Технология машиностроения инжэкон

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Филиал  ФГБОУ ВПО  «Санкт-Петербургский  государственный инженерно-экономический  университет» в г. Вологде

 

Кафедра технология машиностроения

 

 

                  Контрольная работа № _____по  дисциплине

 

                        ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

 

Выполнил______Голубцов Денис Валерьевич _____________

(Фамилия  И.О.)

 

студент __2_ курса _______ специальность __________________

(срок  обучения)

 

группа __ПМ11_ № зачетной книжки_________02-39____________

 

Подпись ________________________________________________

 

Преподаватель ___________________________________________

(Фамилия  И.О.)

Должность ____________________________________________

уч. степень, уч. звание

 

 

 

 

Оценка __________________

Дата __________________

 

Подпись _________________

 

 

 

 

 

Вологда

2013

 

Содержание

 

1. Сущность прессования и для чего оно применяется.
2. Сущность и область применения литья в кокиль и центробежного.
3. Способы резки заготовок для ковки и штамповки.
4. Вытяжка при листовой штамповке.
5. Зона термического влияния сварного шва.
6. Сварка трением.
7. Стойкость инструмента.
8. Структура нормы времени.
9. Методы обработки зубьев, шлицев, шпоночных пазов.
10. Структура технологического процесса.

Список использованной литературы

 

1. Сущность прессования и для чего оно применяется.

Сущность процесса прессования заключается в выдавливании металла, заключенного в замкнутую полость, через отверстие меньшего сечения, чем площадь сечения исходного металла. Прессование применяют для изготовления прутков, труб и изделий сложных профилей. Наружные размеры и форма каждого профиля определяются размерами и формой отверстия матрицы (рис. 1), а внутренняя — формой и наружными размерами иглы 4.

Рис. 1. Схема прессования: а — по прямому методу; б — по обратному; в — трубы; г — профиля, полученные прессованием.

При прессовании заготовку помещают в контейнер 2, с одной стороны которого установлена матрица 5, через отверстие матрицы с помощью пуансона 1 выдавливается металл заготовки. Профиль получаемой продукции при работе на данной матрице будет постоянным на всей длине.

При движении пуансона с некоторой  скоростью, называемой скоростью прессования, металл из матрицы будет выходить со скоростью истечения во столько  раз большей, во сколько площадь  поперечного сечения контейнера будет больше площади отверстия  в матрице.

Прессованию подвергают алюминий, медь и их сплавы, а также цинк, олово, свинец и др. Для прессования стальных профилей исходным металлом служат специально подготовленные заготовки. Процесс  прессования осуществляется при  температурах горячей обработки. Прессование  осуществляется почти исключительно на гидравлических, горизонтальных прессах. Усилие применяемых для прессования прессов достигает 15 000 Т.

Применяют два метода прессования  — прямой (рис. 1, а) и обратный (рис. 1, б). При прямом методе прессования течение металла совпадает с направлением движения пуансона; при обратном методе прессования металл течет навстречу направлению движения пуансона. При прессовании по прямому методу затрачивается большее усилие, чем при прессовании по обратному методу, так как в этом случае оно расходуется на выдавливание металла и на преодоление трения металла о внутренние стенки контейнера. При обратном методе прессования смещение исходного металла относительно внутренних Стенок контейнера не происходит, а потому усилие расходуется только на выдавливание металла через отверстие матрицы.

При обоих методах прессования  имеет место отход металла  на прессование: при прямом методе 12 — 15%, при обратном 5 — 6% от веса слитка, получающийся вследствие того, что  полностью выдавить из контейнера заложенный в него металл невозможно. Пресс-остаток при обратном методе прессования всегда меньше пресс-остатка, получакщегося при прямом методе. Однако обратный метод получил ограниченное применение из-за сложности конструкции пуансона, который оказывает влияние на конструкцию пресса.

При прессовании труб (рис. 1, в) заготовка должна иметь сквозное отверстие. Это отверстие может быть получено на другом прессе, но также может быть прошито и на том же прессе, на котором осуществляется сам процесс прессования.

Особое внимание при прессовании  уделяют нагреву металла и  очистке его от окалины, так как  заготовки с окалиной резко снижают  стойкость матриц. Прессованием можно получить трубы, прутки простых профилей, а также разнообразные профили (рис. 1, г).

К достоинствам метода прессования  можно отнести:

• более высокую точность профилей, по сравнению с аналогичными профилями, получаемыми при прокатке;
• возможность избежать малопроизводительных отделочных операций;
• высокую производительность;
• возможность получения сложных профилей.

Наряду с достоинствами у  прессования есть и существенные недостатки: значительный износ инструмента, большой отход металла, особенно припрессовании труб большого диаметра.

 

2. Сущность и область применения литья в кокиль и центробежного.

 

Кокильное литье  или, как говорят, литье в постоянные формы, по определению Госстандарта – это “литье металла, осуществляемое свободной заливкой кокилей”. В свою очередь кокиль (от французского слова coquil) – “металлическая форма с естественным или принудительным охлаждением, заполняемая расплавленным металлом под действием гравитационных сил”.

Кокиль (рис 2.) обычно состоит из двух полуформ 1, плиты 2, вставок 10. Полуформы взаимно центрируются штырями 8, и перед заливкой их соединяют замками 9. Полости и отверстия в отливке могут быть выполнены металлическими 11 или песчаными 6 стержнями,  извлекаемыми из отливки после ее затвердевания и охлаждения до заданной температуры Расплав заливают в кокиль через литниковую систему 7, выполненную в его стенках, а питание массивных узлов отливки осуществляется из прибылей (питающих выпоров) 3.

 

 Рис. 2.. Кокиль:

1 – полуформы; 2 – плита (поддон); 3 – прибыль; 4 – вентиляционный канал; 5 – вентиляционная пробка; 6 – песчаный стержень; 7 – литниковая система; 8 – центрирующий элемент; 9 – замок; 10 – вставка; 11- металлический стержень; 12 – вентиляционный канал; 13 – полость формы.

 

 

При заполнении кокиля расплавом воздух и газыудаляются из его рабочей полости 13 через вентиляционные выпоры 4,  робки 5, каналымежду металлическими частями 12, образующие вентиляционную систему кокиля.

Основные  элементы кокиля — полуформы, плиты, вставки, стержни т.д.— обычно изготовляют из чугуна или стали. Выше рассмотрен кокиль про-

стой конструкции, но в практике используют кокили различных, весьма сложных конструкций.

Эффективность производства и область применения. Эффективность производства отливок в кокилъ, как, впрочем, и других способов литья, зависит от того, насколько полно и правильно инженер-литейщик использует преимущества этого процесса, учитывает его особенности и недостатки и условиях конкретного производства. Ниже приведены преимущества литья в кокиль на основе производственного опыта.

1. Повышение производительности  труда в результате исключения  трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от  пригара. Поэтому использование  литья в кокили, по данным различных предприятий, позволяет в 2 - 3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов на оборудование, очистные сооружения, увеличить съем отливок с 1 м² площади цеха.

2. Повышение качества отливки,  обусловленное использованием металлической  формы, повышение стабильности  показателей качества: механических  свойств, структуры, плотности,  шероховатости, точности размеров  отливок.

3. Устранение или уменьшение  объема вредных для здоровья  операций выбивки форм, очистки  отливок от пригара, их обрубки,  общее оздоровление и улучшение  условий труда, меньшее загрязнение  окружающей Среды.

4. Механизация и автоматизация  процесса изготовления отливки,  обусловленная многократностью  использования кокиля. Для получения  отливок заданного качества легче  осуществить автоматическое регулирование  технологических параметров процесса. Автоматизация процесса позволяет  улучшить качество отливок, повысить  эффективность производства, изменить характер труда литейщика-оператора, управляющего работой таких комплексов

 

Центробежное литье.

Принцип центробежного литья заключается  в том, что заполнение формы расплавом и формирование отливки происходят при вращении формы вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси, либо при ее вращении по сложной траектории. Этим достигается дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил. Процесс реализуется на специальных центробежных машинах и столах. Чаше используют два варианта способа, в которых расплав заливается в форму с горизонтальной или  вертикальной осью вращения. В первом варианте получают отливки – тела вращения малой и большой протяженности, во втором – тела вращения малой  протяженности и фасонные отливки. Наиболее распространенным является способ литья пустотелых цилиндрических отливок в металлические формы  с горизонтальной осью вращения. По этому способу (рисунок 6.1) отливка 4 формируется в поле центробежных сил со свободной цилиндрической поверхностью, а формообразующей  поверхностью служит внутренняя поверхность  изложницы. Расплав 1 из ковша 3 заливают во вращающуюся форму 5 через заливочный желоб 2. Расплав растекается по внутренней поверхности формы, образуя под  действием поля центробежных сил  пустотелый цилиндр. После затвердевания  металла и остановки формы  отливку 4 извлекают. Данный способ характеризуется  наиболее высоким технологическим  выходом годного (ТВГ = 100%), так как  отсутствует расход металла на литниковую систему.                                                                   Рисунок 3.1 – Схема получения отливки при вращении формы вокруг горизонтальной оси: 1 – расплав; 2 – заливочный желоб; 3 – ковш; 4 – отливка; 5 – форма   При получении отливок  со свободной параболической поверхностью при вращении формы вокруг вертикальной оси (рисунок 6.2) расплав из ковша 1 заливают в форму 2, закрепленную на шпинделе 3, приводимом во вращение электродвигателем 4. Расплав 5 под действием центробежных и гравитационных сил распределяется по стенкам формы и затвердевает, после чего вращение формы прекращают и извлекают из нее затвердевшую отливку 6.     Рисунок 3.2 – Схема получения отливок при вращении формы вокруг вертикальной оси: 1 – ковш; 2 – форма; 3 – шпиндель; 4 – электродвигатель; 5 – расплав; 6 – отливка   Отливки с внутренней поверхностью сложной конфигурации получают с  использованием стержней (рисунок 6.3, а) в формах с вертикальной осью вращения. Так отливают, например, венцы зубчатых колес. Расплав из ковша через  заливочное отверстие и стояк 1 поступает  в центральную полость формы 2, выполненную стержнями 3 и 4, а затем  под действием центробежных сил через щелевые питатели – в рабочую полость формы. При этом избыток металла в центральной полости формы 5 выполняет роль прибыли, обеспечивая питание отливки при затвердевании. Мелкие фасонные отливки  можно получать центробежным литьем в песчаные формы (рисунок 6.3, б). Части  формы 1 и 2 устанавливают на центробежный стол и крепят на нем. При необходимости  используют стержни 4. Рабочие полости 3 должны располагаться симметрично  относительно оси вращения для обеспечения  балансировки формы. Расплав заливают через центральный стояк, из которого по радиальным каналам он попадает в полости формы. Технологический  выход годного при таком способе  литья приближается к выходу годного  при литье в песчаные формы. При  центробежном литье можно использовать песчаные, металлические, оболочковые  и объемные керамические, а также  комбинированные формы. Рисунок 3.3 – Схема получения фасонных отливок: а – венец шестерни: 1 – стояк; 2 – центральная полость формы; 3 и 4 – стержни; 5 – прибыль; б – мелкие фасонные отливки: 1 – нижняя полуформа; 2 – верхняя    полуформа; 3 – рабочая поверхность формы; 4 – стержень

 

 

 

Способы резки  заготовок для ковки и штамповки.

 

Выбор способа резки определяется типом производства, свойствами разрезаемого металла и размерами поперечного  сечения, требованиями к точности и  качеству реза.

В массовом и крупносерийном производстве наиболее распространена резка на ножницах и прессах. Она отличается высокой  производительностью и отсутствием  потерь металла. Недостатком является искажение формы торцевой части  заготовки, что вызывается недостаточной  жесткостью прижима. Улучшить качество реза можно введением опоры под  отрезаемую часть и сильным осевым подпором заготовки.

Во избежание смятия поверхности  резание должно производиться по всему контуру заготовки. Для  этого форма ручья у ножей  должна соответствовать форме сечения  заготовки.

Резка в штампах на кривошипных  прессах применяется, как правило, для заготовок диаметром до 40 мм.

Разработанные новые методы точной резки заготовок сдвигом с  использованием сильного осевого сжатия применяются пока в ограниченных размерах при разрезании прутков  из цветных металлов.

Заготовки Крупных сечений в  мелкосерийном и индивидуальном производстве получают кислородной  резкой. При этом происходит потеря металла на прорезку.

При необходимости получения точных заготовок с хорошим качеством  поверхности реза используются механические пилы и другие отрезные станки. Недостатками этого способа являются сравнительно низкая производительность и потери металла на прорезку.

 

Вытяжка при  листовой штамповке.

Листовая штамповка.

Изготовление плоских и объёмных тонкостенных изделий из листов, полос  или лент с помощью штампов. Исходные материалы: чёрные, цветные сплавы, а также неметаллические материалы. Наиболее высокие пластические свойства необходимы для глубокой вытяжки (сталь с содержанием углерода от 0,05% до 0,15%). Способность металла к вытяжке и другим операциям листовой штамповки определяется его механическими свойствами и технологической пробой. Свойства: относительное удлинение, поперечное сужение, предел прочности. Проба: шарик вдавливается до разрушения. Обычно толщина листа <3,6 мм. При мелкосерийном производстве толщина листа < 2,5 мм. Все виды операций делятся на разделительные и формообразующие. Разделительные: обрезка (полное отделение одной части от другой по замкнутому контуру), вырубка (полное отделение одной части от другой, когда отделяемая часть является изделием), пробивка (получение отверстий).