20.09.2021

                                                            группа 203

Предмет: Технология производства сварных конструкций.

Тема урока: Способы изготовления деталей и узлов машин.

Детали и узлы машин изготавливают литьем, сваркой, обработкой металлов давлением (включающей в себя ковку, штамповку и прессование) и резанием.

Литье. Процесс литья заключается в том, что расплавленный металл заливают в специальную литейную форму, имеющую конфигурацию заготовки. При охлаждении залитый металл затвердевает, сохраняя заданную форму.

Литье применяют для изготовления блоков цилиндров, поршней, коленчатых валов, зубчатых колес, станин станков, турбинных лопаток, корпусов и крышек редукторов. Литье экономически оправдано при крупносерийном и массовом производстве.

Литьем могут быть получены детали любых размеров и сложной формы с малыми припусками и даже без дополнительной обработки (точное литье). К его недостаткам относятся пониженная надежность литых деталей и невозможность изготовления деталей с тонкими и существенно отличающимися по толщине стенками.

Сварка. Сварку применяют не только как способ соединения деталей, но и как технологический способ изготовления самих деталей. Использование сварки позволило создавать сварно-литые и ковано-сварные изделия. В некоторых случаях сварка полностью заменила литье и ковку, что позволило повысить производительность и улучшить условия труда, а также обеспечить высокую экономическую эффективность производства. Для изготовления сварных деталей не требуется моделей, форм или штампов. Это значительно снижает их стоимость при единичном и мелкосерийном производстве.

По сравнению с литьем сварка менее трудоемкий процесс, обеспечивающий значительную экономию металла за счет уменьшения толщины элементов конструкций (толщина стенок литых деталей в 2-3 раза больше, чем у сварных) и припусков на механическую обработку. Масса сварных узлов по сравнению с литыми уменьшается на 30-50%. Снижение трудоемкости процесса сварки обусловлено отсутствием таких операций, как изготовление моделей отливок, стержней и литейных форм.

Применение сварки наиболее целесообразно при изготовлении узлов сложной формы, отдельные детали которых получают с помощью прокатки, ковки, штамповки или литья. Сварные детали и узлы разного назначения используют в энергетическом, металлургическом и транспортном оборудовании, аппаратах химической промышленности и т.п.

Сварка таких изделий, как зубчатые колеса или коленчатые валы, позволяет изготовлять их более ответственные части (зубчатый венец, шейка) из высокопрочных сталей, а менее ответственные (диск и ступица колеса, щека коленчатого вала) - из менее прочных и дешевых материалов.

Нахлесточные соединения многих конструкций ранее получали с помощью клепки. Сварка во многих случаях вытеснила клепку и стала основным технологическим процессом получения современных конструкций и сооружений. К достоинствам сварных конструкций перед клепаными относятся: экономия металла, электроэнергии и труда; сокращение сроков изготовления; снижение массы изделий; возможность наносить слой металла со специальными свойствами, обеспечивающими износостойкость, коррозионную стойкость, жаропрочность и др.

К недостаткам относятся пониженная долговечность сварных конструкций при вибрационных и знакопеременных рабочих нагрузках, а также невозможность получения надежных сварных соединений из некоторых разнородных металлов. В этих случаях до сих пор оправдано применение клепаных конструкций (например, в авиации).

Ковка. При ковке форму и размеры заготовки изменяют путем последовательного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки заготовки. Процесс ковки представляет собой чередование определенных операций. Основными из них являются осадка (уменьшение высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения), протяжка (удлинение заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения), прошивка (получение полостей в заготовке посредством вытеснения металла), отрубка (отделение части заготовки по незамкнутому контуру) и гибка (придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру.

Ковкой получают и заготовки, называемые поковками, предназначенные для последующей механической обработки. Ковка - это единственно возможный способ изготовления поковок массой до 250 т (валы гидрогенераторов, турбинных дисков, коленчатых валов судовых двигателей и т.п.). Поковки меньшей массы можно изготавливать как ковкой, так и штамповкой.

Штамповка. При выполнении штамповки форму и размеры заготовки изменяют с помощью специализированного инструмента - штампа. Различают горячую и холодную штамповку. Холодная штамповка осуществляется без предварительного нагрева заготовки. С ее помощью можно получать объемные и листовые детали.

Основные разновидности холодной объемной штамповки - выдавливание, высадка и формовка.

При холодном выдавливании заготовку помещают в полость, из которой металл выдавливают в отверстия, имеющиеся в рабочем инструменте.

При холодной высадке из прутка или проволоки штампуют детали с местными утолщениями, сплошные и с отверстиями (заклепки, болты, винты, гвозди, гайки, ролики, звездочки и т.п.). При этом обеспечиваются точные размеры и высокое качество поверхности, вследствие чего многие детали не требуют последующей обработки резанием.

При холодной формовке деталь получают путем заполнения полости штампа металлом заготовки. Этим способом изготавливают детали сложной формы, сплошные и с отверстиями. Детали имеют точные размеры и поверхность высокого качества.

При холодной листовой штамповке заготовкой служит лист, полоса или лента, свернутая в рулон, толщиной, обычно не превышающей 10 мм. Этим способом изготавливают самые разнообразные детали: от стрелок ручных часов до облицовки автомобилей, самолетов, ракет. Листовую штамповку широко применяют в разных отраслях промышленности, так как она обеспечивает высокую производительность, точность размеров и качество поверхности.

При горячей объемной штамповке, в отличие от ковки, из нагретой заготовки можно получать детали сложной конфигурации без напусков, что значительно сокращает объем их последующей обработки резанием. Производительность штамповки очень высокая. В то же время штамп - дорогостоящий инструмент, пригодный для изготовления только однотипных деталей. В связи с этим использование штамповки экономически целесообразно лишь при изготовлении довольно больших партий одинаковых поковок.

Горячей объемной штамповкой получают заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, самолетов, железнодорожных вагонов, станков и т.п.

Прессование. Процесс прессования заключается в продав- ливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы. Этим способом изготавливают сплошные и полые прутки, трубы и другие изделия. Прессованием можно обрабатывать также специальные стали, цветные металлы и сплавы, которые ввиду низкой пластичности невозможно или затруднительно деформировать при других видах обработки давлением. К недостаткам прессования следует отнести значительные отходы металла (до 40% массы исходной заготовки).

Резание. Станочная обработка резанием является основным способом обеспечения высокой точности и чистоты обработки поверхности деталей. При осуществлении этого процесса с поверхности заготовки режущим инструментом срезается слой металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы и размеров изделия. Чтобы удалить с заготовки слой металла, режущему инструменту и заготовке необходимо сообщить взаимное относительное перемещение. Инструмент и заготовку устанавливают и закрепляют в рабочих органах (шпиндель, стол, револьверная головка) металлорежущих станков, обеспечивающих такое перемещение.

На токарных станках обрабатывают наружные, внутренние и торцовые поверхности заготовок, а также производят резку заготовок на части.

На сверлильных станках получают сквозные и глухие отверстия в деталях, а также увеличивают размеры предварительно полученных отверстий или нарезают в них внутреннюю резьбу.

На расточных станках выполняют сверление, зенкерование, развертывание и растачивание отверстий, обтачивание наружных цилиндрических поверхностей резцом, подрезание торцов, нарезание резьбы и фрезерование плоскостей.

На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля с помощью многолезвийного режущего инструмента - фрезы.

К недостаткам обработки резанием можно отнести значительные отходы материала в виде стружки.

 Изучить: 1. Изготовление деталей литьем.

                  2. Изготовление деталей и узлов сваркой.

                  3. Изготовление деталей ковкой.

                  4. Изготовление деталей штамповкой.

                  5. Станочная обработка деталей.