Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

5. 4. Машины и инструмент для обработки металлов давлением

5.4. Машины и инструмент для обработки металлов давлением

Для пластической обработки металлов используются молоты, прессы и давильные станки.

Различают следующие виды молотов: для свободной ковки (паровоздушные, воздушные, рычажные, пружинные) и для ковки в штампах (паровые, паровоздушные двухстороннего действия, падающие с фрикционными дисками и др.).

Кузнечные прессы делят на следующие виды: для резания, механические для ковки в штампах, кузнечные гидравлические, винтовые для гибки. Прессы для штамповки делятся на кривошипные, эксцентриковые, вытяжные; гидравлические прессы – на единичного, двойного, тройного действия, для штамповки диафрагм с гидравлической подушкой, для вытягивания. К ним относятся также давильные станки.

К основному кузнечному инструменту относятся: наковальня, ручной молот, зубило, пробойник, кузнечная оправка, инструмент для долбления, гладилка, гвоздильня, кузнечная форма и различного вида кузнечные клещи (рис. 37).

Рис. 37. Кузнечный инструмент для ручной ковки

К вспомогательным инструментам относятся: совковая и обычная лопаты, крючок, стальной лом, капельница и щетка (рис. 38) и др.

Рис. 38. Вспомогательный инструмент для обслуживания кузнечного горна

Основной инструмент для горячей обработки металлов давлением – это специальный кузнечный топор, надставка, закладочный материал, гладилка, подкладной штамп, пробойник, пережим, а также кузнечные клещи (рис. 39).

Рис. 39. Кузнечный инструмент для свободной механической ковки

Выдавливание – это формование листового металла по определенной деревянной или металлической модели, вращающейся на шпинделе давильного станка, с использованием специальных инструментов.

Различают два вида давильных станков: с люнетом и с крестовым суппортом.

Выдавливание листового материала (рис. 40, а, б) выполняется с помощью ручного или суппортного инструмента, называемого да-вильником. Ручной давильник куется из стального или латунного прутка с разной формой ручек – полированной и закругленной (рис. 40, в).

Рис. 40. Схема выдавливания (а, б) и ручной давильный инструмент (в)

При выдавливании на давильных станках используются следующие виды моделей: пустотелые, составные и эксцентриковые. Модели могут быть деревянные, стальные, чугунные, латунные или алюминиевые.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Различают следующие способы обработки металлов давлением: ручная горячая (на наковальне), механическая горячая (свободная ковка и горячая штамповка в закрытых горячих штампах с использованием механических паровых,

Прием машины в ремонт

Прием машины в ремонт Автомобиль, подлежащий ремонту, должен быть чистым, без посторонних вещей в салоне и багажнике. Дополнительные противоугонные средства, специальные части и прочие детали должны быть отключены или сняты.В автосервисе автомобиль принимает

Электрифицированные садово-огородные машины

Электрифицированные садово-огородные машины Садово-огородные машины и оборудование предназначены для обработки почвы, ухода за растениями и уборки урожая.Наиболее трудоемкой операцией является обработка почвы: вспашка или перекопка, рыхление, выравнивание.Резкое

2.1.1. Подключение посудомоечной машины

2.1.1. Подключение посудомоечной машины Подключить машину вполне можно своими руками (в чем и состоит, собственно, предмет описанных усовершенствований в этой книге), идя по рекомендуемому пути, выполняя рабочие операции в определенной и доказавшей на практике свою

2.1.2. Монтаж посудомоечной машины

2.1.2. Монтаж посудомоечной машины Подключение подводного (входящего) шланга к канализационным коммуникациям. Со стороны водопроводной трубы подключение резьбовое, с помощью переходного шланга; оно представлено на рис. 2.9. Рис. 2.9. Резьбовое подключение входного

Как проверить экономичность машины

Как проверить экономичность машины Каждый водитель должен уметь самостоятельно контролировать расход топлива. О том, как это делать, я расскажу в данном разделе.Для надлежащей проверки экономичности вашего автомобиля соблюдайте перечисленные ниже условия:• перед

Химические материалы для художественной обработки металлов

Химические материалы для художественной обработки металлов Общие сведения о кислотах. В художественной обработке металлов химические вещества (кислоты, основания, соли, реактивы и др.) являются вспомогательными материалами, без которых невозможны основные

Установка посудомоечной машины

Установка посудомоечной машины Посудомоечные машины, устанавливаемые в новых домах, существенно облегчают жизнь в настоящее время. Несколько лет назад посудомоечные машины еще не имели такого широкого распространения. Иногда хозяин дома приобретает переносную

Установка стиральной машины

Установка стиральной машины В большинстве новых домов для подключения стиральной машины (рис. 7.49) уже все, как правило, предусмотрено. Эта предустановленная арматура представляет собой пригодные к подключению подводящие водопроводные трубы; она включает в себя

ЧИСТОВАЯ ОБРАБОТКА ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

Методы обработки без снятия стружки все больше применяют для деталей в связи с ужесточением эксплуатационных характеристик машин: высокой производительности, быстроходности, прочности, точности и др. Такой обработке подвергают предварительно подготовленные поверхности.

Если формы заготовок приблизить к формам готовых деталей, то ответственные поверхности можно обрабатывать шлифованием и затем окончательно одним из методов обработки без снятия стружки. Предоставляется возможность уменьшить количество отходов и упростить обработку.

Методы обработки основаны на использовании пластических свойств металлов, т.е. способности металлических заготовок принимать остаточные деформации без нарушения целостности металла. Детали становятся менее чувствительными к усталостному разрушению, повышаются их коррозионная стойкость и износостойкость сопряжений, удаляются риски и микротрещины, оставшиеся от предшествующей обработки. В ходе обработки шаровидная форма кристаллитов поверхности металла может измениться, кристаллиты сплющиваются в направлении деформации, образуется упорядоченная структура волокнистого характера. Поверхность заготовки принимает требуемые формы и размеры в результате перераспределения элементарных объемов под воздействием инструмента. Исходный объем заготовки остается постоянным.

В зоне обработки не возникает высокая температура, поэтому в поверхностных слоях фазовые превращения не происходят.

Обработку без снятия стружки выполняют на многих металлорежущих станках и установках, используя специальные инструменты. Созданы также особые станки, на которых наряду с резанием заготовки обрабатывают пластическим деформированием. Методы чистовой обработки используют для всех металлов, способных пластически деформироваться, но наиболее эффективны они для металлов с твердостью до НВ 280.

ОБКАТЫВАНИЕ И РАСКАТЫВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Обкатыванием и раскатыванием отделывают и упрочняют цилиндрические, конические, плоские и фасонные наружные и внутренние поверхности.

Сущность этих методов состоит в том, что в результате давления поверхностные слои металла, контактируя с инструментом высокой твердости, оказываются в состоянии всестороннего сжатия и пластически деформируются. Инструментом являются ролики и шарики, перемещающиеся относительно заготовки. Обкатывают, как правило, наружные поверхности, а раскатывают внутренние цилиндрические и фасонные поверхности. При обкатывании роликами основными параметрами режима упрочнения являются давление в зоне контакта с роликом, число его проходов, подача и скорость обкатывания. Глубину деформированного слоя определяет давление.

Малой шероховатости поверхности и ее упрочнения можно достичь алмазным выглаживанием. Сущность этого метода состоит в том, что оставшиеся после обработки резанием неровности поверхности выглаживаются перемещающимся по ней прижатым алмазным инструментом. Алмаз, закрепленный в державке, не вращается, а скользит с весьма малым коэффициентом трения. Рабочая часть инструмента выполнена в виде полусферы, цилиндра или конуса. Чем тверже обрабатываемый материал, тем меньше радиус скругления рабочей части алмаза.

Читайте так же:
Диск для ламельного фрезера

Преимущества алмазного выглаживания состоят в повышении эксплуатационных свойств обработанных поверхностей, снижении шероховатости поверхности, отсутствии переноса на обрабатываемую поверхность посторонних частиц, возможности обработки тонкостенных деталей и деталей сложной конфигурации, простоте конструкции выглаживателей.

Заготовки обрабатывают на станках токарной группы.

Силы прижатия алмаза к обрабатываемой поверхности сравнительно малы и колеблются в интервале 50 . 300 Н. Процесс выглаживания ведут со смазыванием веретенным маслом.

Дорнование (дорнирование) – вид обработки заготовок без снятия стружки. Размеры поперечного сечения инструмента больше размеров поперечного сечения отверстия заготовки на величину натяга.

Дорнование подразделяют на поверхностное и объёмное. При поверхностном дорновании пластически деформируется поверхностный слой, при объёмном – пластическое деформирование происходит по всему поперечному сечению обрабатываемой детали. Поверхностное дорнование относят к методам поверхностного пластического деформирования (ППД), а объёмное дорнование к методам обработки металлов давлением (ОМД).

9.УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ДЕТАЛЕЙ

Упрочняющую обработку предпринимают для увеличения сопротивления усталости деталей. Методы упрочнения основаны на локальном воздействии инструмента на обрабатываемый материал. При этом возникают многочисленные зоны воздействия на весьма малых участках поверхности, в результате чего создаются очень большие местные давления. Многочисленные контакты с инструментом при-водят к упрочнению поверхностного слоя. В поверхностных слоях возникают существенные напряжения сжатия.

Прочность конструкционных материалов повышается благодаря воздействию нагрузок, создающих эффективные препятствия для движения несовершенств кристаллической решетки.

Распространено упрочнение нанесением ударов по поверхности заготовки шариками, роликами, различными бойками.

При статическом упрочнении на поверхность заготовки воздействуют вращающимися роликами в процессе обкатывания или раскатывания.

Распространено дробеструйное динамическое упрочнение. Готовые детали машин подвергают ударному действию потока дроби в специальных камерах, где дробинки с большой скоростью перемещаются под действием потока воздушной струи или центробежной силы.

Этот метод применяют для таких изделий, как рессорные листы, пружины, лопатки турбин, штоки, штампы.

Эффект деформационного упрочнения повышается при использовании импульсных нагрузок, в частности взрывной волны. При упрочении взрывом необходимы энергоноситель и среда, передающая давление на упрочняемую деталь. В качестве энергоносителя используют бризантные взрывчатые вещества, обеспечивающие как поверхностные, так и сквозные упрочнения деталей.

76. Электрофизические и электрохимические (ЭФЭХ) методы обработки основаны на непосредственном воздействии различных видов энергии (электрической, химической и др.) на обрабатываемую заготовку. При обработке заготовок этими методами отсутствует силовое воздействие инструмента на заготовку или оно на-столько мало, что практически не влияет на суммарную погрешность обработки. Эти методы позволяют изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки и влиять на состояние поверхностного слоя. Так, в некоторых случаях наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен, удаляются прижоги поверхности, полученные при шлифовании, повышаются коррозионные, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхностей деталей.

При электроэрозионной обработке (ЭЭО) используют явление эрозии (разрушения) электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсов электрического тока. Заготовку и инструмент, изготовленные из токопроводящих материалов, подключают к источнику тока -генератору импульсов (ГИ) и помещают в диэлектрическую жидкость.

Электрохимические методы обработки основаны на законах анодного растворения металлов при электролизе. При прохождении электрического тока через электролит на поверхности заготовки, включенной в электрическую цепь и являющейся анодом, происходят химические реакции, и поверхностный слой металла превращается в химическое соединение. Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим способом.

Производительность процессов зависит в основном от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого токопроводящего материала и плотности тока.

Ултразвуковая обработка материалов -разновидность механической обработки -основана на разрушении обрабатываемого материала абразивными зернами под ударами инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой. Источником энергии служат ультразвуковые генераторы тока с частотой 16 . 30 кГц. Инструмент получает колебания от ультразвукового преобразователя с сердечником из магнитострикционного материала. Эффектом магнитострикции обладают никель, железо-никелевые сплавы (пермендюр), железо-алюминиевые сплавы (альфер), ферриты.

К лучевым методам формообразования поверхностей деталей машин относят электронно-лучевую и светолучевую (лазерную) обработку

Электронно-лучевая обработка основана на превращении кинетической энергии направленного пучка электронов в тепловую. Высокая плотность энергии сфокусированного электронного луча позволяет обрабатывать заготовки за счет нагрева, расплавления и испарения материала с узколокального участка.

Светолучевая (лазерная) обработка основана на тепловом воздействии светового луча высокой энергии на поверхность обрабатываемой заготовки. Источником светового излучения служит лазер — оптический квантовый генератор (ОКГ).

77. Особенности устройства металлообрабатывающих станков с ЧПУ. Назначение и основные преимущества станков.

Металлорежущие станки с системами ЧПУ применяют как для выполнения простых операций, так и для обработки сложных фасонных деталей. Системы ЧПУ обеспечивают высокий уровень автоматизации станков, включая автоматическую смену режущих инструментов и заготовок, изменение режимов резания, получение размеров поверхностей деталей. Станки с ЧПУ имеют большую производительность, чем универсальные станки. Станки с ЧПУ, изготовляемые на базе серийных, имеют коробку скоростей с передвижными зубчатыми блоками или оснащены бесступенчатым приводом главного движения. Механизм подачи станка обеспечивает перемещение заготовки, установленной на столе, в двух взаимно перпендикулярных направлениях – продольном и поперечном. Шпиндель станка вместе с ползуном перемещается в вертикальной плоскости. Эти три движения осуществляются от трех исполнительных механизмов. Каждый из них состоит из электродвигателя (М2 М3 М4), который управляет гидродвигателем (Г2 Г3 Г4). Гидродвигатели приводят в движение рабочие органы станка (стол и ползун) через зубчатые колеса и шариковые винтовые пары (2,3,4). Каждому импульсу, поступающему от системы ЧПУ, соответствует перемещение ползуна со шпинделем или стола на 0.01 мм. Консоль станка со столом и салазками имеет установочное вертикальное перемещение от гидродвигателя Г1 через пару конических колес 18/72 и винтовую пару 1.

Программа работы станка задается с помощью чисел в закодированном виде на программоносителе – перфорированной бумажной ленте.

Виды и сущность программного управления металлообрабатывающими станками. Упрощенная структурная схема цикловой системы управления. Классификация числовых систем программного управления (СЧПУ). Упрощенная структурная схема СЧПУ.

1. В зависимости от способа управления исполнительным органом различают: позиционные, контурные и универсальные системы.

2. В зависимости от наличия обратной связи системы управления могут быть замкнутыми, или закрытыми, и разомкнутыми, или открытыми.

3. В зависимости от способа отсчета перемещения различают системы управления с абсолютным и относительным отсчетом. В первом случае отсчет ведется относительно начала системы координат: x1, y1, x2, y2 и т. д., во втором случае задаются приращения: Δx1, Δy1, Δx2, Δy2 и т. д.

4. В зависимости от чисел управляемых координат различают одно-, двух-, трех-, четырех-, пятикоординатные системы управления. Из них какое-то число координат управляется одновременно (параллельно), а какое-то — последовательно.

5. В зависимости от элементной базы и уровня использования; ЭВМ различают системы первого, второго, третьего поколения.

Устройства ЧПУ первого поколения не имели встроенного интерполятора. Программа, записанная на перфоленту при помощи вынесенного интерполятора, переписывалась на магнитную ленту, которую использовали для управления станком.

Читайте так же:
Лампа светодиодная аналог люминесцентной 36 вт

Устройства ЧПУ второго поколения имеют встроенный интерполятор и управляются от перфоленты. Для подготовки перфоленты используется ЭВМ.

Устройства ЧПУ третьего поколения (системы CNC) имеют встроенный микропроцессор. Это позволяет: вместо аппаратного обеспечения функций системы управления использовать программное обеспечение; реализовать более гибкий процесс программирования (ввод программы с клавиатуры, подготовка программы при изготовлении первой детали); использовать дисплей и режим диалога; использовать как программоноситель не только перфоленту, но и компакт-кассеты, диски с памятью и др.

79. Металлообрабатывающий станок — агрегатный механизм, предназначен для обработки металлических и неметаллических заготовок

Металлообрабатывающие станки делят на:

1. Токарные (специализированные, одношпиндельные, многошпиндельные, револьверные, карусельные)

2. Сверлильные (вертикально сверлильные, одношпиндельные, многошпиндельные, горизонтально сверлильные, радиально сверлильные)

3. Шлифовальные (кругошлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные, притирочные, полировочные)

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Обработка металла

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

  • механическая (обработка резанием);
  • литье;
  • термическая;
  • давлением;
  • сварка;
  • электрическая;
  • химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

  • Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
  • Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
  • Электросварка. Самый распространенный способ:
    • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
    • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

    Дуговая сварка

    С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

    Электрическая обработка

    Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

    Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

    Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

    Ультразвуковая обработка металла

    Ультразвуковая обработка металла

    К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

    Особенности художественной обработки металлов

    К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

    Художественная чеканка

    Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

    Способы механической обработки металлов

    Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

    Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

    • Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
    • Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
    • Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
    • Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
    • Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

    Шлифовка металла

    Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

    Обработка давлением

    Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

    • Штамповка.
    • Ковка.

    Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

    Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

    Ковка

    Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

    Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

    • гибка;
    • вытягивание;
    • осаживание;
    • и другие.

    С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

    Обработка с помощью резки

    Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

    Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

    Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

    • Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
    • Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки . Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
    • Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.

    Лазерная резка

    В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

    Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

    Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

    Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

    Цинкование металла

    С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

    Термические виды обработки металлов

    Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

    • отжиг;
    • закалка;
    • отпуск;
    • старение;
    • нормализация.

    Термическая обработка стали

    Термическая обработка стали

    Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

    Отжиг

    Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

    Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

    Обработка металла

    Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

    Закалка

    При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

    Отпуск

    Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

    Старение

    Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

    Нормализация

    Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

    Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

    Черновая получистовая чистовая обработка

    Прежде чем из лома или шихты появиться готовая деталь, она должна пройти массу операций по обработке на самых различных станках. Эта обработка может быть механической, термической, термомеханической, термохимической или другой, в зависимости от вида энергии, который при ней используется.

    Если же делить весь процесс на основные этапы, то существует черновая обработка металла, получистовая и чистовая.

    Второй этап может совмещаться с третьим, или вовсе не использоваться, но это возможно только в том случае, если изготавливаются изделия несложной формы.

    Суть черновой обработки металла заключается в придании заготовке размеров и форм, приближенных к тем, которые заданы в чертежах. При этом остаются припуски на получистовую и чистовую обработку, которая проводится на специальных станках и установках. Рассмотрим, какие процессы проходит металл в ходе подготовки к превращению в полноценную деталь.

    Особенности предварительной черновой обработки металла

    Поскольку черновая обработка металла предполагает только подготовительные работы перед основными процессами, она имеет ряд своих особенностей. Рассмотрим более подробно, почему так важно различать типы обработки и чем они друг от друга отличаются.

    Неточность размеров

    Как правило, при предварительной подготовке, металл нагревается, так с ним проще работать. Однако это значительно влияет на точность снятия припусков, поскольку под воздействием высокой температуры материал расширяется, а при остывании – снова сужается. Все эти несоответствия легко исправляются во время получистовой и чистовой доработки, когда заготовка не поддается нагреванию.

    Коробление заготовки

    Снятие большого припуска литейных корок ведет к удалению поверхностных слоев заготовок с самым большим напряжением, что является причиной перераспределения внутреннего напряжения. Этот процесс может спровоцировать коробление заготовки, но все погрешности во время конечной доработки устраняются.

    Неправильная шероховатость поверхности

    Поскольку черновая обработка металла предполагает создание минимального технического припуска, после нее поверхность заготовки не имеет той степени шероховатости, которая указана в чертежах.

    Во время чистовой обработки все эти неточности исправляются, используются специальные инструменты и приспособления, которые придают деталям глянцевый блеск или матовую бархатистость, в зависимости от поставленных требований.

    Операции в черновой обработки металла

    Во время черновой обработки проводятся такие операции:

    • Прокатка – в ходе этой операции металл пропускается через специальные ролики, прокатка может быть как горячей, так и холодной;
    • Прессование – выдавливание слитка в новую форму;
    • Штамповка – механическая обработка, в ходе которой заготовка не может выйти за рамки заданной ей формы;
    • Ковка – обработка, которая заключается в отсутствии ограничения пространства для заготовки, в основном, она осуществляется после предварительного разогрева металла, что дает возможность изменить не только его форму, но и физико-технические характеристики.

    Автоматизация оборудования для черновой обработки металла

    Несмотря на то, что черновая обработка металла – это только подготовительный этап к основной доработке, она является сложным и трудоемким процессом. Именно по этой причине большинство оборудования, которое используется на серийных производствах, автоматизировано.

    Специальные станки с ЧПУ выполняют даже самые сложные задачи с минимальным участием человека. Оператор следит за выполнением всех процессов и задает машинам программы, по которым они должны работать.

    Кроме того, включение агрегатов в автоматическую линию сводит к минимуму или вообще исключает простаивание заготовок, после предварительной обработки они сразу же направляются по конвейеру на получистовую и чистовую доработку.

    Также использование машин с программным обеспечением помогает сократить энергоемкость процессов, поскольку все современные установки снабжены энергосберегающими механизмами.

    Ученые постоянно разрабатывают новые технологии, позволяющие выполнять даже самые сложные задачи с минимальными потерями сырья и в короткий срок.

    Где демонстрируют последние технические и технологические новинки в сфере металлообработки

    В ЦВК «Экспоцентр» будет проходить специализированная профильная выставка «Металлообработка».

    На мероприятии можно будет узнать, при помощи какого инновационного оборудования проводится черновая обработка металла и друге процессы.

    Представители лучших компаний из более тридцати стран мира будут демонстрировать инновационные технологии и оборудование для металлообработки, вы сможете узнать, какие научные разработки уже нашли свое практическое применение, а какие находятся в стадии тестирования.

    Заказ электронного билета можно сделать онлайн в считанные минуты.

    цекованием (зенкерование); точением; фрезерованием; протягиванием; шлифованием; притиранием; полированием; без снятия стружки; строганием.

    Обработка производится на станках токарной группы. Процесс является самым дешевым и универсальным.

    Самый распространенный способ обработки плоских поверхностей. Применяется от единичного до массового производства.

    Обработка ведется на фрезерных, агрегатных и специальных станках. В качестве режущего инструмента используют цилиндрические фрезы. Процесс применяется, в основном, в единичном и мелкосерийном производстве при обработке небольших по размерам поверхностей. Инструмент чаще всего из б/режущей стали, реже – из твердого сплава (фрезы со вставными ножами)

    Черновая получистовая чистовая обработка

    Станок карусельного типа

    Торцевое фрезерование наиболее предпочтительно по сравнению с цилиндрическим, т.к. позволяет вести обработку на более высоких скоростях (200-600 м/мин) с большими подачами. В крупносерийном и массовом производстве применяют агрегатные станки и специальные станки (карусельно-фрезерные, барабанно-фрезерные).

    Торцевое фрезерование обеспечивает 4-7 класс шероховатости, цилиндрическое – 6 класс.

    В массовом производстве находят применение специальные конструкции фрез, позволяющие совмещать в одном переходе черновую и чистовую обработку (цилиндроконические фрезы, фрезы-протяжки, у которых режущие зубья располагаются на торцевой поверхности по спирали, имеют подъем на зуб).

    Обработка корпусных деталей больших размеров осуществляется на продольно-фрезерных станках. Для повышения производительности одновременно обрабатывается несколько деталей с одной установки благодаря большим размерам стола. При этом возможна последовательная, параллельная или последовательно-параллельная схема обработки.

    Черновая, чистовая и отделочная обработка плоских поверхностей специальным инструментом, сборными протяжками на вертикально-протяжных станках полуавтоматах (одностоечных и многостоечных). Сборные протяжки, оснащенные твердым сплавом, позволяют вести процесс резания со скоростью резания 20-50м/мин.

    Используя специальные конструкции протяжек, станки позволяют обрабатывать одновременно несколько поверхностей, расположенных рядом или на расстоянии.

    Процесс применяется только в к/серийном и массовом производствах. В массовом производстве также используют специальные станки – карусельно-протяжные, барабанно-протяжные.

    Находят применение 3 схемы резания: профильная, генераторная и прогрессивная.

    По профильной схеме выполняются чистовые режущие зубья (подъем на зуб 0,03-0,05 мм/зуб). Генераторная схема допускает Sz=0,7 мм/зуб.

    Черновая получистовая чистовая обработка

    ПЧерновая получистовая чистовая обработкарогрессивная схема резания допускаетSz=0,4-0,5 мм/зуб. Протяжка состоит из 2 частей. Первая часть прорезает трапециидальные пазы (зубья выполнены в виде трапеции). Вторая часть протяжки имеет зубья по всей ширине детали и обрабатывает оставшиеся участки.

    Обеспечивается отклонение от плоскостности 4-10 мкм на длине 100 мм, 6-7 класс шероховатости.

    Чистовая и отделочная обработка, как правило, закаленных поверхностей периферией или торцом круга. Шлифование периферией отличается низкой производительностью, но обеспечивает высокую точность и минимальные напряжения в поверхностном слое.

    Черновая получистовая чистовая обработка

    S=0,3мм; Sв=0,3мм => 300 дв. ходов.

    В единичном и м/серийном производствах. Непроизводительный процесс, применяют для тонколистовых материалов.

    Черновая получистовая чистовая обработка

    Черновая получистовая чистовая обработкаЧерновая получистовая чистовая обработка

    Интенсификацией процесса шлифования является импульсное шлифование периферией круга. Прерывистый контакт круга с поверхностью детали позволяет уменьшить температуру в зоне резания, т.е. исключить прижоги. Иногда для исключения прижогов через поры круга подают СОЖ, но дорого.

    Обеспечивает высокую точность формы и взаимного расположения поверхностей, отклонение от плоскостности – 2мкм/100мм, 6-9 класс шероховатости.

    Высокоскоростное шлифование (>60 м/с) позволяет получить 10-14 класс шероховатости.

    Процесс отделочной обработки плоских поверхностей абразивными порошками или пастами, нанесенными на чугунные притиры.

    Обработка ведется на специальных притирочных или доводочных станках. Детали типа пластин, плиток или плоских клапанов помещаются в сепаратор между двумя притирами, вращающимися в разные стороны.

    В процессе притирания кассета совершает сложные движения, что позволяет получить класс шероховатости 10-14, отклонение от плоскостности – 1 мкм/100 мм.

    Поверхность под притирание должна быть получена тонким шлифованием. СОЖ – керосин и масло.

    Процесс отделочной обработки абразивными порошками или пастами, нанесенными на мягкие войлочные круги в единичном и мелкосерийном производстве.

    В серийном и крупносерийном производствах – процесс полирования абразивной лентой, установленной между двумя вращающимися кругами. Обеспечивается 10-14 класс шероховатости, точность формы не повышается. Припуск под полирование не оставляется (в пределах допуска).

    Черновая получистовая чистовая обработкаЧерновая получистовая чистовая обработка

    Широко применяется процесс полирования абразивной шкуркой с плоской рабочей поверхностью.

    Процесс отделочной обработки плоской поверхности режущим инструментом шабером с целью создания на ней специального рельефа, а также для обеспечения особо высокой точности в случаях, исключающих возможность механической обработки, для обеспечения высокой точности взаимного расположения поверхностей.

    Выполняется вручную в исключительных случаях, например, для обеспечения высокой точности сборки по методу пригонки, а также в ремонтном деле.

    Процессы шабрения могут производиться по краске или по копоти для обеспечения особо высокой точности. Точность и качество определяются количеством пятен на 1кв.дюйм (обычно 12-30 пятен/дюйм 2 ). Отклонение от плоскостности 0,001 мм/100 мм.

    Припуски на токарную обработку наружных и торцевых поверхностей

    Существует два вида припуска это черновой и чистовой при обтачивании цилиндрических поверхностей, подрезка торцов и уступов. Припуск зависит от диаметра и длины обрабатываемой заготовки или изделия, а так же зависит от заточки режущего инструмента.

    Виды обработки давлением и типы применяемого оборудования

    В зависимости от материала заготовки, формы и размеров деталей, типа производства применяют следующие виды обработки давлением: прокатку, волочение, прессование, ковку, штамповку. Основная масса выплавляемой в сталеплавильных цехах стали поступает в прокатные цехи в виде слитков (рис. 27, а) квадратного или прямоугольного сечения.

    Прокатка

    Прокатка деформирование металла вращающимися валками для изменения формы и размеров поперечного сечения и увеличения длины, предварительно нагретых или холодных заготовок (рис. 27, б).Валки бывают гладкие, для прокатки листов и лент (рис. 27, ж)и калиброванные, имеющие на рабочей поверхности вырезы (ручьи) в соответствии с требуемой формой (профилем) прокатываемого изделия (рис. 27, и). Совокупность двух ручьев пары валков образует калибр. Обычно прокатка производится за несколько пропусков заготовки, между валками, с постепенным приближением ее сечения к форме и размерам требуемого профиля. Необходимое число калибров и их правильную конфигурацию (калибровка валков) устанавливают на основе анализа пластического течения металла при прокатке с учетом технико-экономических показателей процессов. Оптимальные варианты решений рассчитывают с помощью ЭВМ.

    Рис. 27. Способы получения заготовок давлением

    Прокатку слитков производят на мощных обжимных станах – слябингах и блюмингах с валками диаметром 800÷1400 мм, а более мелких заготовок – на заготовочных станах 2 (рис. 27, в).На блюмингах и слябингах после каждого пропуска (их бывает 12÷18) верхний валок автоматически опускается на величину обжатия заготовки, производимого при следующем пропуске. Автоматическая схема управления блюмингом включает в себя электронное устройство для счета рабочих ходов металла через валки и следящую систему с датчиком положения верхнего валка и устройством для программирования обжатий заготовки.

    Технологические процессы прокатки обычно состоят из прокатки слитка в полупродукт и прокатки полупродукта в готовый прокат. Полупродуктом являются слябы (рис. 27, г)с размерами S=65÷300 мм и В=6ОО÷1600 мм, блюмы (рис. 26, д)с размерами В X В=200 X 200-450 X 450 мм, а также более мелкие заготовки (рис. 27, е),получаемые из блюмов на заготовочных станах. Готовый прокат, полученный из полупродукта, применяют либо непосредственно в конструкциях, либо в качестве заготовок для последующей ковки, штамповки, сварки и для изготовления деталей обработкой резанием. Совокупность различных профилей проката разных размеров называется сортаментом. Сортамент прокатываемых профилей делят на четыре группы: листовой прокат, сортовой прокат, трубы и специальные виды проката.

    Листовой прокат (рис. 27, ж)получают прокаткой слябов на листовых станах. Листы толщиной 4÷160 мм относят к толстым листам, а толщиной 0,2÷4 мм – к тонким. Листы толщиной менее 0,2 мм называют фольгой. Листовую сталь делят также в зависимости от ее назначения, например, на электротехническую, автотракторную, судостроительную и т. д. Листы из холоднокатаной стали имеют большую точность по толщине и лучшую поверхность, чем точность и поверхность листов из горячекатаной. В процессе высокоскоростной прокатки бесконтактные (например, радиоизотопные) приборы измеряют толщину полосы и подают соответствующие сигналы в систему ее автоматического регулирования.

    Сортовой прокат – простой (в сечении квадрат, круг, прямоугольник, шестигранник) и сложной – фасонной формы (двутавровые балки, швеллеры, рельсы, уголки и т. п.) прокатывают на сортовых станах из блюмов или заготовок, пропуская их через ряд (9÷15) соответствующих калибров (рис. 26, з, и).Чем сложнее профиль готового проката и чем больше его размеры отличаются от профиля и размеров исходной заготовки, тем больше калибров требуется.

    Трубы получают сваркой заготовок (рис.26, к),свернутых из полосы (сварные трубы диаметром 10÷1420 мм), или прокаткой на автоматических трубопрокатных станах из заготовок круглого сечения (бесшовные трубы диаметром 30÷650 мм). Специальные виды проката: колеса и бандажи для железнодорожного транспорта, зубчатые колеса, шары, периодические профили (с периодически изменяющейся формой и площадью поперечного сечения вдоль оси заготовки) и т. д. получают на прокатных станах специальных конструкций.

    Для прокатного производства характерны принципы непрерывности технологических операций, комплексная механизация и автоматизация на базе ЭВМ, позволяющих автоматически вести технологические процессы на наивыгоднейших режимах.

    Волочение

    Волочениезаключается в протягивании заготовки с усилием Р (рис.27, л)через сужающееся отверстие в инструменте, называемом волокой. Конфигурация отверстия определяет форму получаемого профиля. Исходными заготовками служат прокатанные или прессованные прутки и трубы. Волочением получают проволоку диаметром 0,002÷10 мм, фасонные профили; калибруют трубы диаметром 0,3÷200 мм и прутки диаметром 3÷150 мм. Волочение производят в холодном состоянии, что обеспечивает высокую точность размеров и хорошее качество поверхности.

    Прессование

    Прессование – это выдавливание усилием Q заготовки 1(рис. 27, м)из контейнера 2 через отверстие в матрице, соответствующее сечению выдавливаемого профиля. Исходной заготовкой является слиток или прокат. Прессованием получают прутки диаметром 3÷250 мм, трубы диаметром 20÷400 мм со стенкой толщиной 1,5÷12 мм и другие профили, сплошные и полые, с постоянным или переменным поперечным сечением. Точность и возможная сложность получаемых профилей больше, чем при прокатке.

    Ковка

    Ковка–это деформирование усилием N нагретой заготовки 1 (рис. 27, н)рабочими поверхностями 2 универсального инструмента (бойка) при свободном течении металла в стороны. Исходными заготовками могут быть слитки, блюмы, сортовой прокат. Ковкой получают разнообразные по форме и размерам поковки массой до 300 т, которые служат заготовками для последующей обработки резанием.

    Штамповка

    Штамповка– это обработка заготовок из сортового и листового проката давлением с помощью специального инструмента – штампа. Ее широко применяют для серийного и массового производства заготовок и деталей в машиностроительной, приборостроительной, электротехнической и других отраслях промышленности. Многообразие машин для обработки давлением можно свести к нескольким основным типам в зависимости от характера воздействия рабочих частей машины на деформируемую заготовку.

    Рис. 28. Машины для обработки давлением

    Молоты– машины ударного действия со скоростью деформирования уд до 9 м/с. Сжатый пар или воздух поступает поочередно в верхнюю полость рабочего цилиндра 1 (рис. 28, а) для нанесения удара верхним бойком или штампом 2 по заготовке 3,находящейся на нижнем бойке или штампе 4,и затем в нижнюю полость для подъема рабочих (падающих) частей молота.

    Гидравлические прессы– машины статического действия (уд до 0,3 м/с). Усилие для деформирования заготовки создается рабочей жидкостью высокого давления (20÷30 Мн/м 2 ), поочередно поступающей в рабочие 1 и возвратные 2 цилиндры прессов для опуска­ния и подъема рабочих частей пресса (рис. 28, б).

    Механические прессы– машины статического действия (0Д до 0,5 м/с). Деформируют заготовку (рис. 28, в),используя энергию, накопленную массивным маховиком 2,который вращается электродвигателем. Преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное движение ползуна 3 осуществляется кривошипно-шатунным механизмом.

    Ротационные машины деформируют заготовку вращающимся инструментом. К таким машинам относятся, например, прокатные станы. В зависимости от технологического назначения машины имеют характерные конструктивные особенности и, соответственно, их можно разделить на машины для холодной, горячей объемной штамповки, листовой штамповки и т. п. Машины должны иметь достаточно жесткую станину, развивать большие рабочие усилия, обеспечивать высокую производительность. Применяют высокоскоростные машины и установки (va до 300 м/с), использующие энергию гидравлического удара, взрыва, электрического разряда в жидкости и импульсного электромагнитного поля.

    Машины для обработки давлением бывают как вертикального исполнения (молоты, большинство прессов), так и горизонтального (горизонтально-ковочные машины и др.). Машины для обработки давлением оснащают различными средствами механизации и автоматизации, программным управлением и телевизионным контролем параметров технологических процессов.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector