Анализ и экономическая оценка механообработки (стр. 2 из 3)

На станах барабанного типа производят волочение проволоки или труб малого диаметра и одновременно наматывание их в бунты.

5. Понятие свободной ковки.

Свободную ковку заготовок разделяют на ручную и машинную. Ручную ковку производят на наковальне, при этом по поковке удары наносят кувалдой. Машинную ковку осуществляют на ковочных молотах и ковочных прессах. Исходным материалом для ковки заготовок служат слитки и разнообразный прокат в нагретом состоянии.

При свободной ковке производят следующие основные операции: осадку, вытяжку, прошивку, закручивание, рубку, чистку и сварку.

Осадку производят для увеличения площади поперечного сечения исходной заготовки за счет уменьшения ее длины при приложении сил вдоль оси заготовки.

При осадке, во избежание образования продольного изгиба, длина заготовки должна быть не более чем в два с половиной раза толщины. Большая длина заготовки по отношению к ее толщине приводит к непременному изгибу формы паковки. Изогнутая форма заготовки требует правки, что приводит к снижению производительности ковки.

Осадка, производимая на части заготовки, называется высадкой.

Осадку применяют для получения поковок с малой высотой и большим поперечным сечением (диски, зубчатые колеса, 'фланцы и др.). Ее используют также как предварительную операцию перед прошивкой при изготовлении пустотелых заготовок в виде колец барабанов и т. д.

Вытяжку производят для увеличения длины заготовки за счет уменьшения ее толщины. Процесс вытяжки осуществляют последовательными нажатиями (отжатием) с подачей заготовки и поворотом

вокруг оси.

Разновидностями операции вытяжки являются: расплющивание— для увеличения ширины за счет уменьшения высоты заготовки; расщиванием получают поковки плоской формы в виде пластин; вытяжка с оправкой — для увеличения длины за счет уменьшения толщины стенок пустотелой поковки; раздача на оправке — для увеличений у внутреннего и наружного диаметров пустотелых поковок (колец барабанов, обечаек и т. п.). Иногда при ковке две последние операциисовмещают для получения заготовки требуемой формы с необходимыми размерами.

Прошивку производят для получения в заготовке отверстий или углублений.

Закручивание — поворот одной части заготовки относительно другой на заданный угол вокруг ее оси. Закручивание применяют для получения поковок типа коленчатых валов с коленами, расположенными в различных плоскостях, спиральных сверл и т. п.

Рубку применяют для отделения одной части от другой. Рубку ведут из большой по размерам заготовки на несколько заготовок меньших размеров или удаляют излишки металла, отрубая от концов поковки.

При гибке изменяется направление главной оси заготовки. Гибкой получают скобы, крюки, кронштейны и другие поковки. Сварку используют для соединения нескольких заготовок из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,25%.

6. Литьё песчано-глинистой формы.

В литейном производстве примерно 95% вcex отлиaок изготовляютв разовых формах. Разовая форма служит только один раз и разрушается при извлечении из нее отливки.

Модель по внешнему виду соответствует форме отливки. По модели изготовляют литейные формы из формовочных смесей. В стержневых ящиках изготовляют стержни из стержневых смесей. Стержни при постановке их в форму образуют внутри отливки полости, отверстия, выемки и выступы.

Модели и стержневые ящики изготовляют по чертежу отливки. Размеры модели и стержневого ящика по сравнению с размерами отливки увеличивают на величину усадки металла и на величину припуска на механическуюjjобработку.

Металл, залитый в форму, при затвердевании и охлаждении уменьшает свой объем, вследствие чего происходит усадка. Величина усадки выражается в процентах. Для серого чугуна усадка составляет примерно 1%, для ковкого — 1,0 — 1,5%, для стали — 1,5 — 2,2%, для медных сплавов — 0,8 — 1,6% и для алюминиевых сплавов от 0,3 — 12%.

Величину припуска на механическую обработку принимают в зависимости от размеров отливки, состава сплава, из которого она изготовлена, от сложности ее конфигурации, положения в форме и от характера производства (индивидуальное, серийное или массовое). Модели и стержневые ящики делают цельными и разъемными, состоящими из двух и более частей, в зависимости от сложности конфигурации отливки. Для легкости извлечения модели из форм вертикальным стенкам модели придают конусность — так называемые формовочные уклоны. Уклоны в деревянных моделях делают от l до 3', в металлических моделях — от 0,5.

На моделях изготовляют стержневые знаки. Знаками называют выступающие части модели, образующие углубления в форме для установки стержней при ее сборке.

Для индивидуального и мелкосерийного производств отливок модели и стержневые ящики изготовляют из дерева, а для массового производства — из металла и

пластических масс.

Для изготовления металлических моделей применяют чугун, алюминиевые сплавы, бронзу, латунь и сталь. Наибольшее применение получили алюминиево-кремниевые и алюминиево-медные сплавы, имеющие малый удельный вес, легко поддающиеся механической обработке и устойчивые в эксплуатации. 0 п о к и. Приготовление форм из формовочных смесей производится набивкой земли в специальные жесткие рамки, называемые опоками. Опоки изготовляются (отливаются) из стали, чугуна и алюминиевых сплавов.

Для изготовления форм и стержней применяют формовочные и стержневые смеси, состоящие из различных формовочных материалов—песка, глины, связующих и противопригарных добавок.

Формовочный песок состоит из зерен кварца SiO_s различной величины. Пески в основном используются с содержанием SiO₂ более 90%, Формовочные глины состоят из одного или нескольких глинистых минералов и примеси других минералов. Согласно ГОСТ 3226—57, формовочные глины в зависимости от минерального состава разделяют на два вида: формовочную обыкновенную, содержащую каолинит, гидрослюдистые минералы, и формовочную бентонитовую, содержащую монтмориллонит, бейделлит и ферримонтмориллонит. Формовочные материалы и смеси, как правило, должны обладать прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью и другими свойствами.

7. Литьё под давлением

Процесс литья под давлением состоит в том, что расплавленный металл вводят в металлическую форму под давлением поршня или сжатого воздуха. С увеличением давления повышается и жидкотекучесть металла, заливаемого в форму. Детали, получаемые литьем под давлением, имеют чистую поверхность и точные размеры в пределах

±0,03—0,08 мм, поэтому почти полностью исключается их механическая обработка или она сводится в основном к доводке размеров деталей шлифовкой. При этом Детали можно получить в готовом виде с резьбой, отверстиями и весьма тонкими приливами и выступами.

Металл в деталях получает мелкозернистую структуру и большую плотность вследствие быстрого охлаждения в металлической форме. Прочность деталей, получаемых этим методом, выше, чем отлитых в земельные формы. Этим способом отливают мелкие тонкостенные детали из алюминиевых, магниевых и медных сплавов. В последнее время литьем под давлением получают детали из стали.

Для литья под давлением применяют машины поршневого действия с горячей и холодной замерами, машины компрессорного действия с неподвижной и подвижной камерами сжатия (рис. 6). Машины поршневого действия с горячей камерой сжатия (рис. 6, а) применяют) для отливки деталей из сплавов, имеющих температуру плавлением до 450° конструкции эти машины разделяют на ручные, полуавтоматы и автоматы, все они работают по одному принципу. В чугунную ванну 3 заливают жидкий металл. Для поддержания постоянной температуры металла ванну подогревают. Жидкий металл из ванны через отверстия 2 заполняет полость цилиндра и подводящий канал Ь. При повороте пусковой рукоятки обе половины формы закрываются. Одновременно с закрытием формы штуцер 6 прижимается к устью ходового канала формы 7. Затем автоматически выключается пневматический цилиндр, под действием которого поршень поднимается и форма закрывается, освобождая отливку. После этого форму обдувают и операцию заливки повторяют. Производительность полуавтоматических машин до 250 и автоматических до 1000 заливок в час. Давление достигает от 6 до 25 от (6-10⁵^25-10⁵ м/и*²).

Машины компрессорного действия нашли широкое применение для получения отливок из алюминиевых сплавов. Схема компрессорной машины с неподвижной камерой и с закрытой ванной приведена на рис. 85,6. Она работает по следующему принципу. Через отверстие 2 заливают жидкий металл в камеру сжатия 5 и закрывают ее пробкой. Через отверстие 3 подается сжатый воздух от компрессора, который давит на поверхность металлической ванны и вытесняет металл через патрубок 4 в мундштук 6 и форму 7. Производительность машины составляет от 60 до 500 заливок в час. Основным недостатком этой машины является окисление большой поверхности металла воздухом, поступающим от компрессора.

Наиболее широкое применение получили машины компрессорного! действия с подвижной камерой сжатия (рис. 6,в). В чугунной ванне / расположена подвижная камера сжатия 2, на конце которой прикреплен мундштук 3; на другом конце камеры имеется отверстие 4* После включения пускового механизма камера поднимается тягами из ванны и мундштук подходит к устью ходового канала формы 5, при этом отверстие 4 вплотную подходит к втулке 6. Затем включается воздух, который вгоняет расплавленный металл в форму. После удаления отливки и обдувки формы операция повторяется. Производительность таких машин от 50 до 500 отливок в час; давление применяют от 10 до 100 am.