авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Бийский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего

профессионального образования

«Алтайский государственный технический

университет им. И.И. Ползунова»

А.Н. Блазнов

РАСЧЕТ ЗАГОТОВОК И РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗДЕЛИЙ ЛИТЬЕМ, ОБРАБОТКОЙ

ДАВЛЕНИЕМ, СВАРКОЙ И РЕЗАНИЕМ Допущено научно-методическим советом БТИ АлтГТУ для внутривузовского использования в качестве учебного пособия по курсу «Технология конструкционных материалов»

для студентов очно-заочной и заочной форм обучения специальностей 260601.65 «Машины и аппараты пищевых производств», 240706.65 «Автоматизированное производство химических предприятий», 240901.65 «Биотехнология», 270109.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция», 240300.65 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» специализации 240305.65 «Автоматизированное производство химических предприятий», направления подготовки 151000.62 «Технологические машины и оборудование» профиля подготовки «Машины и аппараты пищевых производств»

и направления подготовки 151900.62 «Конструкторско технологическое обеспечение машиностроительных производств»

профиля подготовки «Технология машиностроения»

Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова УДК 621.7(076) Б Рецензенты: Г.И. Русских, к. т. н., ведущий научный сотрудник ОАО «ФНПЦ «Алтай»

В.Н. Беляев, к. т. н., доцент кафедры МРСиИ БТИ АлтГТУ Блазнов, А.Н.

Расчет заготовок и режимов обработки при изготовлении изде Б68 лий литьем, обработкой давлением, сваркой и резанием: учебное пособие / А.Н. Блазнов;

Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд во Алт. гос. техн. ун-та, 2013. – 65 с.

В учебном пособии приведена программа курса «Технология конструкционных материалов», основные формулы для расчета заго товок и режимов обработки при изготовлении изделий литьем, обра боткой давлением, сваркой и резанием. Даны примеры решения задач и варианты заданий для выполнения контрольных работ. Учебное посо бие предназначено для студентов очно-заочной и заочной форм обуче ния технических специальностей.

УДК 621.7(076) Рассмотрено и одобрено на заседании научно-методического совета Бийского технологического института Протокол НМС № 5 от 28.03.2013 г.

© Блазнов А.Н., © БТИ АлтГТУ, СОДЕРЖАНИЕ Введение....................................................................................................... 1 Программа курса «технология конструкционных материалов»........... 2 Учебно-методические материалы по дисциплине................................. 3 Основы литейного производства........................................................... 3.1 Понятие о литниковой системе...................................................... 3.2 Выбор положения отливки в форме и поверхности разъема....... 3.3 Назначение припусков на механическую обработку................... 3.4 Расчет элементов литниковой системы......................................... 3.4.1 Литниковая система для серого чугуна.................................. 3.4.2 Литниковая система для стальных отливок........................... 4 Основы обработки материалов давлением........................................... 4.1 Общие сведения о процессах обработки давлением.................... 4.2 Виды обработки давлением............................................................ 4.3 Объемная штамповка...................................................................... 4.3.1 Влияние температуры на сопротивление деформированию и пластичность стали.......................................... 4.4 Расчет размеров заготовки для объемной штамповки................. 5 Основы сварочного производства......................................................... 5.1 Сварка давлением............................................................................ 5.2 Сварка плавлением.......................................................................... 5.3 Свариваемость металлов, сплавов и дефекты сварных соединений.............................................................................. 5.4 Технологичность сварных соединений.......................................... 6 Обработка материалов резанием........................................................... 6.1 Общие сведения о металлорежущих операциях........................... 6.2 Расчет режимов резания при точении............................................ 7 Понятие о технологичности конструкции изделия............................. 8 Пример расчета размеров заготовок и выбора рационального способа изготовления детали.................................................................... 8.1 Выбор припусков, расчет размеров заготовки-отливки и параметров литниковой системы...................................................... 8.2 Расчет и выбор заготовок для изготовления детали методом обработки давлением............................................................................. 8.3 Выбор заготовок для изготовления детали методом сварки........ 8.4 Расчет режима рационального точения поверхности отливки.... 8.5 Оценка технико-экономических показателей и выбор наиболее рационального способа изготовления детали..................... Приложение А. Варианты индивидуальных заданий к контрольным работам............................................................................. Приложение Б. Образец оформления титульного листа контрольной работы.................................................................................. ВВЕДЕНИЕ Основные способы получения металлических изделий и загото вок в машиностроении – литье, обработка давлением, сваркой и реза нием.

Способ изготовления обычно предопределен требованиями к де тали, ее конструктивными размерами и технологическими свойствами материала.

Например, станины станков, корпусы редукторов и другие дета ли, которые не требуют особой точности размеров и чистоты поверх ностей, чаще изготавливают литьем из чугуна, малоуглеродистых ста лей и сплавов цветных металлов. Литейные свойства материалов раз личны, например, чугун обладает лучшими литейными свойствами, чем сталь;

малоуглеродистые стали обычного качества (Ст3, Ст5) об ладают лучшими литейными свойствами, чем качественные (сталь 45) и легированные (сталь 40Х), и т.д.

Изделия, которые представляют собой профили постоянного се чения (рельсы, прутки, уголки, швеллеры), и детали при серийном производстве изготавливают с помощью обработки давлением, кото рая считается одним из самых экономичных способов. Ковкость мате риалов, проявляемая при обработке давлением, также различна и напрямую связана с пластичностью, например, ковкость чугуна хуже, медных и алюминиевых сплавов – лучше, ковкость сталей зависит от марки.

Изделия, требующие высокой точности размеров и чистоты по верхности, получают обработкой резанием на металлорежущих стан ках. Детали типа тел вращения в условиях единичного и массового производства чаще изготавливают на токарных станках и станках автоматах. Обрабатываемость резанием зависит от твердости и проч ности материла, так для чугуна и сплавов цветных металлов она выше, чем для стали. Для сталей Ст3, Ст5 обрабатываемость ниже, чем для стали 45.

С помощью сварки получают изделия, которые представляют со бой сборочные единицы заготовок, изготовленных методом литья или обработки давлением, часто подготовленные к сварке на металлоре жущих станках. Свариваемость материалов также определяется осо бенностью их внутреннего строения, например, у стали более высокая, чем у чугуна. Свариваемость углеродистых сталей Ст3, Ст5 выше, чем качественных конструкционных (сталь 45).

На этапах изготовления изделие может подвергаться дополни тельной обработке одним из перечисленных способов с целью подго товки для последующей обработки, исправления дефектов предыду щего способа или придания каких-либо специфических свойств. Так, например, отливки часто подвергают горячей обработке давлением для устранения внутренних раковин и пористости, рекристаллизации от ливок. Поковки и отливки одинаковых размеров подвергают механи ческой обработке резанием для получения деталей широкой номенкла туры форм и размеров. Для сварки используют поковки и отливки, которые предварительно обрабатывают на металлорежущих станках для придания необходимых форм и размеров и подготовки кромок к сварке. В свою очередь, сварные изделия также могут подвергаться обработке резанием для исправления возникающих при сварке переко сов и короблений и для чистовой обработки. И, наконец, изделия, по лученные методами литья, обработки давлением, сваркой и резанием, могут подвергаться термообработке для придания необходимых тех нологических и эксплуатационных свойств.

Таким образом, перед инженером стоит нелегкая задача выбора способа изготовления конкретной детали.

Если допустить, что для изготовления имеется оборудование и оснастка на все перечисленные способы, а технологические свойства материла удовлетворительны, выбор способа может быть обоснован технико-экономическими показателями изготовления.

Для упрощения технико-экономического анализа в настоящем пособии выбраны два наиболее важных количественных показателя технологичности конструкции – коэффициент использования материа ла и количество единиц задействованного оборудования (или участков изготовления).

На примере изготовления типовой детали с помощью литья, об ра-ботки давлением, сварки и обработки резанием показаны анализ и выбор наиболее экономически и технически рационального (и обосно ванного) способа изготовления.

В Приложении А даны варианты индивидуальных заданий для выполнения контрольных работ. Контрольные работы должны быть оформлены на листах формата А4 рукописным или машинописным способом, содержать титульный лист, задание, решение с необходи мыми рисунками и расчетными выражениями и список использован ной литературы. Пример оформления титульного листа приведен в Приложении Б.

Для выполнения контрольных работ рекомендуются соответ ствующие разделы учебно-методической литературы в соответствии с программой курса.

1 ПРОГРАММА КУРСА «ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»

Введение Цели и задачи дисциплины. Виды конструкционных материалов.

Свойства конструкционных материалов: физические, химические, ме ханические, технологические, эксплуатационные. Методы изучения состава, структуры и свойств материалов. Кристаллизация металлов и сплавов [1–4, 8–11 (разделы: введение;

внутреннее строение и свой ства сплавов;

методы изучения состава, структуры и свойств материа лов;

кристаллическое строение металлов и сплавов, кристаллизация)], [6, 7].

Производство стали и чугуна Материалы для производства стали и чугуна. Обогащение руд.

Понятия пустой породы, концентрата и «хвостов». Легирование, мо дифицирование и рафинирование сплавов. Подготовка руд к плавке (агломерирование, окусковывание, дробление) [1–4, 8–11 (разделы:

материалы для производства чугуна и стали;

обогащение руд)].

Сырье, флюсы, горючие материалы для выплавки чугуна и стали.

Производство чугуна в доменных печах. Производство стали конвер терным, мартеновским способами и выплавкой в электрических печах [1–4, 8–11 (разделы: производство чугуна;

производство стали)].

Основы литейного производства Основные этапы процесса изготовления отливок. Последователь ность технологических операций при литье. Изготовление отливок в разовых, многократных и комбинированных формах [1–5, 8–11 (раз дел «Основы литейного производства»)], [19, 20, 37, 38].

Понятие о литниковой системе, формовочных и стержневых сме сях и их свойствах. Понятие о литье в землю, в кокиль, по выплавляе мым моделям, центробежном литье и т.д. Литейные свойства сплавов [1–5, 8–11 (разделы: изготовление литых заготовок в разовых, в мно гократных формах;

специальные методы литья, литейные сплавы и их свойства)], [19, 20, 37, 38].

Основы обработки материалов давлением Физические основы обработки давлением. Классификация спосо бов обработки давлением. Обработка давлением в горячем и холодном состояниях. Явления наклепа, упрочнения и разупрочнения при обра ботке давлением [1–5, 8–11 (разделы: сущность обработки давлением;

холодная и горячая обработка давлением)], [21–27, 37, 38].

Основные виды обработки давлением: прокатка листовая и сор товая, прессование, волочение, штамповка листовая и объемная. Обо рудование, заготовки, используемые для этих видов обработки и полу чаемые изделия [1–5, 8–11 (разделы: виды обработки давлением, прокатка, волочение, прессование, ковка, объемная и листовая штам повка)], [21–27, 37, 38].

Основы сварочного производства Сварка давлением и плавлением. Дуговая сварка: ручная, автома тическая, аппаратное обеспечение, последовательность технологиче ских операций. Сварка под флюсом, в защитных газах и в контролиру емой атмосфере. Газовая сварка [1–5, 8–11 (разделы: физические ос новы сварки;

способы сварки плавлением)], [28, 30, 37, 38].

Примеры сварки давлением: контактная, холодная, сварка трени ем, ультразвуком, взрывом. Четыре типа соединения кромок заготовок при сварке. Дефекты, возникающие при сварке, методы контроля и способы устранения [1–5, 8–11 (разделы: способы сварки давлением;

контроль сварных соединений)], [29, 37, 38].

Обработка материалов резанием Сущность обработки резанием. Изучение металлорежущих стан ков и инструментов [2–7 (разделы: физические основы резания метал лов;

металлорежущие станки и инструменты)], [8, 10–12, 31, 32].

Параметры резания: глубина, подача, скорость, сила и мощность резания при точении, фрезеровании, сверлении. Расчет режимов реза ния [2–7 (раздел «Режимы резания»)], [8, 9, 31, 32].

Порошковая металлургия Технологический процесс получения изделий из металлических порошков (металлокерамика). Операции формования, спекания, обра ботки. Примеры металлокерамических изделий, их свойства [1–7 (раз дел «Производство деталей из металлических порошков»)], [27].

Изготовление изделий из композиционных материалов Характеристика и классификация композиционных материалов.

Изготовление изделий из металлических композиционных материалов.

Изготовление деталей из композиционных порошковых материалов.

Изготовление изделий из полимерных композиционных материалов.

Изготовление резиновых технических деталей [1–4, 8–11 (раздел «Из готовление изделий из композиционных материалов»)], [6, 7, 32–36].

2 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Количество экземпляров Наименование в библиотеке института (на кафедре) 2.1 Основная литература 1 Схиртладзе, А.Г. Технология конструкционных материалов: учебное пособие / А.Г. Схиртладзе [и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – Старый Оскол: ТНТ, 2009. – 360 с.

2 Дальский, А.М. Технология конструкционных материалов: учебник для студентов машинострои тельных специальностей вузов / А.М. Дальский [и др.];

под ред. А.М. Дальского. – 5-е изд., исправ ленное. – М.: Машиностроение, 2004. – 512 с.: ил.

3 Кузьмин, Б.А. Технология металлов и конструк ционные материалы: учебник для машинострои тельных техникумов / Б.А. Кузьмин [и др.];

под общ. ред. Б.А. Кузьмина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.: ил.

4 Дальский, А.М. Технология конструкционных материалов: учебник для вузов / А.М. Дальский [и др.];

под общ. ред. А.М. Дальского. – М.: Машино строение, 1977. – 664 с.: ил.

5 Роман, О.В. Лабораторный практикум по техно логии металлов и других конструкционных матери алов / О.В. Роман [и др.];

под общ. ред. О.В. Рома на. – Минск: Высшая школа, 1974. – 240 с.: ил.

6 Блазнов, А.Н. Методы механических испытаний композиционных стержней: монография / А.Н. Блаз нов [и др.];

под ред. А.Н. Блазнова, В.Ф. Савина. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2011. – 314 с.

Количество экземпляров Наименование в библиотеке института (на кафедре) 7 Кербер, М.Л. Полимерные композиционные ма териалы: структура, свойства, технология: учебное пособие / М.Л. Кербер [и др.];

под ред. А.А. Берли на. – СПб.: Профессия, 8 Дубинин, Н.П. Технология металлов и других конструкционных материалов: учебник для маши ностроительных специальностей вузов / Н.П. Дуби- нин [и др.];

под ред. Н.П. Дубинина. – 2-е изд., пе рераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1969. – 704 с.: ил.

9 Жадан, В.Г. Технология металлов и других кон струкционных материалов: учебник для немашино строительных специальностей технических вузов / В.Г. Жадан;

под ред. П.И. Полухина. – 2-е изд., пе рераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1970. – 704 с.: ил.

10 Кнорозов, Б.В. Технология металлов и мате риаловедение / Б.В. Кнорозов [и др.];

под ред. Л.Ф. Усовой. – М.: Металлургия, 1987. – 800 с.: ил.

11 Дриц, М.Х. Технология конструкционных мате риалов и материаловедение: учебник для немаши ностроит. специальностей вузов / М.Х. Дриц. – М.:

Высшая школа, 1990 – 446 с.: ил.

2.2 Дополнительная литература 12 Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с., ил.

13 Добрыднев, И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: учебное пособие для машиностроительных техникумов / И.С. Добрыднев. – М.: Машиностроение, 1985. – 184 с., ил.

14 Горбунов, Б.И. Обработка металлов резанием, металлорежущий инструмент и станки: учеб. посо бие для студентов немашиностроительных специ- альностей вузов / Б.И. Горбунов. – М.: Машино строение, 1981. – 287 с., ил.

Количество экземпляров Наименование в библиотеке института (на кафедре) 15 Колев, Н.С. Металлорежущие станки: учеб. пос.

для втузов по спец. «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» / Н.С. Ко- лев [и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 16 Справочник инструментальщика / И.А. Ординар цев [и др.];

под общ. ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. – 846 с.: ил.

17 Лоскутов, В.В. Сверлильные и расточные станки / В.В. Лоскутов. – М.: Машиностроение, 1981. – 152 с., ил.

18 Технологичность конструкции изделия: спра вочник / Ю.Д. Амиров [и др.];

под общ. ред. Ю.Д.

Амирова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машино строение, 1990. – 768 с.: ил.

19 Баландин, Г.Ф. Физико-химические основы ли тейного производства / Г.Ф. Баландин. – М.: Ма- шиностроение, 1971. – 216 с.

20 Баландин, Г.Ф. Основы теории формирования от ливки. В 2 ч. Ч.2. Формирование макроскопического строения отливки: учеб. пособие для машинострои тельных вузов по специальности «Машины и техно логия литейного производства» / Г.Ф. Баландин. – М.:

Машиностроение, 1979. – 335 с.: ил.

21 Ильин, Л.Н. Ковочно-штамповочное производ ство: лабораторный практикум: учеб. пособие для машиностроительных техникумов / Л.Н. Ильин, А.С. Подольский, Б.М. Поздеев. – М.: Машино строение, 1987. – 160 с.

22 Полухин, П.И. Технология процессов обработки материалов давлением / П.И. Полухин [и др.];

под ред. П.И. Полухина. – М.: Металлургия, 1988. – 408 с., ил.

23 Попов, Е.А. Технология и автоматизация листо вой штамповки: учебник для вузов / Е.А. Попов, В.Г. Ковалев, И.Н. Шубин. – М.: Изд-во МГТУ им.

Баумана, 2000. – 480 с.

Количество экземпляров Наименование в библиотеке института (на кафедре) 24 Авдеев, В.М. Изготовление заготовок и деталей пластическим деформированием / В.М. Авдеев [и др.]. – Л.: Политехника, 1991. – 351 с.;

ил.

25 Гликин, Н.М. Технология горячей обработки металлов: пособие для машиностроительных вузов / Н.М. Гликин. – М.: Машгиз, 1961. – 280 с.

26 Сторожев, Н.В. Теория обработки металлов давле нием: учебник для вузов / Н.В. Сторожев, Е.А. Попов.

– 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977. – 423 с.

27 Гунн, Г.Я. Теоретические основы обработки ме таллов давлением: Теория пластичности: учебник для вузов / Г.Я. Гунн;

под ред. П.И. Полухина. – М.:

Металлургия, 1980.– 456 с.

28 Виноградов, В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки:

учебник для проф. учебных заведений / В.С. Вино- градов. – М.: Высшая школа;

Изд. центр «Акаде мия», 1997. – 319 с.

29 Технология и оборудование контактной сварки:

учеб. пособие для машиностроительных и политех нических втузов по специальности «Оборудование и технологии сварочного производства». – М.: Ма шиностроение, 1975. – 536 с.

30 Никифоров, Г.Д. Технология и оборудование сварки плавлением / Г.Д. Никифоров, Г.В. Бобров, В.М. Никитин;

под ред. Г.Д. Никифорова. – М.:

Машиностроение, 1978. – 327 с.: ил.

31 Сосенушкин, Е.Н. Технологические процессы производства изделий из порошковых материалов:

учеб. пособие / Е.Н. Сосенушкин. – М.: МГТУ «Станкин», 1995. – 96 с.

Количество экземпляров Наименование в библиотеке института (на кафедре) 32 Воробей, В.В. Контроль качества изготовления и технология ремонта композитных конструкций:

монография / В.В. Воробей, В.Б. Маркин. – Ново сибирск: Наука, 33 Николаев, А.Ф Технология пластических масс:

учебное пособие для студ. хим.-технол. спец-тей вузов / А.Ф. Николаев. – Л.: Химия. Ленинград ское отделение, 34 Воробьев, В.А. Технология полимеров: учебник для вузов по спец-ти «Производство строит. изде лий и конструкций» / В.А. Воробьев, Р.А. Андриа нов. – 2-е изд., перераб. – М.: Выcшая школа, 35 Голдинг, Б. Химия и технология полимерных материалов / пер. с англ. под ред. И.Т. Романченко. – М.: Изд-во иностр. лит-ры, 36 Кошелев, Ф.Ф. Общая технология резины: учеб.

пособие для вузов / Ф.Ф. Кошелев, А.Е. Корнев, А.М. Буканов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 2.3 Учебно-методические материалы и пособия 37 Блазнов, А.Н. Литейное производство, обработка давлением и сварочное производство: методические рекомендации к лабораторным работам по курсу «Технология конструкционных материалов» для студентов специальностей 260601 «Машины и ап- параты пищевых производств», 240706 «Автомати- (30) зированное производство химических предприя- Кафедра тий», 655800 «Пищевая инженерия малых предпри- МАХиПП ятий», 240901 «Биотехнология» / А.Н. Блазнов, И.Н. Павлов, А.И. Легаев, В.А. Куничан;

Алт. гос.

техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун та, 2006. – 66 с.

Количество экземпляров Наименование в библиотеке института (на кафедре) 38 Блазнов, А.Н. Расчет заготовок и режимов обра ботки при изготовлении изделий литьем, обработ кой давлением, сваркой и обработкой резанием:

методические рекомендации с вариантами кон трольной работы по курсу «Технология конструк ционных материалов» для студентов заочной фор (30) мы обучения специальностей 260601 «Машины и Кафедра аппараты пищевых производств», 240706 «Автома МАХиПП тизированное производство химических предприя тий», 655800 «Пищевая инженерия малых предпри ятий», 240901 «Биотехнология» / А.Н. Блазнов;

Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос.

техн. ун-та, 2006. – 66 с.

39 Легаев, А.И. Обработка материалов резанием:

методические рекомендации к лабораторным рабо там по курсу «Технология конструкционных мате риалов» для студентов специальностей «Машины и аппараты пищевых производств», (20) 240706 «Автоматизированное производство хими Кафедра ческих предприятий», 240901 «Биотехнология», МАХиПП 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» / А.И. Легаев, А.Н. Блазнов, В.А. Куничан, Д.В. Ча щилов;

Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2011. – 56 с.

3 ОСНОВЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА 3.1 Понятие о литниковой системе Литейная форма заполняется жидким металлом через каналы, ко торые называют литниковой системой. Конструкция литниковой си стемы зависит от свойств сплава – его жидкотекучести и усадки. Рас ход металла на литниковую систему зависит от ее конструкции и обычно составляет от 20 до 40 % массы отливки для серого чугуна, от 30 до 60 % – для белого чугуна, от 60 до 80 % – для стали, от 35 до % – для цветных сплавов.

Основными элементами литниковой системы являются литейная воронка 3, стояк 4, шлакоуловитель 5, питатель 6, выпор-канал 2, при были 1, 10 (рисунок 3.1).

Жидкий металл заливается через воронку 3 и заполняет всю лит никовую систему. В шлакоуловителе 5 «всплывают» и задерживаются посторонние примеси, имеющие меньшую массу, чем расплавленный металл. Прибыли 1 и 10 кристаллизуются позже отливки 9 и питают отливку жидким металлом, компенсируя усадку сплава в отливке и предотвращая образование усадочных дефектов (раковин, трещин).

Выпор-канал 2 служит для вывода газов из формы. Открытая прибыль 1, расположенная в верхней части литейной формы, играет роль питаю щей прибыли и выпор-канала одновременно.

1 9 1, 10 – прибыли;

2 – выпор-канал;

3 – литейная воронка;

4 – стояк;

5 – шлакоуловитель;

6 – питатель;

7 – опока;

8 – формующая смесь (земля);

9 – отливка Рисунок 3.1 – Литниковая система Все сплавы в момент кристаллизации подвержены усадке. Под усадкой понимают свойство металлов и сплавов уменьшаться в объеме и линейных размерах при затвердевании и охлаждении. Линейная усадка (уменьшение отливки в линейных размерах) приводит к воз никновению усадочных внутренних напряжений, которые могут вы звать коробление отливки и возникновение трещин. Объемная усадка (уменьшение объема металла при затвердевании и остывании) приво дит к образованию усадочных раковин, которые представляют собой пустоты в отливках. Для борьбы с этими дефектами используют сле дующие способы. Для предупреждения возникновения внутренних напряжений при конструировании предусматривают закругления (гал тели) для острых углов и не допускают большого количества высту пающих частей. Также предусматривают плавный переход от толстой к тонкой стенке и литейные уклоны.

Линейная усадка отливок из серого чугуна в среднем достигает 1 %, из стали – 2 %;

из сплавов цветных металлов – 1,5 %. На практике линейные размеры модели увеличивают по сравнению с размерами детали на величину усадки.

Линейная усадка в процентах рассчитывается по формуле l l УС мод дет 100, (3.1) lдет где lмод, lдет – размеры модели и детали по чертежу соответственно, мм.

Для предупреждения образования усадочной раковины на отлив ке предусматривают прибыль с таким расчетом, чтобы металл в при были затвердевал в последнюю очередь, при этом усадочная раковина будет образовываться в прибыли.

Выпоры делают на самых высоких точках отливки и желательно со стороны, противоположной подводу металла. Ставить выпор на массивных частях отливки не рекомендуется, так как он, имея меньшее сечение и затвердевая раньше отливки, будет питаться ее металлом – в результате под выпором в отливке образуется раковина, или пори стость.

3.2 Выбор положения отливки в форме и поверхности разъема При назначении положения отливки в форме необходимо:

а) наиболее важные части отливки расположить в нижней части формы, так как металл получается в этих местах наиболее плотным;

б) отливку расположить в форме так, чтобы обеспечить ее направленное затвердевание и питание;

в) поверхности отливки, служащие базой при механической об работке, расположить в одной форме;

г) обрабатываемые поверхности расположить внизу, вертикально или наклонно.

Отливки из сплавов с большой усадкой (сталь, ковкий чугун) следует помещать в форме так, чтобы наиболее массивные части, тре бующие дополнительного питания, находились вверху.

На отливках из серого чугуна, где усадка небольшая, наоборот, массивные части рекомендуется размещать внизу.

При определении поверхности разъема необходимо соблюдать следующие требования:

а) форма и модель имели только одну поверхность разъема, по возможности плоскую, удобную для формовки и сборки формы;

б) отливка целиком помещалась в одной, желательно нижней, по луформе – это предотвращает появление брака по перекосам и смеще ниям;

в) число стержней было минимальным;

г) модель свободно извлекалась из формы.

3.3 Назначение припусков на механическую обработку Когда положение отливки в форме установлено, для всех обраба тываемых поверхностей назначают припуски на механическую обра ботку (таблицы 3.1, 3.2). Величина припуска зависит от типа металла отливки, класса точности, размера обрабатываемой поверхности и по ложения этой поверхности в форме. Припуски на нижние и боковые поверхности имеют одинаковое значение, на верхнюю припуск увели чивается. Последнее объясняется тем, что во время заливки различные неметаллические включения (пузырьки газов, шлак и т.д.) всплывают и загрязняют поверхность отливки.

Таблица 3.1 – Припуски на механическую обработку отливок из серого чугуна классов точности I–III (по ГОСТ 1855-55), мм Наиболь- Номинальный размер, мм Положение ший габа поверхности ритный до 50 от 50 до 120 от 120 до при залив размер ке детали, мм I II I II III I II III верх 2,5 3,5 2,5 4,0 4, до 120 низ, бок 2,0 2,5 2,0 3,0 3, верх от 120 2,5 4,0 3,0 4,5 5,0 3,0 5,0 5, низ, бок до 260 2,0 3,0 2,5 3,5 4,0 2,5 4,0 4, верх от 260 3,5 4,5 3,5 5,0 6,0 4,0 6,0 7, низ, бок до 500 2,5 3,5 3,0 4,0 4,5 3,5 4,5 5, верх от 500 4,5 5,0 4,5 6,0 7,0 5,0 6,5 7, низ, бок до 800 3,5 4,0 3,5 4,5 5,0 4,0 4,5 5, от 800 верх 5,0 6,0 5,0 7,0 7,0 6,0 7,0 8, до 1250 низ, бок 3,5 4,0 4,0 5,0 5,5 4,5 5,0 6, Таблица 3.2 – Припуски на механическую обработку стальных отливок класса I (по ГОСТ 2009-55), мм Наибольший Номинальный размер, мм Положение габаритный поверхности до 120– 260– 500– 800– размер детали, при заливке 120 260 500 800 мм верх 3, до низ, бок 3, от 120 верх 4,0 5, до 260 низ, бок 3,0 3, от 260 верх 5,0 5,0 6, до 500 низ, бок 3,0 4,0 4, от 500 верх 5,0 6,0 7,0 7, до 800 низ, бок 4,0 4,5 5,0 5, от 800 верх 7,0 7,0 8,0 8,0 9, до 1250 низ, бок 5,0 5,0 6,0 6,0 6, После нанесения припусков на вертикальных поверхностях от ливки показывают формовочные уклоны, которые необходимы для извлечения модели из формы. Методы выполнения формовочных уклонов зависят от ряда факторов. Формовочные уклоны на моделях должны выполняться:

1) на обрабатываемых поверхностях сверх припуска на механи ческую обработку за счет увеличения размеров отливки;

2) на необрабатываемых поверхностях, которые не сопрягаются с другими деталями за счет одновременного увеличения и уменьшения размеров отливки;

3) на необрабатываемых поверхностях, которые сопрягаются с другими деталями за счет уменьшения, увеличения или одновремен ного увеличения и уменьшения размеров отливки.

Формовочные уклоны наружных поверхностей модели и стерж невых ящиков в зависимости от высоты измеряемой поверхности при ведены в таблице 3.3.

На следующем этапе разработки технологии получения отливки на чертеже детали наносят границы стержней и размеры стержневых знаков. Размеры горизонтальных и вертикальных стержневых знаков определяются длиной стержней и их диаметром или средней толщиной (с увеличением длины и диаметра стержня размеры знаков увеличи ваются).

На следующем этапе разработки технологического процесса рас считывают элементы литниковой системы.

Таблица 3.3 – Формовочные уклоны Уклоны угла моделей (не более) Измеряемая высота поверхности модели, мм металлических деревянных до 20 1 30' от 20 до 50 1' 1 30' от 50 до 100 0 45' от 100 до 200 0 30' 0 45' от 200 до 300 0 30' 0 30' от 300 до 500 ' 0 30' 0 от 500 до 800 0 20' 0 20' 3.4 Расчет элементов литниковой системы 3.4.1 Литниковая система для серого чугуна Суммарная площадь поперечного сечения питателей Fп (м2) определяется из уравнения G, Fп (3.2) t 2 gH P где G – масса отливки с прибылями, кг;

– плотность жидкого металла, кг/м3 (для чугуна =7000 кг/м3);

t – время заполнения формы, с;

– коэффициент сопротивления литниковой системы и полости формы;

g – ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2;

Hр – расчетный статический напор, м.

h, Hр H ст (3.3) 2 H отл где Hст – высота стояка над питателем, м;

h – высота отливки, расположенная выше плоскости разъема, м;

Hотл – общая высота отливки, м.

Коэффициент учитывает гидравлические потери при движении жидкого металла в каналах литниковой системы и в форме. Практиче ски для тонкостенных отливок = 0,35…0,5.

Время заполнения формы определяется в зависимости от массы отливки по формуле (3.4) S G, t где G – масса отливки с литниковой системой, кг;

S – коэффициент, характеризующий толщину стенки отливки.

Средняя толщина стенки, мм до 10 свыше 11–20 21– Коэффициент S 1,0 1,3 1,5 1, Подставив найденные значения HP и t в исходную формулу, определяют суммарную площадь поперечного сечения питателей.

Площадь поперечного сечения остальных элементов системы находят по соотношениям, установленным на основе практических данных.

Для средних и мелких отливок из серого чугуна Fп : Fшл : Fст 1,0 : 1,1 : 1,2. (3.5) 3.4.2 Литниковая система для стальных отливок Сталь имеет плохие литейные свойства: усадка приближается к 2 %, низкая жидкотекучесть, склонность к трещинообразованию и образованию окисных пленок. Все это накладывает отпечаток на конструкцию и размеры литниковых ходов. Широко распространен подвод металла через прибыли в наиболее массивные части отливки.

Продолжительность заливки формы можно определить по фор муле S3 G, (3.6) t где S – коэффициент, принимаемый равным от 1,4 до 1,6;

– средняя толщина стенок отливки, мм;

G – масса отливки с литниками и прибылями, кг.

Fп (см2) для стальных отливок Суммарное сечение питателей можно определить по формуле G, Fп (3.7) KY tL где KY – удельная скорость заливки (зависит от относительной плотно сти отливки KV = G/V), кг/см2·с;

V – объем литейной формы, дм3, определяемый ориентировочно по допустимому расстоянию между моделью и стенками опок (таблица 3.4);

L – коэффициент поправки на жидкотекучесть стали (для углеро дистых сталей L = 0,85, малоуглеродистых сталей L = 1, легированных L = 1,15).

от 0 от 1 от 2 от 3 от 4 от 5 свыше KV = G/V (кг/дм3) до 1 до 2 до 3 до 4 до 5 до 6 KY (кг/см2·с) 0,97 1,02 1,12 1,2 1,29 1,38 1, Площадь сечения остальных элементов литниковой системы определяют из соотношения (3.5): Fп : Fшл : Fст 1, 0 :1,1:1, 2.

Таблица 3.4 – Допустимые расстояния между моделями и элементами формы Допустимые расстояния, мм от от от верха от между от кромки Масса низа кромки модели модели кром- шлако отлив- моде- стояка до до ками уловителя ки, кг ли до верха стенок моде- до кромки до низа стенки опоки опоки лей модели опоки опоки до 5 40 40 30 30 30 5–10 50 50 40 40 40 10–25 60 60 40 50 50 25–50 70 70 50 50 60 50–100 90 90 50 60 70 100–250 100 100 60 70 100 – 250–500 120 120 70 80 Подбор размеров прибылей для питания стальных отливок осу ществляют по расчетным номограммам. Ориентировочные размеры прибылей могут быть определены из соотношения d (1, 8...2, 5) D, (3.8) где d – диаметр вписанной окружности прибыли, мм;

D – диаметр вписанной окружности наиболее массивной подпри быльной части, мм.

Наибольший размер овального перешейка t, соединяющего при быль с отливкой, определяется из соотношения t ( d D) / 2. (3.9) В зависимости от размеров отливки на подмодельной плите уста навливается одна или несколько моделей. Допускается установка од ной модели в том случае, когда для получения по ней формы необхо димо использовать опоки размером не менее 400400 мм. В противном случае на подмодельной плите устанавливается несколько моделей.

Расстояние между моделями, литниковой системой и стенками опок выбирается по таблице 3.4.

4 ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 4.1 Общие сведения о процессах обработки давлением Обработкой давлением называют технологический процесс по лучения фасонных деталей или заготовок путем их пластического де формирования в нагретом или холодном состоянии.

Холодное пластическое деформирование достигается путем из менения формы и размеров зерен металла и их относительного пере мещения в холодном состоянии.

В процессе обработки давлением зерна металла дробятся и вытя гиваются в направлении пластического течения металла, создавая по лосчатую (волокнистую) микроструктуру. Искажение кристалличе ской решетки приводит к возникновению напряжений в металле, из менению физико-химических свойств металла, называемому упрочнением (наклепом). При наклепе возрастают прочность и твер дость, снижается пластичность.

Волокнистое строение деформированного металла приводит к анизотропии его свойств (прочность и ударная вязкость вдоль его волокон выше, чем поперек). Поэтому течение металла при обработке давлением следует направлять так, чтобы волокна совпадали с направ лением наибольших напряжений в детали при ее эксплуатации.

Наклеп при холодном деформировании в 1,5–2 раза увеличивает прочность и твердость металла при одновременном снижении его пла стичности. Поэтому в ряде случаев изделия специально подвергают упрочняющему деформированию.

Горячая обработка давлением представляет собой процесс де формирования предварительно нагретого или нагрев холоднодефор мированного металла.

При этом происходят разупрочняющие процессы, называемые возвратом и рекристаллизацией. Сущность этих явлений сводится к образованию нормальной (не волокнистой) структуры при темпера туре, достаточной для формирования кристаллической структуры (обычно 0,4 Тпл), т.е. действию, обратному наклепу. В результате исче зает анизотропия свойств металла, увеличивается пластичность, сни жается твердость и улучшается обрабатываемость резанием.

4.2 Виды обработки давлением Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в преобразовании заготовки простой формы в деталь бо лее сложной формы того же объема, относится к малоотходной технологии. Основная масса стали, выплавляемой в сталеплавильных цехах, поступает в прокатные цеха в виде слитков.

В зависимости от материала заготовки, формы и размеров изде лий, типа производства применяют следующие виды обработки давле нием: прокатку, волочение, прессование, ковку, штамповку (рису нок 4.1).

а – прокатка;

б – прессование;

в – волочение;

г – ковка;

д – листовая штамповка;

е – объемная штамповка Рисунок 4.1 – Схемы основных видов обработки металлов давлением Прокатка – деформирование холодного или нагретого металла вращающимися валками для изменения формы и размеров поперечно го сечения и увеличения длины заготовки (рисунок 4.1а). Технологи ческие процессы прокатки обычно состоят из двух стадий: прокатки слитка в полупродукт;

прокатки полупродукта в готовый прокат.

Полупродуктом являются слябы, блюмы, а также более мелкие заготовки, которые прокатываются из блюмов.

Получаемый из полупродукта прокат применяют непосредственно в конструкциях либо в качестве заготовок для последующей ковки, штамповки, сварки. Совокупность различных профилей называют сор таментом. Сортамент прокатываемых профилей делят на четыре груп пы: листовой прокат, сортовой прокат, трубы и прокат специальных видов.

Листовой прокат получают прокаткой слябов на листовых станах.

Листовую сталь делят также в зависимости от ее назначения на элек тротехническую, автотракторную, судостроительную и т.д. Изделия из холоднокатаной стали имеют более высокую точность и менее шеро ховатую поверхность, чем из горячекатаной.

Сортовой прокат простой формы (в сечении квадрат, круг, пря моугольник, шестигранник) и сложной фасонной формы (двутавровые балки, швеллеры, рельсы, уголки и т.п.) прокатывают на сортовых ста нах из блюмов и заготовок, пропуская их через ряд соответствующих калибров.

Трубы получают сваркой заготовок, свернутых из полосы, или прокаткой на автоматических трубопрокатных станах.

Специальные виды проката – колеса, кольца, оси, втулки, шары, сверла, зубчатые колеса, винты с крупной резьбой и т.п. – получают на деталепрокатных станах, при этом достигается большая производи тельность при экономном расходовании металла.

Прессование – это выдавливание с силой Q заготовки из контей нера через отверстие в матрице, соответствующее сечению выдавлива емого профиля (рисунок 4.1б). Прессованием получают прутки диа метром от 3 до 250 мм, трубы диаметром от 20 до 400 мм и другие профили, сплошные и полые, с постоянным или переменным сечени ем.

Волочение заключается в протягивании заготовок с силой Р че рез сужающееся отверстие в инструменте, называемом волокой (рису нок 4.1в). Конфигурация отверстия определяет форму получаемого профиля. Исходными заготовками служат прокатные или прессован ные прутки и трубы. Волочением получают проволоку диаметром от 0,002 до 10 мм и фасонные профили, а также калибруют трубы диа метром от 0,3 до 200 мм и прутки диаметром от 3 до 150 мм. Волоче ние производят в холодном состоянии, что обеспечивает такую же точность размеров и шероховатость поверхности, как при обработке резанием.

Ковка – это деформирование усилием N нагретой заготовки ра бочими поверхностями универсальных инструментов – бойков при свободном течении материала в стороны (рисунок 4.1г). Ковкой полу чают разнообразные по форме и размерам поковки массой до 300 т, которые служат заготовками для последующей обработки резанием.

Штамповка – обработка заготовок из сортового или листового проката давлением с помощью специального инструмента – штампа.

Ее широко применяют для серийного изготовления деталей.

В зависимости от характера деформирования и используемых за готовок холодную штамповку делят на объемную (сортового металла) (рисунок 4.1е) и листовую (листового металла) (рисунок 4.1д).

4.3 Объемная штамповка Холодная штамповка производится в соответствующих штампах без нагрева заготовок и сопровождается деформированным упрочнением металла. Она обеспечивает достаточно высокую точность и малую шероховатость поверхности заготовок при малых отходах металла, низкой трудоемкости и стоимости изготовления.

Возможность осуществления холодной штамповки и качество получаемых заготовок и деталей во многом определяется качеством исходного материала. В металлургических процессах выплавки метал ла нужно обеспечить его химический состав и отсутствие загрязнений металла. Технологические режимы прокатки и термообработки загото вок должны способствовать получению равномерной мелкозернистой структуры металла.

В качестве заготовок для объемной штамповки используют, как правило, сортовой прокат. Большое значение имеет подготовка по верхности заготовок – удаление окалины, загрязнений и поверхностных дефектов. Заготовки смазывают для снижения силы штамповки, по вышения стойкости инструмента, предотвращения трещин и других де фектов. Процессы холодной штамповки выполняют за несколько тех нологических проходов, постепенно приближая форму и размеры заго товок к форме и размерам готовых деталей.

4.3.1 Влияние температуры на сопротивление деформированию и пластичность стали Холодная деформация сопровождается интенсивным упрочнением металла, что снижает пластичность и повышает сопротивление дефор мированию. Поэтому в холодном состоянии целесообразно деформи ровать пластичные сплавы и стали с содержанием углерода не более 0,3–0,35 %. Холодная деформация высокоуглеродистых и легирован ных сталей нерациональна ввиду их низкой пластичности и низкой стойкости инструмента из-за увеличенных нагрузок.

Нагрев стали до температур горячей деформации (от 1000 до 1200 С) позволяет по сравнению с холодной деформацией снизить сопротивление деформированию почти в 10 раз и значительно повы сить пластичность. Поэтому при горячей деформации рационально обрабатывать большинство известных сталей и сплавов, включая труднодеформируемые. После горячей деформации металл имеет пол ностью рекристаллизованную структуру без каких-либо следов упроч нения.

Полугорячая деформация занимает промежуточное положение между холодной и горячей деформацией. Нижняя граница темпера турного интервала полугорячей деформации находится на уровне от 300 до 500 С, при котором наблюдается локальное повышение сопро тивления деформированию и снижение пластичности вследствие вы падания из твердого раствора железа с углеродом мельчайших частиц карбидов по плоскостям скольжения. Верхняя граница находится на уровне от 750 до 800 С, при котором в стали происходят фазовые пре вращения и начинается интенсивное окалинообразование. Полугоря чая деформация позволяет, с одной стороны, использовать преимуще ства горячей деформации (высокая пластичность, низкое сопротивле ние деформированию), и с другой – обеспечивает низкую шероховатость поверхности, высокую размерную точность и др., по лучаемые при холодной деформации. После полугорячей деформации сталь имеет частично рекристаллизованную структуру.

Операции объемной штамповки выполняют на прессах или хо лодноштамповочных автоматах. Ее основными разновидностями яв ляются высадка, выдавливание и объемная формовка.

Высадка – это осадка части заготовки, т.е. образование местных утолщений требуемой формы, например, головок болтов. Можно вы саживать утолщения, концентричные и эксцентричные относительно оси стержня. Заготовкой обычно служит холоднотянутый материал.

Высадкой изготавливают стандартные и специальные крепежные изделия, а также другие детали, например, зубчатые колеса заодно с валом, детали электронной аппаратуры.

Выдавливание – формообразование сплошных или полых изде лий благодаря пластическому течению из полости штампа через отвер стия соответствующей формы. Различают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание (рисунки 4.2а–4.2г).

Выдавливанием получают изделия преимущественно цилиндри ческой или близкой к ней формы, например, корпуса автомобильных свечей зажигания, конденсаторных батарей, генераторов и т.п. Точ ность размеров и параметр шероховатости деталей те же, что после обработки резанием.

Следует учитывать, что размеры изделий могут отличаться от размеров матрицы из-за нагрева и упругих деформаций как матриц, так и изделий, а на стабильности размеров сказывается износ матриц.

Для выдавливания требуются большие удельные силы, что в ряде слу чаев может приводить к поломкам или низкой стойкости инструмента.

а, б, в, г – выдавливание соответственно прямое, обратное, боковое, комбинированное;

д, е – соответственно в открытых и в закрытых штампах Рисунок 4.2 – Схемы выдавливания и формовки Объемная формовка – это формообразование деталей путем за полнения металлом полости штампа. Она производится в открытых штампах, где излишки металла вытекают в специальную полость для образования облоя (рисунок 4.2д), и в закрытых штампах, где облой не образуется (рисунок 4.2е). После формовки в открытом штампе облой обрезают в специальном обрезном штампе. Форма и размеры загото вок должны быть выбраны с учетом наименьшего расхода и наилуч шего течения металла. Возможность вытекания металла с образовани ем облоя позволяет снизить требования к точности размеров заготовок, а также облегчает процесс деформирования, вследствие чего удельные силы при открытой формовке меньше, чем при закрытой.

При формовке в закрытых штампах объем заготовки должен быть равен объему поковки. Это дает экономию металла, уменьшает объем последующей обработки деталей. Прочность полученных деталей вы ше прочности деталей, полученных в открытых штампах. Однако формовку в закрытых штампах применяют реже, чем в открытых, из-за большой сложности и стоимости получения заготовок точного объема, необходимости использования более мощного оборудования.

Объемной формовкой изготавливают пространственные детали сложных форм, сплошные и с отверстиями. Детали обычно получают за несколько переходов, в процессе которых последовательно изменя ется форма заготовки, для снятия наклепа выполняется промежуточ ный отжиг.

В массовом и крупносерийном производстве целесообразно об работку резанием ряда деталей заменять холодной штамповкой или комбинировать эти процессы. При холодной штамповке коэффициент использования металла достигает 95 % вместо 30–40 % при обработке резанием. Трудоемкость изготовления, например, болтов на холодно высадочных автоматах в 200–400 раз меньше, чем трудоемкость их изготовления на токарных станках.

Холодной объемной штамповкой можно получать цельные дета ли из одной заготовки (например, зубчатые колеса и кулачки заодно с валом) взамен деталей, которые изготавливаются из двух и более ча стей сваркой, клепкой и т.п. Однако для холодной штамповки требует ся дорогостоящий специальный инструмент, что делает целесообраз ным ее применение только в массовом и крупносерийном производ стве.

4.4 Расчет размеров заготовки для объемной штамповки Рассмотрим расчет размеров и выбор заготовки для изготовления детали с помощью объемной штамповки на примере высадки.

Высадка широко применяется при горячей объемной штамповке на горизонтально-ковочных машинах и на холодно-высадочных авто матах. Различают высадку на свободный диаметр, высадку плоским пуансоном в матрице и набор металла в коническом пуансоне (рису нок 4.3).

а б в а – на свободный диаметр плоским пуансоном;

б – в матрице плоским пуансоном;

в – пуансоном с конической полостью Рисунок 4.3 – Схемы высадки Существует три правила высадки.

Первое правило: при высадке плоским пуансоном на свободный диаметр за один ход машины можно осуществить набор металла, если длина высаживаемой части не превышает трех диаметров заготовки (lв 3d) при ровном и перпендикулярном к оси прутка торце;

двух с половиной диаметров (lв 2,5d) при угле скоса торца менее 6;

двух диаметров (lв 2d) при угле скоса торца более 6. В противном случае произойдет изгиб заготовки, а при последующем деформировании на боковой поверхности образуется зажим (глубокая складка). Чтобы ис ключить продольный изгиб, высадку необходимо вести за несколько последовательных переходов (для набора необходимого объема металла).

Второе правило: если длина высаживаемой части lв 3d, то вы садку за один ход машины можно провести на диаметр d1 1,5d (рису нок 4.3б). Чтобы избежать образования зажимов, деформирование осуществляют в закрытой полости матрицы или пуансона так, чтобы стенки полости предохраняли высаживаемый пруток от слишком большого изгиба. С уменьшением зазора между полостью матрицы d и прутком d опасность образования зажима уменьшается.

Третье правило: если длина высаживаемой части lв 3d и высадка проводится на диаметр d1 = 1,5d, то выступающая за пределы матрицы свободная часть прутка не должна превышать исходного диаметра прутка (l d).

Наиболее благоприятные условия набора металла обеспечивает высадка в пуансоне с конической полостью (рисунок 4.3в). Для опре деления размеров конической полости пуансона исходят из условия равенства объемов высаживаемой части заготовки VВ d 2 / 4 и кони ческой полости пуансона:

2 VК ( /12)( DК d К DК d К )lК VВ. (4.1) Длину высаживаемой части заготовки при горячей штамповке на горизонтально-ковочных машинах определяют исходя из объема вы саживаемой части поковки Vпок с учетом усадки (для стали усадку при нимают равной 1,5 %), потерь металла на угар Vуг (при пламенном нагреве от 1,5 до 2 %, электронагреве 0,5 % объема заготовки) и отхо да на облой, если он предусмотрен.

Таким образом, объем высаживаемой части заготовки в Vзаг Vпок Vуг Vобл. (4.2) При холодной высадке объем заготовки принимают равным объ ему поковки.

Диаметр заготовки d определяется диаметром стержня исходной поковки. Длина высаживаемой части в 4Vзаг / d 2. (4.3) lв Длина исходной заготовки-поковки для высадки lст, l заг lв (4.4) где lст – длина стержневой части поковки.

На наружные поверхности заготовок назначают припуски на ме ханическую обработку для цилиндрических поверхностей – по табли це 4.1, для торцов и уступов – по таблице 4.2. С учетом припусков вы бирают диаметр заготовки из стандартного ряда горячекатаного или холоднокатаного проката по таблицам 4.3 или 4.4 соответственно.

Таблица 4.1 – Припуски на черновую обработку при точении наружных цилиндрических поверхностей Номи- Припуск на диаметр при расчетной длине, мм нальный до от 25 от 63 от 100 от 160 от 250 от 400 от 630 от диаметр, 25 до 63 до 100 до 160 до 250 до 400 до 630 до 1000 до мм до 6 – – – 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3, от 6 до 10 – – 3,0 3,0 3,0 3,5 3,5 3,5 3, от 10 до 18 3,0 – – 3,0 3,0 3,5 3,5 3,5 4, от 18 до 30 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 4,0 5,0 5, от 30 до 50 4,0 4,0 4,0 4,5 4,5 4,5 5,0 5,5 6, от 50 до 80 4,0 4,0 4,0 4,5 4,5 4,5 5,0 5,5 6, от 5,5 5,5 5,5 6,0 6,0 7,0 7,5 8,5 8, до от 6,0 6,0 6,0 7,0 7,0 7,5 8,0 9,0 9, до Таблица 4.2 – Припуски на подрезание торцов и уступов Припуск при общей длине заготовки, мм Номинальный от 18 от 50 от 120 от диаметр, мм до 18 св. до до 50 до 120 до до 30 0,4 0,5 0,7 0,8 1,0 1, от 30 до 50 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 1, от 50 до 120 0,6 0,7 0,8 1,0 1,2 1, от 120 до 300 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1, Таблица 4.3 – Горячекатаный прокат по ГОСТ 2590- Допускаемые отклонения Диаметр Допуск – + Сталь горячекатаная круглая повышенной точности (Б) 3;

5,5;

6;

6,5;

7;

8;

9 0,1 0,3 0, 10;

11;

12;

14;

15;

16;

17;

18;

19 0,2 0,3 0, 20;

21;

22;

23;

24;

25 0,2 0,4 0, 26;

27;

28;

29;

30;

31;

32;

33;

34;

35;

36;

37;

38;

39;

40;

41;

42;

43;

44;

45;

46;

47;

0,2 0,6 0, 50;

52;

53;

54;

55;

56;

58 0,2 0,9 1, 60;

62;

63;

65;

67;

68;

70;

75;

78 0,3 1,0 1, 80;

82;

85;

90;

95 0,4 1,2 1, 100;

105;

110;

115 0,5 1,5 2, 120;

125 0,6 1,8 2, 130;

135;

140;

150 0,6 2,0 2, Сталь горячекатаная круглая обычной точности (В) 5;

5,5;

6;

6,5;

7;

8;

9;

10;

11;

12;

13;

14;

15;

0,3 0,5 0, 16;

17;

18;

20;

21;

22;

23;

24;

25 0,4 0,5 0, 26;

27;

28;

29;

30;

31;

32;

33;

34;

35;

36;

0,4 0,75 1, 37;

38;

39;

40;

42;

44;

50;

52;

54;

55;

56;

58 0,4 1,0 1, 60;

62;

65;

68;

70;

72;

75;

78 0,5 1,1 1, 80;

85;

90;

95 0,5 1,3 1, 100;

110;

115 0,6 1,7 2, 120;

125;

130;

140;

150 0,8 2,0 2, Таблица 4.4 – Калиброванная круглая холоднотянутая и холоднокатаная сталь по ГОСТ 7417- Отклонения, мм, для Отклонения, мм, для Диаметр*, Диаметр*, стали классов точности стали классов точности мм мм 3а 3а 3 4 5 3 4 3,0 -0,020 -0,040 -0,060 -0,120 31–50 -0,050 -0,100 -0,170 -0, 3,1–6 -0,025 -0,048 -0,080 -0,160 52–65 -0,060 -0,120 -0,200 -0, – – 6,1–10 -0,030 -0,058 -0,100 -0,200 67–80 -0,200 -0, – – 10,2–18 -0,035 -0,070 -0,120 -0,240 82–100 -0,230 -0, 18,5–30 -0,045 -0,084 -0,140 -0, * Диаметры в указанных пределах брать из ряда: 3,1;

3,2;

3,3;

3,4;

3,5;

3,6;

3,7;

3,8;

3,9;

4,0;

4,1;

4,2;

4,4;

4,5;

4,6;

4,8;

4,9;

5,0;

5,2;

5,3;

5,5;

5,6;

5,8;

6,0;

6,1;

6,3;

6,5;

6,7;

6,9;

7,0;

7,1;

7,3;

7,5;

7,7;

7,8;

8,0;

8,2;

8,5;

8,8;

9,0;

9,2;

9,3;

9,5;

9,8;

10,0;

10,5;

10,8;

11;

11,2;

11,5;

11,8;

12,0;

12,5;

12,8;

13,0;

13,5;

14,0;

14,2;

14,5;

14,8;

15,0;

15,2;

15,5;

15,8;

16,0;

16,2;

16,5;

16,8;

17,0;

17,2;

17,5;

17,6;

17,8;

18,0;

18,5;

19,0;

19,5;

20,0;

20,5;

21,0;

21,5;

22–42 с интерва лом 1 мм;

44;

45;

46;

48;

49;

50;

52;

53;

55;

56;

58;

60;

61;

62;

63;

65;

67;

69;

70;

71;

73;

75;

78;

80;

82;

85;

88;

90;

92;

95;

98;

5 ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА Сваркой называют технологический процесс получения неразъ емных соединений из металлов, сплавов и других однородных или разнородных материалов в результате образования атомно молекулярных связей между частицами соединяемых заготовок. В за висимости от агрегатного состояния металла в месте соединения во время сварки различают сварку давлением, осуществляемую с прило жением давления в холодном или в подогретом состоянии, и сварку плавлением, при которой соединение получают расплавлением соединяе мых поверхностей.

5.1 Сварка давлением Сущность получения неразъемного сварного соединения двух металлических заготовок в твердом состоянии состоит в сближении идеально чистых соединяемых поверхностей на расстояние (2–4)·10 – см, при котором возникают межатомарные силы притяжения. При до стижении такого расстояния возможно образование металлических связей. Поверхность любого, даже тщательно отполированного, твер дого тела всегда волниста, шероховата и имеет множество микроско пических выступов, высота которых, однако, на несколько порядков выше, чем расстояния, необходимые для возникновения сил межато марного взаимодействия.

Наружную поверхность металла характеризует наличие неском пенсированных металлических связей и большое число дефектов кри сталлического строения, что способствует ее активному взаимодей ствию с внешней средой и приводит к быстрому окислению и осажде нию на поверхности жидкости и газов. Практически после любой обработки поверхность мгновенно покрывается тонкой пленкой окси дов. Толщина этого слоя составляет от 100 до 200 молекул, и удалить его полностью не удается, так как этому препятствует возникшая меж ду слоем и поверхностью электрическая связь.

Таким образом, главными причинами, препятствующими полу чению прочного неразъемного соединения методом диффузии, явля ются шероховатость поверхности и наличие оксидных пленок на по верхности соединяемых заготовок.

Получить прочное неразъемное соединение двух поверхностей в твердом состоянии можно, если удалить загрязняющие пленки и осуществить затем плотный контакт по всей соединяемой плоскости.

Практически при сварке в твердом состоянии этого достигают путем приложения к свариваемым заготовкам давления, которое должно быть достаточным для смятия всех неровностей в соединяемом сече нии.

Сварку в твердом состоянии с приложением давления называют сваркой давлением. Существует множество разновидностей сварки давлением, которые различаются источником нагревания либо видом энергии, применяемым для активации процесса.

К сварке давлением относится контактная электрическая свар ка, при которой подогревают соединяемые поверхности проходящим электрическим током и затем их сдавливают. По виду получаемого соединения контактную сварку подразделяют на стыковую, точечную и шовную.

Конденсаторная сварка является одной из разновидностей кон тактной электрической сварки. Энергия, необходимая для подогрева ния места сварки, накапливается в конденсаторах, а затем в процессе разряда преобразуется в теплоту.

Диффузионной сваркой соединяют заготовки в твердом состоя нии в вакууме приложением сдавливающих сил при повышенной тем пературе. Тщательно зачищенные свариваемые заготовки собирают, помещают в вакуумную камеру (при давлении от 133·10–3 до 10–6 Па), сдавливают и затем нагревают специальным источником тепла до тем пературы рекристаллизации, равной 0,4Тпл (температуры плавления).

Сварка трением образует соединение в результате пластического деформирования заготовок, предварительно нагретых в месте контакта теплотой, выделившейся в результате их трения.

Холодная сварка – один из способов сварки давлением без подо гревания. Для ее осуществления с соединяемых поверхностей враща ющейся металлической щеткой, шабрением и последующим обезжи риванием тщательно удаляют оксиды и загрязнения. Детали, подле жащие сварке, помещают между неподвижным и подвижным пуансонами, которые имеют выступы, при сварке полностью вдавли ваемые в поверхность металла.

5.2 Сварка плавлением При сварке плавлением силы межатомарного взаимодействия возникают между материалами двух свариваемых заготовок, находя щихся в месте соединения в жидком состоянии. Для получения не разъемного соединения кромки свариваемых заготовок расплавляют с помощью мощного источника теплоты;

расплавленный металл образу ет общую сварочную ванну. Расплавленный металл соединяемых заго товок смешивается и образуются межмолекулярные связи. В процессе расплавления устраняются все неровности поверхностей, органические пленки, адсорбированные газы, оксиды и другие загрязнения. По мере удаления источника нагревания жидкий металл остывает, начинается кристаллизация и образование сварного шва. Сварку можно осуществ лять, расплавляя только кромку свариваемых заготовок либо дополни тельно к этому расплавляя присадочный металл (как правило, металл электрода).

В зависимости от типа выбранного источника теплоты сварку плавлением можно подразделять на электродуговую, электронно лучевую, ацетилено-кислородную (газовую) и т.п.

Металл сварного шва, полученный при сварке плавлением, по своей структуре и химическому составу существенно отличается от металла свариваемых заготовок. Полученный в процессе сварки плав лением сварной шов имеет литую структуру.

Электрическая дуговая сварка является одним из наиболее рас пространенных способов сварки плавлением. К свариваемым заготов кам и к электроду подводится постоянный или переменный ток от спе циального источника тока и возбуждается электрическая сварочная дуга – стабильный электрический разряд в ионизированных парах или газах. Электропроводимость дугового промежутка обусловлена появ лением электродов и ионов в результате термической ионизации. Тем пература, необходимая для ионизации в момент возбуждения дуги, получается вследствие выделения теплоты при коротком замыкании электрода на деталь.

Дуговая сварка плавлением имеет разновидности в зависимости от степени автоматизации и рода защиты расплавленного металла от воздействия окружающей среды.

При ручной дуговой сварке сварщик возбуждает дугу, поддержи вает ее горение, опускает электрод по мере его плавления и перемещает электрод вдоль свариваемых заготовок. В качестве электродов в этом случае применяют прутки из сварочной проволоки, покрытые специ альным составом. В этот состав вводят элементы, способствующие устойчивости дуги и осуществляющие защиту расплавленного металла от вредного воздействия окружающей среды, раскисление и легирова ние металла шва. В зависимости от назначения различают следующие типы электродов: для сварки конструкционных углеродистых, низко легированных и легированных сталей, цветных металлов и сплавов и для наплавочных работ.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом обеспечивает про изводительность, в 10–15 раз большую производительности ручной дуговой сварки, и, кроме того, она не требует оператора столь высокой квалификации. При автоматической сварке зажигание дуги, подача электрода в дугу и перемещение его вдоль направления сварки осу ществляются механически либо автоматами, выдерживающими задан ный параметр режима. Защита расплавленного металла от воздействия воздуха осуществляется порошкообразным флюсом, ссыпаемым из бун кера непосредственно перед дугой.

Разновидностью дуговой сварки под флюсом является полу автоматическая сварка. При таком способе подача электрода осуществляется механически, а перемещение его по направлению сварки – вручную. Способ рекомендуют для получения коротких и криволинейных швов в нижнем положении.

При сварке в защитных газах в зону сварочной дуги подается инертный либо нейтральный газ, достаточно надежно защищающий расплавленный и остывающий металл сварного шва от контакта с окружающей атмосферой. В качестве защитных газов наибольшее применение получили инертные газы – аргон, гелий и более дешевый углекислый газ. Иногда применяют смеси двух газов и более. При сварке с защитой инертными газами различают сварку неплавящимся и плавящимся электродами.

Разновидностью сварки в среде инертных газов является сварка в контролируемой атмосфере. Детали помещают в специальные каме ры, из которых откачивают воздух, а затем заполняют аргоном. Сварку выполняют вручную или с помощью автомата с дистанционным управлением. Для сварки крупногабаритных заготовок применяют ка меры объемом до 450 м3, внутри которых работает сварщик, снабжен ный специальной системой обеспечения дыхания. Сварка в среде инертных газов является относительно дорогим процессом, и ее при меняют в основном для сварки заготовок из цветных металлов и спла вов, из аустенитных и высокопрочных сталей, а также из тугоплавких и активных металлов.

Лучевая сварка плавлением имеет разновидность – электронно лучевую сварку, сущность которой состоит в использовании для нагрева и расплавления свариваемых кромок кинетической энергии электронов, движущихся с высокими скоростями в вакууме. В месте соударения электронов со свариваемыми заготовками почти 99 % ки нетической энергии переходит в тепловую, что сопровождается повы шением температуры до 5000–6000 °С. Кромки заготовок расплавля ются, и после кристаллизации образуется сварной шов.

5.3 Свариваемость металлов, сплавов и дефекты сварных соединений Свариваемостью металла называют совокупность его техно логических свойств, определяющих его способность обеспечить при принятом технологическом процессе экономичное, надежное в эксплу атации сварное соединение. Соединение считают высококачественным или равнопрочным, если его механические свойства близки к механическим свойствам основного металла, и в нем отсутствуют поры, шлаковые включения, раковины. Кроме того, в некоторых слу чаях соединение должно иметь химические и физические свойства такие же, как свойства основного металла.

Рассмотренные выше способы сварки в большинстве своем свя заны с нагреванием заготовок. В процессе нагревания, которое в зави симости от плотности мощности источника осуществляется со скоро стью от 200–300 до 5000–10000 °С/с (лазерное воздействие), происхо дит нагревание, расплавление и даже испарение металла в зоне действия источника, а также подогрев металла, прилегающего к месту соединения в зоне термического влияния. Одновременно протекают фазовые изменения, диффузионные процессы, приводящие к перерас пределению примесей, перемещение границ зерен, рост зерен. Форми руется сварочная ванна.

После окончания непосредственного действия источника энергии (максимум на термическом цикле) начинается затвердевание сварного шва и затем его остывание. Характер структуры, образующейся в шве и зоне термического влияния, зависит от скорости изменения темпера туры. Скорость остывания определяет время нахождения металла при тех или иных температурах, а значит, и законченность высокотемпера турных процессов, оказывающих определяющее влияние на возмож ность получения бездефектного соединения и его эксплуатационные свойства.

Свариваемость – это сложная характеристика, зависящая не толь ко от свойств свариваемого металла, но и от технологического процес са, режима сварки, свойств применяемых сварочных материалов. Чаще всего признак плохой свариваемости – наличие в сварном соединении отдельных дефектов. Дефектом является существенная разница свойств основного металла, сварного шва и зоны термического влия ния. При сварке заготовок из углеродистых и легированных сталей твердость зоны термического влияния возрастает, в то время как пла стические свойства значительно снижаются, что повышает хрупкость.

Поскольку в результате сварки плавлением образуется сварной шов, имеющий литую структуру, он обладает дефектами, присущими отливке. К основным дефектам сварного шва относятся неоднород ность твердости, горячие и холодные трещины, ликвация, пористость, усадочные раковины, шлаковые включения, непровар, коробление, перекос.

Горячие и холодные трещины в сварных соединениях, как и в от ливках, образуются в результате усадочных явлений.

Горячие трещины могут образовываться в том случае, если усадка шва не соответствует его пластичности, т.е. наступает разрушение.

Горячие трещины, как правило, имеют межкристаллитный характер и располагаются по границам зерен в шве. Чаще всего горячие трещины образуются при сварке заготовок из высоколегированных сталей, алю миниевых и медных сплавов.

Холодные трещины чаще всего возникают после полного затвер девания сварного шва в период завершения охлаждения или появляются в металле, уже охлажденном до окружающей температуры. Холодные трещины появляются как следствие возникновения собственных напряжений в результате усадки, а также структурных превращений в зоне термического влияния. Существенное влияние на вероятность возникновения холодных трещин оказывают газы, растворившиеся в нагретом металле, в частности, водород;

скапливаясь во время осты вания в дефектах кристаллической структуры, они способствуют уси лению напряженного состояния. Наиболее часто холодные трещины располагаются в основном металле в непосредственной близости к сварному шву. Этот дефект характерен для заготовок из высокоугле родистых и легированных сталей, образующих закалочные структуры в околошовной зоне.

5.4 Технологичность сварных соединений Сварная конструкция считается технологичной, если для ее изго товления могут быть применены относительно простые и дешевые способы, которые в совокупности с правильным выбором конструкции соединяемых заготовок позволяют механизировать и автоматизиро вать изготовление и вспомогательные сварочные операции, обеспечи вая низкую себестоимость.

Комплексная технология изготовления предусматривает приме нение для конструкции составных, относительно простых частей, по лученных различными, наиболее рациональными для данных условий методами формообразования. В качестве составных частей сваривае мой конструкции могут быть применены заготовки, полученные лить ем, прокаткой, штамповкой. Примером такой конструкции является корпус заднего моста автомобиля (рисунок 5.1), где корпус 6 и крышка корпуса 5 дифференциала выполняют литьем, кожух 3 – прокаткой, корпус подшипника полуосей 1 – штамповкой и воедино все собирают контактной стыковой (шов 2) и электродуговой (шов 4) сваркой.

Применение комплексной технологии требует достаточно высо кого уровня развития каждого из способов формообразования, позво ляющих получать отдельные заготовки высокого качества из нужных материалов.

Рисунок 5.1 – Корпус заднего моста автомобиля Комплексная технология предусматривает необходимость увязки стыковочных сопряжений по размерам и толщине. Основными типами сварных соединений являются стыковые, нахлесточные, тавровые и угловые (рисунок 5.2). При сварке заготовок больших толщин необ ходимо обрабатывать соединяемые кромки для получения провара по всему сечению (рисунок 5.3).

Следует предусматривать возможность свободного доступа ко всем швам в процессе не только сварки, но и последующего осмотра и контроля. Выбранный метод должен обеспечивать помимо необхо димых прочностных и эксплуатационных свойств конструкции мини мальную ее деформацию в процессе сварки, что зависит от жесткости конструкции, режима сварки и толщины соединяемых элементов. При увеличении деформации необходимо назначать большие припуски на обработку резанием. Уменьшить сварочные деформации можно, уста новив определенную последовательность наложения швов, дополни тельные ребра жесткости, прочно закрепив свариваемые заготовки, выполнив предварительное деформирование обратного знака, и дру гими приемами, усложняющими и удорожающими сварку.

а – стыковое;

б – нахлесточное;

в – тавровое;

г – угловое Рисунок 5.2 – Основные типы сварных соединений а – V-образная;

б – U-образная;

в – Х-образная;

г – двусторонняя Х-образная Рисунок 5.3 – Формы подготовки кромок под сварку Рекомендуется в качестве заготовок для получения сварных из делий использовать различные профили проката.

Наиболее часто изделие может быть разбито на два или более геометрических тела простой формы, такие как трубы, цилиндры, ли сты, уголки, швеллеры и т.д. Для изготовления деталей типа штуцера, например, обычно применяют холодно- или горячедеформированные трубы, которые приваривают к фланцу, изготовленному из листа соот ветствующей толщины. Сортамент и толщина стальных листов и труб, используемых в качестве заготовок, приведены в таблицах 5.1 и 5. соответственно.

При выборе заготовок для сварки необходимо стремиться к тому, чтобы размеры заготовок максимально приближались к размерам деталей, указанных на чертеже (с учетом минимального припуска на обработку резанием). В том случае, если трубы с требуемым диаметром и толщи ной стенки нет в сортаменте, допускается принять для учебных целей другие близкие нестандартизованные размеры труб. На практике не стандартные трубы могут быть изготовлены по спецзаказу с примене нием специального инструмента.

Таблица 5.1 – Размеры стальных горячекатаных листов по ГОСТ 19903-74, мм Минимальная и максимальная длина листов Толщина при ширине листов* 700 1000 1500 1800 2000 2500 1 2 3 4 5 6 7 от 0,5 до 0,9 1420 – – – – – – – – – – – 1,0 1420 от 1,2 до 1,4 – – – – – от 1,5 до 1,8 2000 – – – – 2000– Продолжение таблицы 5. 1 2 3 4 5 6 7 от 2,0 до 2,8 – – – – 2000– от 3 до 5 – – – 2000– от 6 до 7 – – – 2000– от 8 до 10 – – 2000–6000 3000– от 11 до 12 – – 2000–6000 4000– от 13 до 25 – – 3000–6500 4000– от 26 до 40 – 3500–12000 4000–11000 3500– от 42 до 100 – – – 3500– * Толщину листов в указанных пределах брать из ряда: 0,5;

0,55;

0,6;

0,65;

0,7;

0,75;

0,8;

0,9;

1,0;

1,2;

1,3;

1,4;

1,5;

1,6;

1,8;

2,0;

2,2;

2,5;

2,8;

3,0;

3,2;

3,5;

3,8;

3,9;

4,0;

4,5;

5;

6;

7;

8;

9;

10;

11;

12;

13;

14;

15;

16;

17;

18;

19;

20;

21;

22;

25;

26;

28;

30;

32;

34;

36;

38;

40;

42;

48;

50;

52;

55;

60;

65;

70;

75;

80;

85;

90;

95;

Таблица 5.2 – Рекомендуемый сортамент труб из углеродистой стали Трубы бес Трубы бес Трубы бес- шовные горя- Трубы бесшов шовные для шовные горя- чекатаные (по ные для соеди соединяемых чекатаные (по Трубы элек- ГОСТ 8732-78) няемых на резь встык трубо ГОСТ 8732-78) тросварные и холодноде- бовых фланцах проводов и холодноде- по ГОСТ формирован- трубопроводов высокого формирован- ные (по ГОСТ высокого 10704- давления ные (по 8734-75) на давления (по ГОСТ 8734-75) давление (по ТУ 14-3-251) ТУ 14-3-251) 16-40 МПа Dу, Dнs, Dнs, Dнs, Dнs, Dнs, Dу, Dу, Dу, Dу, м мм мм мм мм мм мм мм мм мм м 141,6 141,5 162,5 112,5 154, 10 10 10 6 143 182 182,5 123 15 181,6 252 183,5 154,5 15 20 183 322 184,5 183,5 25 10 251,6 323 222,5 204,5 20 253 382 255 257 253,5 383 252,5 254,5 20 322 452,5 253,5 255 25 40 323,5 453 282,5 359 382 — — 283 355 32 383,5 — — 283,5 386 384 — — 325 459 452,5 — — 322,5 4510 40 453,5 — — 323,5 5012 454 — — 423 456 32 573 — — 423,5 456,5 50 573,5 — — 486 487,5 575 — — 482,5 509 576 — — 484 5712 Продолжение таблицы 5. Трубы бес Трубы бес Трубы бес- шовные горя- Трубы бесшов шовные для шовные горя- чекатаные (по ные для соеди соединяемых чекатаные (по Трубы элек- ГОСТ 8732-78) няемых на резь встык трубо ГОСТ 8732-78) тросварные и холодноде- бовых фланцах проводов и холодноде- по ГОСТ формирован- трубопроводов высокого формирован- ные (по ГОСТ высокого 10704- давления ные (по 8734-75) на давления (по ГОСТ 8734-75) давление (по ТУ 14-3-251) ТУ 14-3-251) 16-40 МПа Dу, Dнs, Dнs, Dнs, Dнs, Dнs, Dу, Dу, Dу, Dу, м мм мм мм мм мм мм мм мм мм м 763,5 — — 485 6816 764 — — 603 567 50 765 — — 604 577 — — 766 — — 606 608,5 — — 767 — — 607 6812 — — 893,5 — — 766 6814 — — 80 894,5 — — 767 8319 — — 896 — — 768 769 — — 897 — — 7610 8314 — — 898 — — 764 10220 — — — — — — 765 10222 — — — — — — 898 8911 — — — — — — 8910 10216 — — — — — — 894,5 11422 — — — — — — 896 12728 — — Примечание: Dу – диаметр условного прохода трубы, мм;

Dн, s – наружный диаметр и толщина стенки трубы соот ветственно, мм 6 ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ 6.1 Общие сведения о металлорежущих операциях Обработкой металлов резанием называют технологический про цесс снятия с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки с целью получения необходимой геометрической формы, точности и чистоты поверхности.

Основными методами обработки резанием являются: точение, строгание, сверление, фрезерование, зубонарезание, протягивание, шлифование, хонингование, притирка и т.д.

Большая часть всех деталей, применяемых в современном маши ностроении, является телами вращения. Это – валы, шестерни, кре пежные детали, втулки, гильзы, стаканы и прочее. Кроме того, любая корпусная деталь имеет поверхности вращения, которые нуждаются в обработке. В частности, в машиностроении и других отраслях про мышленности имеют распространение конусные и сферические по верхности, фасонные поверхности вращения, крепежные и ходовые резьбы.

Для обработки перечисленных деталей применяются токарные и токарно-винторезные станки. К основным операциям, выполняемым на токарно-винторезных станках, относятся: наружная обточка цилин дрических и конических поверхностей, отрезка и подрезка, растачива ние отверстий, нарезание резьбы, фасонное точение, точение по копи рам, сверление, зенкерование и развертывание.

Любой режим резания характеризуется параметрами резания:

глубиной резания, подачей, скоростью резания, силой резания, крутя щим моментом и мощностью резания.

Глубиной резания называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно к по следней, за один проход инструмента относительно обрабатываемой поверхности.

Подачей называется путь перемещения режущего лезвия инстру мента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот заготовки (точение) или инструмента (сверление) или за один двойной ход заготовки или инструмента (строгание).

Скоростью резания называется путь перемещения режущего ин струмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени.



Pages:   || 2 |
 














 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.