Технология обработки материалов

Бронзовые отливки, полученные методом вакуумного всасывания, имеют  лучшую структуру и более высокие  механические свойства, чем отливки, полученные другими способами литья.

Изготовление отливок  вакуумным всасыванием успешно  применяется, например, при получении  заготовок для втулок из цветных  металлов. Этим способом устраняется  брак по газовым раковинам и пористости.

Выбивка, обувка, очистка и контроль литья

В индивидуальном производстве отливку из земляничной формы  вынимают вручную, выбивая из опок формовочную  смесь, разрыхляя ее ломом и ударяя по поверхности формы и по стенкам  опоки

В современных литейных цехах  выбивают литье и стержни из отливок  механизированном путем на выбивных решетках.

Выбиваемая земля проваливается  через решетку из формы, установленной  на опоры. Вибраторы проводят в действие сжатым воздухом, который подводят по трубе, нажимая ногой на педаль.

Стержни из отливок удаляются  вручную или при помощи пневмонических вибрационных машин, либо струей вода в гидравлической камере. Отливка  в камере помещается на поворотный решетчатый стол и на нее направляется из сопла диаметром 4-8 мм струя воды под давлением 25-100 ат. Вода со стержневой смесью сливается через решетчатый пол камеры в отстойник.

Выбивку отливок производят на решетках при температуре около 1000o, а транспортировку их в очистное и обрубное отделение - охладительными конвейерами.

Литники и прибыли на стальном литье удаляют дисковой пилой  и на отливках из других вязких металлов ленточными пилами. Для удаления прибылей применяют также газовую резку.

Вручную обрубка литников производится с помощью молотка  и зубила. У мелких и средних  отливок литники удаляют на отрубных прессах; у очень мелких отливок  во избежание поломки их - ленточной  пилой. Заливы и другие неровности выравниваются  ручными или пневмоническими  зубилами.

Поверхность мелких отливок  успешно очищается от песка во вращающихся барабанах, в которых  вместе с отливками загружаются  звездочки из белого чугуна; кроме  того, изделия очищаются пескоструйными аппаратами.

Очистка пескоструйными аппаратами производится струей сжатого воздуха, несущего с собой кварцевый песок. Песчинки, с силой ударяясь о поверхности  отливки, снимают с нее пригоревшую  землю, и поверхность становиться  чистой, матовой.

В последнее время вместо песка начали применять дробь  из белого чугуна, изготовляемую путем  разбрызгивания струи жидкого чугуна струей воды или воздуха. Мелкие капли  чугуна, быстро охлаждаясь водой, получают твердость белого чугуна. Их отсеивают  в виде дробинок размером 0,5-2 мм, а  более крупные толкут, и остроугольные  осколки добавляют к дроби. При  чугунной дроби пыли меньше, и работа протекает в более гигиенических условиях. Расход дроби 2,4-3,5 кг на 1 т литья (меньше, чем расход песка, в 25-35 раз) при давлении воздуха до 5-6 ат.Для очистки массивных отливок сложной конфигурации применяется гидравлическая очистка струй воды под давлением до 150 ат. Очистка производиться быстро и при полном отсутствии пыли, что очень важно с точки зрения охраны труда рабочих. При гидравлической очистке попутно вымываются из отливок и стержни.

Механизация удаления стержней из отливок введением гидроочистительного устройства и удаления стержней совместно с очисткой поверхности отливок от пригоревшей смеси (пескогидравлическая очистка) снижает трудоемкость очистки примерно в 10 раз.

До обрубки литников и  очистки литье осматривают, чтобы  выяснить, нет ли в отливках грубых дефектов, вследствие которых передавать литье в очистку и обрубку  было бы уже нецелесообразно. Имеются  разнообразные классификаторы брака (таблицы и инструкции). Ими пользуются не только при контроле отливок, но и при борьбе с браком и для  предупреждения его.

Задачами технического контроля являются анализ брака литейного цеха. Определение различных видов и причин брака и принятие мер по борьбе совместно с администрацией литейного цеха.

Осуществляются контроль исходного сырья и материалов, поступающих в литейный цех, модельного и опочного инвентаря, проверка технологических  процессов, готовой продукции на основе существующих технических условий. Контрольный отдел подчинен непосредственно  директору завода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И СПОСОБЫ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ

 

Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки — листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист до 6 мм). Примером листовой штамповки является процесс пробивания листового металла в результате которого получают перфорированный металл (перфолист). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы — устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.

По типу применяемой оснастки штамповку листовых материалов можно  разделить на виды:

штамповка в инструментальных штампах,

штамповка эластичными средами,

импульсная штамповка:

магнитно-импульсная,

гидро-импульсная,

штамповка взрывом,

валковая штамповка.

1,1Горячая объёмная штамповка

Горячая объёмная штамповка  — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента  — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также  выступов), изготовленных в отдельных  частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для  горячей штамповки применяют  прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.

Применение объемной штамповки  оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании  этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются  отходы металла, обеспечиваются высокие  точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки

Штамповка в открытых штампах  характеризуется переменным зазором  между подвижной и неподвижной  частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

Штамповка в закрытых штампах  характеризуется тем, что полость  штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной  и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Например, нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или верхняя – полость, а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно перпендикулярные плоскости разъема. При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую точность.

 

 

 

3. КРАТКАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СВАРКИ

 

Сварка – это технологический  процесс соединения твердых материалов методом плавления или пластическим деформированием, результатом которого являются конструкции с неразъемным  соединением деталей.

 Вид сварки выбирается  в зависимости от свойств свариваемых материалов, параметров соединяемых деталей и конструкций, условий для проведения работ. По прочности сварные соединения не уступают применяемому металлу и способны выдерживать высокие статические и динамические нагрузки в условиях разной температуры и оказываемого давления.

 Сварка применяется  разных видов, а различные физические, технические и технологические  параметры определяют её вид.  Сварка сейчас производится более  60 видов, которые сгруппированы  по разным классам. 

 Выделяют три основных  класса сварки: механическая, термическая  и термомеханическая сварка.

 Термический класс  объединяет виды сварки, производящиеся  с применением тепловой энергии: 

1. Наиболее часто повсеместно  применяемый вид – сварка электродуговая, где плавление осуществляется  за счет теплоты от электрической  дуги.

 Электродуговой вид  - сварка разными способами:

 • ручная дуговая  сварка – универсальный вид,  сварка проводится в труднодоступных  местах, из стали различных марок,  для коротких швов, для криволинейных  швов, для монтажных работ;

 • электрошлаковая  сварка – в качестве источника  тепла используется расплавленный  шлак.

В результате электрошлаковой  сварки сплавляются кромки соединяемых  деталей и присадочная проволока. Используемый для крупных конструкций  вид – сварка для машиностроения, для толстостенных сооружений, для  ковано-сварных конструкций непосредственно  на монтажной площадке.

2. Плазменная сварка использует  сжатую плазменную струю, которая  оказывает тепловое и газодинамическое  воздействие на свариваемые детали. Плазменная сварка – это многофункциональный  вид: сварка, резка, наплавка, напыление.  Как подвид, существует микроплазменная  сварка. При малой площади нагрева  обеспечивается высококачественное  соединение миниатюрных и высокоточных  элементов. 

3. Газопламенная сварка  – источником тепла является  газовый факел, для усиления  шва применяют присадочный металл. Универсальный вид: сварка, резка,  пайка, наплавка, нагрев участков  для местной термообработки, правки  и очистки, восстановление от  износа, защита от коррозии.

 Термомеханический класс  видов сварки использует тепловую  энергию и давление:

1. Контактная сварка –  соединение металла посредством  нагрева электрическим током  с одновременной пластической  деформацией сжимающим усилием.  Часто используемый вид – сварка  высокой производительности, высокого  качества и надежности, экологически  чистый процесс.

2. Диффузионная сварка  – соединение деталей сдавливанием, нагревом в вакууме в твердом  состоянии без применения расплавления. В результате локальной пластической  деформации и диффузии материалов  образуется монолитное сварное  соединение. Уникальный вид - сварка  практически всех известных конструкционных  материалов (алюминий со сталью  и титаном, металлы с неметаллами).

 Механический класс  объединяет виды сварки с использованием  давления и механической энергии: 

1. Сварка взрывом - уникальный  вид, сварка позволяет получить  прочный участок сплошного соединения  поверхностей нескольких металлов  или сплавов на большой площади, при толщине от 0,1 до 30 мм. Можно соединять плоские и цилиндрические детали за короткое время.

2. Ультразвуковая сварка  – специализированный вид, сварка  в основном для полимерных  листовых изделий с помощью  ультразвуковых колебаний

 

4. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ. ОБОЗНАЧЕНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ

 

Шероховатость поверхности  обозначают на чертеже для всех выполняемых  по данному чертежу поверхностей  изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость  которых не обусловлена требованиями конструкции.

 

Структура обозначения шероховатости  поверхности приведена на рис. 1.

 

При применении знака без  указания параметра и способа  обработки его изображают без  полки.

 Рисунок 1. Структура  обозначения шероховатости поверхности

 

 Рисунок 2. Обозначение  шероховатости поверхности без  указания способа обработки 

 Рисунок 3. Обозначение  шероховатости поверхности при образовании которой обязательно удаление слоя материала 

 Рисунок 4. Обозначение  шероховатости поверхности при образовании которой осуществляется без удаление слоя материала

 

 

В обозначении шероховатости  поверхности применяют один из знаков, изображенных на рисунках 2-5.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже  высоте цифр размерных чисел. Высота Н равна (1,5…5) h. Толщина линий  знаков должна быть приблизительно равна  половине толщины сплошной линии, применяемой  на чертеже.

В обозначении  шероховатости  поверхности,  способ  обработки  которой  конструктором    не устанавливается, применяют знак (рис.2).

В обозначении   шероховатости   поверхности,   которая   должна   быть   образованна   только удалением слоя материала, применяют  знак (рис.3).

В обозначении  шероховатости  поверхности, которая  должна быть образованна  без удаления слоя материала, применяют  знак (рис.4) с указанием значения параметра шероховатости