Способы изготовления заготовок
Процесс изготовления машин обычно складывается из трёх технологических этапов, взаимосвязанных друг с другом:
1. Изготовление заготовок;
2. Изготовление деталей из заготовок;
3. Сборка деталей в отдельные узлы с последующей сборкой узлов в машину.
Обработка металлов давлением
https://www.youtube.com/watch?v=7MJtjNVeNuA
https://www.youtube.com/watch?v=Wc89Tj4jv_k
Различают следующие основные виды обработки металлов давлением:
1. Прокатка
2. Волочение
3. Ковка
4. Штамповка
5. Прессование
Сущность процесса обработки металлов давлением состоит в том, что металлу, находящемуся в пластическом состоянии, при помощи внешних усилий ( давления ) придаются нужные формы и размеры.
При этом объём обрабатываемого изделия фактически остаётся без изменения, меняется только его форма и линейные размеры ( если не считать неизбежных потерь на отходы, угар металла, образование окалины при нагреве ).
Обработке давлением поддаются только пластичные материалы, т.е. такие, которые способны к пластической деформации без разрушения и образования трещин.
Некоторые металлы и сплавы, как например алюминий и его сплавы, медь и некоторые сорта латуни, свинец, олово, чистое железо и другие, обладают высокой пластичностью в холодном состоянии и поэтому могут обрабатываться давлением без предварительного подогрева.
Пластичность металлов увеличивается с повышением температуры.
Металлы и сплавы, которые недостаточно пластичны при обычной температуре, обрабатываются давлением в горячем состоянии, т.е. с предварительным нагревом до их пластического состояния.
К таким сплавам относятся сталь, бронза.
Прокатка
Прокатка представляет собой процесс обработки металлов давлением, осуществляемый сдавливанием металла между вращающимися цилиндрами – валками.
Сдавливая металл, валки вследствие трения, возникающего между их поверхностью и металлом, одновременно осуществляют движение подачи.
При прокатке металла происходит уменьшение толщины заготовки (обжатие) при одновременном увеличении её длины (вытяжка) и ширины (уширение).
Форма поперечного сечения прокатного изделия называется его профилем, а совокупность разных профилей и размеров – сортаментом.
Прокатке подвергается около 70% стали, кроме того прокатывается большое количество меди и медных сплавов, алюминия и его сплавов и других цветных металлов и сплавов.
Всё многообразие стального проката можно разделить на следующие группы:
1. Сортовой простого профиля;
2. Сортовой фасонного профиля;
3. Листовой;
4. Трубы;
5. Специального вида;
6. Периодический.
К первой группе относятся прокат, имеющий профиль простой геометрической формы: круглый, квадратный, овальный, полосовой, треугольный и т.д., разных размеров.
Ко второй группе относится прокат общего назначения фасонного профиля; угловая сталь (равнобокая и не равнобокая), швеллер, двутавр, рельс.
Волочение
Волочением называется процесс холодной обработки металлов давлением, при котором обрабатываемый металл в виде прутков, проволоки и труб протягивается (проволакивается) через фильер (волочильное очко) из твёрдого сплава.
Фильер – это отверстие в волочильной доске, через которое протягивается обрабатываемый металл.
Сечение этого отверстия меньше сечения протягиваемого материала.
Между рабочей поверхностью фильера и металлом возникает сжимающая сила, принуждающая металл пластически деформироваться и принимать форму соответствующую форму отверстия.
Методом волочения изготавливают проволоку диаметром до 0,01 мм, трубки небольших диаметров, различные профили точных размеров и фасонные профили.
Для уменьшения трения между металлом и фильером в процессе волочения при входе металла в волочильное отверстие применяется обильная смазка.
Преимущество волочения заключается в том, что оно обеспечивает точные размеры (например, для стальной проволоки диаметром от 1 – 1,6 мм допуск 0,02 мм), высокое качество поверхности, возможность получения очень тонких профилей (стальная проволока диаметром 0,1 мм).
Ковка
В процессе ковки заготовке придают заданную форму и размеры путём воздействия на металл внешних усилий.
Операции ковки совершаются за счёт использования энергии подвижного верхнего бойка, способного наносить удары (у молота) или оказывать давление (у пресса) на заготовку непосредственно или через накладной кузнечный инструмент.
По закону наименьшего сопротивления деформированный металл, испытывая сопротивление трения о поверхности бойков и другого инструмента, стремится деформироваться (течь) в направлении свободных сторон.
Горячая штамповка
Штамповка представляет собой процесс обработки металла давлением, при котором течение металла ограничивается поверхностями ручьёв штампа.
Штамповка позволяет получать изделия точных размеров, определяемых точностью изготовления штампа, и характерна высокой производительностью, что имеет большое значение при серийном и массовом производстве.
После штамповки изделия подвергают различным отделочным операциям.
Сюда относятся обрезка и очистка заусениц, правка, очистка поверхности и калибровка.
Стоимость изготовления штампов очень высока.
Литейное производство
Литейное производство – это совокупность технологических процессов изготовления заготовок путём заливки жидкого металла в специально приготовленные формы.
Широкое применение литья обусловлено тем, что путём заливки жидкого металла в формы можно получать отливки сложной конфигурации (фасонное литьё) из многих сплавов чёрных и цветных металлов.
Технология получения литья – один из наиболее экономически выгодных способов получения заготовок, т.к. отходы металла при этом минимальные, небольшая трудоёмкость.
Литьё – один из древнейших технологических процессов, посредством которого производились различные изделия (орудия труда, оружие, церковные украшения).
Производство литья состоит из двух этапов, связанных между собой:
1. Технология изготовления литейных форм.
2. Технология заполнения литейных форм жидким металлом.
Сварка металлов
Сварка – процесс получения неразъёмных соединений посредством местного нагрева кромок соединяемых конструкций и использования сил молекулярного сцепления.
Сварка – весьма распространённый технологический процесс в машиностроении, строительной индустрии и других отраслях промышленности.
Это обусловлено тем, что сварка характерна сравнительной простотой технологии, высокой производительностью и достаточно высокими прочностными свойствами сварного шва.
В зависимости от температуры нагреваемого металла различают пластическую сварку и сварку плавлением.
В первом случае металл нагревается до температур, при которых увеличивается пластичность металла и при последующем сдавливании нагретых кромок в результате диффузионного взаимодействия соприкасающихся плоскостей происходит образование сварного шва.
Такой сварной шов характерен высокой прочностью, не отличающейся от основного металла.
Во втором случае кромки свариваемого металла нагреваются до температуры плавления, и при этом образуется в местах контакта кромок сварочная ванночка; здесь формирование сварного шва происходит в результате физико-химического взаимодействия реагирующих компонентов.
При сварке плавлением свойства сварного шва определяются главным образом режимом технологического процесса сварки, в котором основное значение играют металлургические факторы (тепловой режим,раскисление, шлакообразование, дегазация).
Газовая сварка
В качестве источника тепла при газовой сварке используется пламя, образующееся при сгорании какого-либо горючего газа: ацетилена, водорода, природного газа, а также паров бензина, бензола и других в смеси с чистым кислородом.
Наиболее распространена сварка ацетилен-кислородным пламенем.
Это объясняется тем, что эта смесь дает наиболее высокую температуру горения (3100-3300 С) и большую производительность сварки по сравнению с другими газами.
Электродуговая сварка
Электродуговой сваркой называется способ сварки, при котором местный нагрев и расплавление свариваемых частей осуществляется электрической дугой.
Использование »дуги Петрова» для осуществления сварки впервые (1882 г.) было предложено выдающимся русским инженером Н. Н. Бенардосом.
По этому способу (способ дуговой сварки угольным электродом) электрический ток подводится к свариваемому металлу и электрододержателю, в котором зажат угольный электрод.
Зажигание дуги обычно производится кратковременным соприкосновением электрода и основного металла и последующим их разъединением.
Возникающая при этом дуга расплавляет металл и присадочную проволоку.
Расплавленный металл затвердевает и образует прочный шов.
В 1888 г. Н. Г. Славянов разработал другой способ дуговой сварки – металлическим электродом.
Металлический электрод закрепленный в электрододержателе является одновременно электродом (один из полюсов дуги) и присадочным металлом, добавляемым в шов.
Этот способ является наиболее распространенным в современной технике.
Температура в центре дуги достигает 6000 С.
Выделяя большое количество тепла и развивая высокую температуру, электрическая дуга расплавляет свариваемый металл на некоторую глубину, называемую глубиной плавления или проваром.
Дуговая сварка может осуществляется на постоянном и переменном токе.
Контактная электросварка
Контактная электросварка (сварка электросопротивлением) основана на использовании тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока (по закону Ленца-Джоуля) через свариваемый участок детали, а соединение деталей достигается путем применения внешнего усилия.
Контактная электросварка характеризуется высокой производительностью и получила широкое распространение в серийном и массовом производстве.
Существует несколько разновидностей контактной сварки: стыковая, точечная, роликовая.
Пайка металлов
Пайкой называется процесс соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, посредством расплавленного присадочного металла (припой).
Припой имеет более низкую температуру плавления и другой химический состав, чем основной металл.
При пайке производится расплавление только припоя и в результате процессов растворения и диффузии между жидким припоем кромками соединяемых деталей образуется прочное неразрывное соединение.
Припой должен хорошо смачивать соединяемые поверхности и затекать в зазор (обычно не более 0,1 мм), образуемый кромками деталей.
Применяются три вида соединения пайкой: внахлестку, в стык, в »ус».
Пайку производят с применением специальных флюсов, которые способствуют лучшей смачиваемости металлов, удалению окислов и загрязнений с поверхности металла, защищают основной металл и припой от окисления.
Флюсы должны полностью расплавляться и оказывать активное химическое и физическое действие при сравнительно низких температурах пайки.
Пайка имеет ряд важных преимуществ:
1. Незначительный нагрев основного металла обеспечивает неизменность его химического состава, структуры и механических свойств.
2. Сохранение точных размеров и формы деталей.
3. Высокую прочность соединения.
4. Отсутствие внутренних напряжений.
Современные методы пайки подразделяются на два основных вида: пайка мягкими припоями и пайка твердыми припоями.
Кроссворды по теме
Игра «Способы изготовления заготовок_1»
Игра «Способы изготовления заготовок_2»
Игра «Способы изготовления заготовок_3»
