям сварочного тока, а также для ограничения тока короткого замыкания, чтобы не допустить перегрева токопроводящих проводов и источников тока.

Для обеспечения устойчивости горения дуги с возрастающей характеристикой применяют источники сварочного тока с жесткой или возрастающей характеристикой.

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного (сварочные трансформаторы) и источники постоянного тока (сварочные выпрямители и генераторы). Источники переменного тока более распространены, т.к. обладают рядом технико-экономических преимуществ. Сварочные трансформаторы проще в эксплуатации, значительно долговечнее и обладают более высоким КПД, чем выпрямители и генераторы постоянного тока.

Сварочные трансформаторы, как правило, имеют падающую внешнюю характеристику, их используют для дуговой ручной сварки и автоматической сварки под флюсом. Широко применяют трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижной вторичной обмоткой.

Для плавного регулирования сварочного тока изменяют расстояние между обмотками трансформатора. При сближении обмоток происходит частичное взаимное уничтожение противоположно направленных потоков рассеяния Фs1 и Фs2, что уменьшает индуктивное сопротивление вторичной обмотки и увеличивает сварочный ток. Минимальный сварочный ток соответствует наибольшему расстоянию м/у обмотками и максимальным потоком рассеяния.

Для сварки трехфазной дугой применяют специальные трансформаторы с падающей внешней характеристикой, собранные на основе двух однофазных; для электрошлаковой сварки – однофазные и трехфазные трансформаторы жесткой характеристикой.

55.Ручная дуговая сварка. Применяемые электроды. Выбор режимов сварки.

При ручной сварке пост состоит из источника питания сварочной дуги, сварочных проводов, электрододержателя и электродов. Для защиты от излучения дуги и брызг металла сварщик имеет защитный щиток или маску и спецодежду.

Дуга зажигается в результате прикосновения конца электрода, соединенного с одним полюсом источника тока, к свариваемому металлу, соединенному с другим полюсом того же источника, с последующим быстрым отводом электрода на расстояние 3-4 мм. До зажигания дуги напряжение между электродом и свариваемым изделием обычно составляет не менее 60В, в момент касания электродом изделия напряжение падает почти до нуля, а при нормальном ее горении поддерживается в пределах 16-30В в зависимости от длины дуги и типа электрода.

Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 6. Стержень электрода плавится и расплавленный металл каплями стекает в сварочную ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую или газошлаковую защиту 3 дуги и сварочной ванны, которая изолирует их от воздуха. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образуется сварной шов 4. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва шлаковую корку 5.(рис)

Электроды для ручной сварки представляет собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень изготавливают из сварочной проволоки повышенного качества. Электроды классифицируют по назначению и виду покрытия. По назначению стальные электроды подразделяют на пять классов: для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с бв≤600 Мпа, легированных конструкционных сталей с бв≥600Мпа, легированных жаропрочных сталей, высоколегированных сталей с особыми свойствами и для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.

По виду покрытия электроды делят на электроды с кислым, рутиловым, основным и целлюлозным покрытием.

Основным параметром режима ручной дуговой сварки является сварочный ток (А), который выбирают в зависимости от диаметра и типа металла электрода: Iсв=kdэ, где k-опытный коэффициент,dэ-диаметр стержня электрода, мм. Ручная сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях – нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном, при наложении щвов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Производительность процесса в основном определяется сварочным током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх рекомендованного значения приводит к разогреву стержня электрода, отслаиванию покрытия, сильному разбрызгиванию и угару расплавленного металла. Ручную сварку постепенно заменяют полуавтоматической в атмосфере защитных газов.