ТОПП_ч1 - Стор 6
Найбільш точний метод лиття, що забезпечує отримання виливків, що у багатьох випадках не потребують додаткової механічної обробки,
лиття під тиском.
впорскується у форму і застигає під тиском від
20 до 1000 атм, що
забезпечує отримання низької пористості
металу (рис.4.6). Однак стінки
форми піддаються надзвичайно
тепловим навантаженням, тому в
прессформах із сталей відливають таким методом сплави на основі алюмінію, цинку, міді. Лиття стали таким методом можливе лише у форми, виконані з жароміцних сплавів на основі молібдену. Труднощі виготовлення форми, її висока вартість роблять раціональним застосування
у серійному - масовому
виробництві, Зазвичай це
металеві деталі побутової техніки (замки,
ручки дверей та вікон, деталі
автомобілів, шасі радіоелектронної апаратури тощо).
Порівняльні характеристики різних методів лиття
Форма та розміри
, від масового до
розміри та форма
Маса до 250 кг,
маса до 10кг,
Запитання для самоперевірки:
1. Який метод лиття забезпечує найбільшу точність одержуваної виливки?
2. Які методи лиття не вимагають виготовлення моделей?
3.У чому переваги лиття порівняно з іншими методами одержання заготовок деталей машин?
4.Які вироби одержують відцентровим литтям?
5. У чому полягають переваги лиття в кокіль?
6.З яких сплавів виробляють виливки литтям під тиском?
7.Яким методом лиття можна отримати виливок станини верстата довжиною 10м і масою 10тон?
8.Яким методом лиття доцільно відливати корпуси замків із алюмінієвого сплаву?
9.Якими фізичнимифакторами визначається рідинна сплаву при заповненні ним форми?
10.З яких матеріалів виготовляється форма під час лиття під тиском?
Зразок картки тестового контролю:
1. Яким методом лиття доцільно отримати виливок із силуміну масою
10 кг з точністю розмірів за 12 кваліфікацією: а). Литтям у форму б). Литтям під тиском в). Литтям за моделями, що виплавляються.
2. Яким методом виготовляють бронзове художнє лиття:
а). Литтям у кокіль б). Литтям під лавінням
в). Литтям за моделями, що виплавляються.
3. У яких методах лиття не застосовуються стрижні: а). у лиття під тиском б). У лиття за моделями, що виплавляються в). У лиття в кокіль
4. Яким методом лиття неможливо виготовити сталевий виливок масою
200кг а). Литтям під тиском
б). Литтям у оболонкові форми в). Литтям у форми
5. Який метод лиття забезпечує отримання виливків найскладнішої форми а). Лиття під тиском
б). Лиття в кокіль в). Лиття за виплавлюваними моделями
5. Методи обробки металів тиском
Завдяки пластичності металів, що виявляється при деформації в холодному або гарячому стані, можна змінювати форму вихідної заготівлі, отриманої, природно, будь-яким іншим методом.
Можливість обробки металів тиском багато в чому визначає їхнє широке застосування. Ця технологічна властивість настільки суттєва, що навіть була основою визначення металу (Метал – це світле тіло, яке можна кувати).
При пластичній деформації металу відбувається зміщення атомних шарів один щодо одного всередині кристалів та зміщення кристалів щодо один одного. Важливою особливістю цього виду деформації є руйнації. Звичайно різні метали та їхсплави мають різну здатність деформуватися без руйнування. Пластичність металів оцінюється величиною відносного подовження стандартного зразка при розриві. Ця величина у пластичних металів коливається від 10 до 50%. В даний час розроблені надпластичні сплави, відносне подовження яких при розриві може досягати сотень відсотків.
До сплавів, що мають високу пластичність, які можуть оброблятися методами тиску відносяться: низьковуглецеві сталі, сплави алюмінію, міді (латуні), багато легованих сталі.
Пластичність металів істотно збільшується при їх нагріванні, тому обробку тиском в основному виробляють у гарячому стані. При нагріванні також істотно знижується міцність металів, тому зусилля для їх деформування значно нижчі, що дозволяє застосовувати простіше обладнання та інструмент.
Найбільш поширеними технологічними методами обробки металів тиском є прокатка, пресування, волочіння, кування, штампування.
Більше 80% виробленої сталі та близько 50% кольорових металів переробляється прокаткою. У такий спосіб (рис.5.1) одержують довгі заготовки певного профілю - сортамент. Ці вироби є заготовками для виробництва різних деталей машин або мають власне застосування - труби, рейки, профілі для будівельних конструкцій.
Прокаткою отримують листовий матеріал, який після подальшої обробки застосовується для корпусів суден, машин, літаків і т.д.
Обладнання – прокатні стани.
Стани для виробництва заготовок для подальшого одержання сортаменту називаються блюмінги, а для виробництва заготовок під наступний листовий прокат – слябінги. Як заготовки на цих станахвикористовуються зливки. Природно, що зниження витрати енергії раціонально прокатувати зливки в гарячому стані, після розливання металу та його затвердінні. Тому такі стани зазвичай встановлюються на металургійних комбінатах, що виробляють (варять) метал (сталь).
Технологічні можливості прокатки
1. Можлива прокатка тільки пластичних металів у гарячому чи холодному стані (фольга є продуктом прокатки чистого алюмінію у холодному стані).
2.Форма. Форма (рис.5.2) може бути досить складною, але є суттєві обмеження, пов'язані з умовами проходу металу через прокатні валки. Важко отримати поверхні перпендикулярні до осей прокатних валків, тому необхідно передбачати спеціальний нахил таких стінок. Важко чи іноді неможливо отримувати профілі сортаменту із закритими, замкнутими поверхнями.
3. Розміри. Діапазон розмірів (товщин) металу, що прокочується, досить широкий. Від товстолистового прокату (200мм) до фольги товщиною до
4. Точність. Якщо при прокатці в гарячому стані точність становить десяті частки мм, що відповідає кваліфікаціям точності, то при прокатці без нагрівання точність може бути істотно вищою і при прокатуванні фольги досягає тисячних часток міліметра.
5.Шорсткість. Також залежить від наявності нагріву і при гарячій прокатці шорсткість істотно вище (до Rz 320), при холодній прокатці (фольга) може бути отримана дуже низька шорсткість (менше Ra0,63).
Пресуванням називається процес видавлювання металу із замкнутої порожнини (контейнера) через профільний отвір матриці (рис.5.3).
Устаткування. Горизонтальні та вертикальні гідравлічні преси із зусиллям тонн.
Матриці, пуансони для пресуваннявиготовляють із особливо міцних сталей та сплавів, так як тиски при пресуванні дуже великі. Тому таким методом отримують переважно вироби з алюмінієвих і мідних сплавів.
Форма одержуваного профілю може бути дуже складною, цей метод забезпечує отримання найбільш складних профілів, таких як оребрені труби для теплообмінних апаратів, будівельні профілі (профілі рам з легких сплавів).
Точність і якість поверхні одержуваних профілів також дуже високі, так як практично визначаються якістю матриці, точність і шорсткість поверхонь якої може бути досягнута в процесі виготовлення. Звичайно в процесі роботи матриця зношується, що погіршує вказані вище параметри виробу.
Процес обтиснення металу заготовки при протягуванні її через волоку - інструмент з отвором, переріз якого менший за вихідний переріз заготовки (Рис.5.4).
В результаті процесу поперечний переріз заготовки зменшується, а довжина
її збільшується. Волочення застосовується без нагрівання заготівлі для отримання тонкого дроту (від 0,002 мм до 4 мм).
За один цикл обтискання у волоку не можна значно зменшити переріз заготовки, так як зусилля може бути прикладено тільки до кінця заготовки, що виходить з волоки і , при надмірному зусиллі, дріт може просто порватися.
Волочінням можна також калібрувати (з метою підвищення точності) прутки різного профілю, тонкостінні труби і т.д.
Обладнанням є спеціальні волочильні стани, на яких за один цикл дріт може отримувати кілька обтискань.
Заготовками для волочіння є продукція прокатного виробництва (дрот "катанка" діаметром 6мм).
Волочінням отримують весь дріт для електротехнічного та електронногопромисловості, сталевий дріт для машинобудування, будівництва та ін.
Точність профілю досягає 6 квалітету, а шорсткість поверхні може бути забезпечена менше 0,32 мкм.
Волоки, що працюють у надзвичайно напруженому режимі та піддаються інтенсивному стирання, виконуються із надтвердих металокерамічних сплавів та кристалів (алмаз).
Куванням називається процес гарячої обробки металів тиском, при якому на заготівлю впливають ударами кувалди, бойка молота, натисканням бойка преса або іншим універсальним інструментом.
Початкова заготівля при куванні - злиток або відрізок прокату.
Ручне кування в даний час застосовується у ремонтних роботах та художній обробці металу.
Машинне кування здійснюється на машинах:
кувальних молотах з масою падаючих частин від 0,5 до 16т, кувальних пресах із зусиллям від 500 до 100000т.
Матеріал заготівлі. В основному виробляються сталеві поковки, які куються при температурі. Хоча обмежено виробляються поковки з кольорових матеріалів. Властивості матеріалу при куванні значно покращуються, тому що відбувається дроблення кристалів металу, вирівнювання
може бути створена
Тому в ряді випадків кування застосовують
при виготовленні заготовок
відповідальних деталей машин (валів, роторів турбін, стволів гармат.). Форма виробів, що отримуються в промисловості, зазвичай дуже проста, хоча в художньому куванні форма обмежена тільки фантазією художника.
Розміри заготовок можуть бути дуже великі. Наприклад, поковка валу корабля гребного, ротора великої турбіни. Маса поковок може становити десятки тонн. Звичайно неможливо було б пластично деформувати таку величезну заготівлю всю відсутності відповідногообладнання, але при куванні можлива місцева пластична деформація заготівлі і, природно, великогабаритні поковки послідовно проковують по ділянках.
Точність поковок відповідає 14 квалітету і грубіше, а шорсткість поверхні зазвичай дуже висока (300мкм), тому поковки обробляються різанням та іншими методами при отриманні з них деталей машин.
Застосування при куванні універсального інструменту значно здешевлює підготовку виробництва, тому кування застосовується в індивідуальному та дрібносерійному виробництві.
5.5 Гаряче об'ємне штампування
При цій обробці метал заготовки деформується у всьому обсязі, причому течія його обмежується порожниною штампу. При цьому форма
одержуваного виробу відповідає формі штампу. Природно, що в порівнянні з вільним куванням процес значно продуктивніший, але вимагає виготовлення спеціального оснащення штампів (рис.5.6).
Тому в основному застосовується у серійному та масовому виробництві.
Деформація всього обсягу заготівлі вимагає, незважаючи на її нагрівання, значних зусиль, що діють на штамп, тому габарити (маса) заготівель зазвичай обмежена (менше 250кг).
Матеріал при високих ступенях пластичної деформації так само як і при куванні ущільнюється, подрібнюється зерно, що призводить до покращення механічних властивостей виробу. Тому процес застосовується при виробництві заготовок відповідальних виробів: валів, зубчастих коліс, турбінних лопаток і т.д.
Точність одержуваних заготовок також значно вища, ніж при куванні і досягає 12 квалітету.
Шорсткість поверхні, наявності окалини на поверхні нагрітої заготовки висока (100 - 500мкм).
Об'ємне штампування іноді проводиться в холодномустані і в цьому випадку точність та шорсткість можуть бути значно покращені. Однак важко забезпечити великий ступінь пластичної деформації заготовки та інструмент (штамп) швидко зношується.
5.6 Листове штампування
Листове штампування називається процес деформації листової заготовки на пресі за допомогою штампу.
При штампуванні вирубці (рис.5.7) відбувається зріз матеріалу між краями складноконтурного пуансону та еквідистантною до нього за контуром матрицею. Пуансон та матриця виконуються з матеріалів значно