Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Обработка металлов давлениемСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Обработка металлов давлением – технологический процесс получения заготовок необходимой формы и размеров путем пластической деформации. Обработка давлением применима к пластичным материалам (стали, медные, магниевые и алюминиевые сплавы и др.) и может производиться и в холодном и в нагретом состоянии. При обработке металла в холодном состоянии зерна деформируются, сплющиваются и вытягиваются в направлении деформации. Прочность и твердость металла при обработке непрерывно увеличиваются, пластичность и вязкость – уменьшаются. Упрочнение металла при пластической деформации называется наклепом. Большая плотность дислокаций и высокая концентрация точечных дефектов в наклепанном слое препятствует свободному перемещению дислокаций и затрудняет дальнейшую пластическую деформацию. При обработке металла в нагретом состоянии сопротивление деформации уменьшается за счет увеличения пластичности металла. Наклеп при деформировании уменьшается даже при небольшом нагреве, когда частично исчезают дефекты решетки. Деформированная форма зерен сохраняется. Это явление называется возвратом металла. При нагреве до более высокой температуры наклеп исчезает полностью. Процесс образования новых более совершенных зерен, за счет деформированных, называется первичной рекристаллизацией. При дальнейшем нагреве происходит вторичная рекристаллизация, сопровождающаяся ростом отдельных зерен за счет других. Температура, при которой начинается рекристаллизация, называется температурным порогом рекристаллизации (Т р). Она связана с температурой плавления зависимостью А. Бочвара Т р = a × Т пл. Коэффициент a зависит от состава и структуры металла (для сплавов – 0,5-0,6, для технически чистых металлов – 0,3-0,4). Температуры плавления металла – в градусах Кельвина. Если деформирование металла происходит при Т > Т р , то наклеп металла отсутствует: одновременно идут процессы упрочнения и разупрочнения – рекристаллизации. Такая деформация называется горячей. Если деформирование происходит при Т < Т рек, то деформация называется холодной. Для каждого металла и сплава температура горячей обработки имеет не только нижний, но и верхний предел. На рис. 10.1 показан интервал оптимальных температур 1 нагрева сталей, для горячей обработки давлением в зависимости от содержания углерода. Верхний предел зоны нагрева лежит на 150-200 °С ниже температуры начала плавления (линии солидуса), нижний – на 60-70 °С выше температур превращения перлита и цементита в аустенит. Зона 3 пережога находится на 100 °С выше зоны 2 перегрева. Пережженый металл идет только на переплавку. В зоне перегрева происходит интенсивный рост зерна. Крупнозернистая структура металла делает его непрочным и хрупким. Для исправления перегрева необходима термическая операция отжига, измельчающая зерно. Ниже линии нижних температурных пределов начинается зона наклепа. При горячей деформации зерно получается тем мельче, чем ближе
Прокатка
Прокатка – вид обработки давлением, при котором металл пластически деформируется между вращающимися валками. Заготовка перемещается за счет сил трения. Толщина уменьшается, но увеличивается длина и ширина. Форма поперечного сечения проката называется профилем. Прокаткой обрабатывают сталь, цветные металлы и сплавы.
Прокатку осуществляют на прокатных станах. Оборудование для деформирования металла называется основным, если оно располагается на главной линии прокатного стана (линии рабочих клетей). Классификация прокатных станов. По числу валков в рабочей клети на двух- (дуо-стан), трех- (трио-стан) и многовалковые станы. По направлению вращения валков – на нереверсивные и реверсивные (с переменой направления вращения валков). По конструкции валков – на станы с гладкими и калиброванными валками. По назначению – на обжимные, сортовые, листовые, рельсовые, трубопрокатные и другие станы. По размеру – на мелко- и крупносортные станы. Крупносортные станы называют блюмингами или слябингами. На этих станах слитки массой до 15 тонн прокатывают в квадратные заготовки – блюмы (для сортового проката), либо в прямоугольные листовые заготовки – слябы (для листового проката). Продукция прокатного производства – готовые изделия (балки, трубы, рельсы и др.), заготовки для последующей механической обработки. В зависимости от профиля, прокат делится на листовой, сортовой, трубный и специальный. Сортовой прокат делится на простой (квадрат, круг, шестигранник, прямоугольник) и фасонный (уголок, двутавр, тавр, швеллер, рельс). Листовой прокат делится на толсто- (до 160 мм) и тонколистовой (менее 4 мм). Листы толщиной менее 0,2 мм называют жестью или фольгой. Толстолистовой прокат получают только в горячем состоянии. Трубный прокат получают на трубопрокатных станах. Бесшовные горячекатаные трубы получают из заготовок круглого сплошного сечения прокаткой сначала на стане поперечно-винтовой прокатки, где заготовка получает винтообразное движение и внутри ее образуется полость, а затем на стане продольной прокатки (пилигримовый стан) из полой заготовки (гильзы) получают трубу требуемых размеров. Сварные трубы изготовляют из горячекатаной ленты (штрипса) на непрерывных прокатных станах. Штрипс завивают на калиброванных валках с непрерывной сваркой спирального или прямого шва автоматической сварочной головкой.
Волочение и прессование
Волочение – вид обработки металлов давлением, при котором заготовка в холодном состоянии протягивается через сужающееся отверстие – волоку (рис. 10.4). Выполняют волочение через ряд уменьшающихся отверстий. При волочении происходит наклеп металла, поэтому между переходами для снятия упрочнения делают отжиг материала с последующим травлением окалины. Волочением обрабатывают сталь, цветные металлы и их сплавы. Производят проволоку, калиброванные прутки и тонкостенные трубы различного профиля. Изделия получаются с высокой чистотой поверхности и точными размерами. Волока работает в жестких условиях, изготавливается из инструментальной стали или твердого металлокерамического сплава. При волочении тонкой проволоки – из технических алмазов. Для уменьшения трения, повышения стойкости инструмента и улучшения отвода тепла применяют жидкие и сухие смазки (минеральное масло, эмульсии, мыло, порошки графита, меди, молибдена). Волочильные станы состоят из станины с держателем для волоки и тянущего устройства. При волочении протягиваемый металл движется прямолинейно (цепной, реечный стан) или наматывается на барабан.
Прямой метод прессования – металл выдавливается в направлении движения пуансона 4 (рис. 10.5,а), обратное прессование – металл движется навстречу движению пуансона (рис. 10.5,б). Из заготовки 3 прутки 1 сплошного сечения получают любым методом прессования, трубы – только прямым прессованием. Инструмент (пресс-шайба 2, пуансон 4, камера прессования) работает в жестких условиях (большое давление, высокая температура) и быстро изнашивается. Его изготовляют из инструментальных сталей и жаропрочных сплавов. Для снижения износа инструмента применяют смазку: минеральные масла, графит, канифоль; при прессовании трудно деформируемых сталей и сплавов – жидкое стекло. Недостаток процесса: весь металл не выдавливается, остается пресс-остаток (до 20 %).
Ковка
Ковка – вид обработки металлов давлением, при котором металл деформируется на плоских бойках, ударами молота или давлением пресса. Изделия называют поковками. Ручная ковка имеет низкую производительность. Распространена машинная ковка. При ковке металл течет в стороны, не ограниченные рабочими поверхностями инструмента (рис. 10.6). Заготовка помещается между нижним (неподвижным) и верхним (подвижным) бойками молота или пресса. Процесс ковки состоит из основных и вспомогательных операций.
Штамповка
Штамповка – способ изготовления сложных изделий давлением за один рабочий ход специального инструмента – штампа. Различают объемную и листовую штамповку, которую проводят в горячем и холодном состоянии. При объемной штамповке металл заготовки простой формы, деформируется и заполняет всю полость штампа. При листовой штамповке толщина полученных деталей незначительно отличается от исходной толщины листа (заготовки). Объемная штамповка чаще бывает горячей, листовая – холодной. Горячую листовую штамповку применяют при обработке давлением металлов, которые не обладают достаточной пластичностью в холодном состоянии, толстых (свыше 20 мм) листов из низкоуглеродистых сталей. Горячая штамповка. Горячей объемной штамповкой в специальных штампах из заготовок получают штампованные поковки. Штамп – металлическая форма, внутренняя поверхность которой соответствует будущей детали, состоит обычно из двух частей, в которых имеются полости – ручьи. Одна часть штампа закрепляется на шаботе молота или плите пресса, другая – в подвижной их части. При штамповке в открытых штампах (см. рис. 10.7,а) между частями штампа имеется зазор высотой h, в который вытекает избыток металла – облой (заусенец). Облой закрывает выход из полости штампа и заставляет металл заполнять всю форму. При штамповке в закрытых штампах (рис. 10.7,б) зазор очень мал, облоя нет. Расход металла меньше, лучше структура металла, но масса заготовки должна отмеряться очень точно.
Холодная штамповка имеет высокую производительность, низкую себестоимость, дает возможность получения простых и сложных деталей с высокой степенью точности и взаимозаменяемости. Холодное выдавливание – формирование сплошного или полого изделия за счет пластического течения металла из полости штампа через отверстие. Оно имеет много общего с прессованием и бывает прямое, обратное, комбинированное в зависимости от того через какое отверстие выдавливается металл. Холодная высадка – осадка части заготовки. Этим способом производят крепежные изделия. Холодная объемная штамповка производится аналогично горячей, но только в открытых штампах. Разделительные операции холодной листовой штамповки. Отрезка – отделение части листа в штампах или на машинных ножницах. Вырубка, пробивка – отделение части листа по замкнутому контуру. В первом случае отделяемая внутренняя часть – деталь, во втором – отход. Формообразующие операции. Правка – необходима для устранения неровностей и искривлений плоских деталей после вырубки, пробивки. Вытяжка – получение пустотелых, открытых с одной стороны деталей из плоской заготовки. Гибка – изменение кривизны заготовки. Отбортовка – получение горловины или бортов вокруг предварительно пробитых отверстий. Обжим – операция, при которой уменьшается диаметр концевой части полой заготовки. Вальцовка (рельефная формовка) – получение из листа заготовок труб, гофрированной (волнистой) поверхности, например, накатывание резьбы на цоколях электроламп. Штамповка взрывом. Установленная на матрице листовая заготовка опускается в воду, затем в воде, над поверхностью заготовки производится взрыв. Под действием давления жидкости заготовка деформируется и принимает форму матрицы. Электрогидравлическая штамповка подобна штамповке взрывом, только ударная волна возникает при пропускании электрического разряда через жидкость. Специализированные процессы обработки давлением. К таким процессам относятся: обкатывание, раскатывание и калибрование отверстий, накатывание рифлений, зубьев, резьбы и т. д. Обкатыванием и раскатыванием можно проводить упрочнение плоских, конических и цилиндрических, наружных и внутренних поверхностей деталей. Калиброванием отверстий называют однократное или многократное перемещение инструмента имеющего размеры несколько больше чем отверстие. Инструмент – шарик, специальная прошивка. Происходит сглаживание неровностей и упрочнение поверхности. Накатывание служит для получения внешних фасонных поверхностей при вдавливании инструмента в материал заготовки. Этим методом выполняют резьбы, клейма, рифления на поверхности и т. д.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ
Несмотря на внедрение в машиностроение различных методов получения точных заготовок, обработка металлов резанием остается основным методом окончательной обработки деталей. Обработка металлов резанием – процесс срезания режущим инструментом слоя металла с заготовки в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали. Слой металла, который надо удалить, называют припуском на обработку. Удаление припуска ручным способом называют слесарной обработкой, на станках – механической обработкой.
Основы резания металлов
Движения рабочих органов станков делятся на рабочие, установочные и вспомогательные. Рабочие движения сообщаются инструменту и заготовке для срезания слоя металла. Установочные – определяют положение инструмента и заготовки перед началом резания, вспомогательные – установка и снятие инструмента и заготовок. К рабочим относят главное движение резания и движение подачи, т. е. поступательные или вращательные движения заготовки и инструмента.
При любом методе механической обработки на детали различают три вида поверхностей: обрабатываемая поверхность – поверхность заготовки, которая частично или полностью удаляется при обработке; обработанная поверхность образуется в результате обработки; поверхность резания образуется режущей кромкой инструмента.
Процесс образования стружки. Резец деформирует находящийся перед ним металл. Когда напряжение превышает силы внутреннего сцепления частиц металла, происходит сдвиг элемента стружки. При движении резца отделяются второй и последующие элементы стружки. Плоскость, по которой происходит скалывание отдельных элементов стружки, называют плоскостью скалывания, а угол между плоскостью скалывания и направлением скорости резания – углом скалывания. При обработке вязких металлов (мягкая сталь, медь, алюминий) этот угол (30-35°) почти не зависит от геометрии резца и образуется сливная стружка в виде ленты, завивающейся в спираль. При обработке менее вязких металлов (стали повышенной прочности, некоторые марки латуни) образуется стружка скалывания: после образования нескольких витков она отламывается. Стружка надлома – совокупность отдельных частиц неправильной формы, получается при обработке хрупких металлов (чугун, бронза) и неметаллических материалов (мрамор, стекло). Силы резания. Для отделения стружки режущий инструмент должен преодолеть силу сопротивления металла резанию, которая зависит от: усилий, возникающих при деформировании и отделении срезаемого слоя; силы трения стружки о переднюю поверхность режущего инструмента; силы трения поверхности резания на обрабатываемой детали о заднюю поверхность режущего инструмента.
Параметры режима резания. Скорость главного движения резания (V) – скорость перемещения точки режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности в направлении главного движения. Для вращательного движения скорость резания (V) (м/мин) V = p · D · n ·10-3. Скорость движения подачи – скорость перемещения рассматриваемой точки режущей кромки в направлении движения подачи. Подача (S) – перемещение инструмента в направлении движения подачи за один оборот (мм/об). Глубина резания (t) – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, пройденное за один проход инструмента и измеренное перпендикулярно к последней (мм). Выбор режима резания. Для каждого случая обработки существуют свои оптимальные режимы резания, которые зависят от материала обрабатываемой детали, материала инструмента и его геометрии, особенностей станка, требований к точности и качеству обработанной поверхности. В зависимости от материала детали выбирается и инструментальный материал. Существуют эмпирические формулы для расчета режимов резания. Практически режимы резания определяются по нормативным таблицам, приведенным в справочниках. Образование нароста при резании. При резании пластичных металлов на передней поверхности инструмента скапливаются частицы обрабатываемого металла – образуется нарост. Металл прочно оседает на поверхности, когда силы трения между передней поверхностью инструмента и срезанным слоем металла становятся больше сил внутреннего сцепления материала стружки (рис. 11.5,а). Размеры и форма нароста постоянно меняются, нарост срывается и возникает вновь. Образование нароста полезно при черновой обработке, когда снимается большой слой металла и сила резания значительно возрастает. Нарост увеличивает угол заострения резца, при этом снижается сила резания и уменьшается износ инструмента. При чистовой обработке он вреден. Шероховатость обработанной поверхности увеличивается, точность обработки снижается, так как размеры нароста постоянно изменяются. Упрочнение при резании. При обычных методах заточки режущая кромка имеет радиус закругления r» 0,02 мм (рис. 11.5,б). Инструмент срезает с заготовки стружку при условии, когда глубина резания больше или соизмерима с радиусом r. В стружку переходит слой металла, лежащий выше линии среза CD. Слой металла, лежащий между линиями
|
||
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 2396; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.21 (0.011 с.) |