Лекция 1-2."Въведение. Цели и задачи на снабдителното производство. Видове и форми на производство, методи за организиране на подготовката му. Производствени и технологични процеси“.

Нивото на развитие на машиностроенето е един от най-важните фактори на техническия прогрес, тъй като фундаменталните промени във всяка област на производството са възможни само в резултат на създаването на по-модерни машини и развитието на принципно нови технологии. Развитието и усъвършенстването на производствените технологии днес е тясно свързано с автоматизацията, създаването на роботизирани системи, широкото използване на компютърни технологии и използването на цифрово управлявано оборудване. Всичко това формира основата, върху която се създава автоматизирано производство, става възможно оптимизирането на технологичните процеси и създаването на гъвкави автоматизирани комплекси.

Производството на заготовки е един от основните етапи на машиностроенето, което пряко влияе върху потреблението на материали, качеството на продуктите, сложността на тяхното производство и себестойността. При разработването на технология за производство на машини и инструменти, осигурявайки на практика тяхното високо качество и надеждност, като се вземат предвид икономическите показатели, инженерът-технолог трябва да владее добре методите за проектиране и производство на детайли.

Производството на машини, инструменти, апарати и други машиностроителни продукти се състои от следните етапи: а) получаване на заготовки; б) обработка на заготовки; в) монтаж на монтажни единици; г) общо сглобяване на изделия; д) контрол, настройка и изпитване на продуктите; е) монтаж и опаковане на продуктите.

Производството на машини винаги започва с производството на заготовки. Заготовките в зависимост от техния вид и вид производство се получават в заготовителни цехове - леярни, ковачници, щамповки и др.

Основната цел на производството на заготовки е да осигури машинните цехове с висококачествени заготовки.

В машиностроенето се използват детайли, произведени чрез леене, обработка под налягане, заваряване, както и от пластмаси и прахообразни материали. Съвременното производство на заготовки има способността да формира заготовки с най-сложни конфигурации и голямо разнообразие от размери и прецизност. В момента средната трудоемкост на снабдителната работа в машиностроенето е 40...45% от общата трудоемкост на машинното производство. Основната тенденция в развитието на производството на заготовки е да се намали трудоемкостта на машинната обработка при производството на машинни части чрез увеличаване на точността на тяхната форма и размер.

Приблизителна структура на производството на заготовки в машиностроенето

ВИДОВЕ И ФОРМИ НА ПРОИЗВОДСТВОТО И МЕТОДИ ЗА ОРГАНИЗИРАНЕ НА НЕГОВОТО ПРИГОТВЯНЕ

ВИДОВЕ ПРОИЗВОДСТВО

В машиностроителното производство има три основни вида: масово, серийно и индивидуално. Принадлежността на производството към един или друг тип се определя от степента на специализация на работните места, обхвата на производствените обекти и формата на движение на тези обекти между работните места.

Степента на специализация на работните места се характеризира с коефициент на консолидация на транзакциите,което се разбира като брой различни операции, извършени на едно работно място за един месец:

ДА СЕ z.o = O/R, (1.1)

където O е броят на различните операции, извършени на работните места на обекта или цеха за един месец; P е броят на работните места на обекта или в цеха.

Ако на едно работно място е назначена само една операция, независимо от натоварването му, тогава K z. o = 1, което съответства на масово производство. На 1 < К ч . О < 10 производството е мащабно, с 10< ДА СЕ ч . О < 20 - среднесерийным, при 20 < < ДА СЕ z.o < 40 - мелкосерийным, при ДА СЕ ч . О > 40 - единични.

Пример.На обект от 15 работни места през месеца е извършена по една операция на работни места 1, 2, 3, 7, 10 и 13; на 4, 5 и 12 - по двама; на 6, 8, 9 и 11 - по три и на 14 и 15 - по четири. Оттук

ДА СЕ 3 . 0 = =2,1.

Следователно производството на обекта е мащабно.

Масова продукциясе характеризира с непрекъснато производство на ограничена гама от продукти на високоспециализирани работни места. Продукт- Това е продукт от крайния етап на производство. Масовото производство ви позволява да механизирате и автоматизирате целия технологичен процес и да го организирате по-икономично.

Технически характеристики на различните видове заготовки

Характерен признак	производство
	единичен	сериен	масивна
Повторяемост на партиди (серии) Технологично оборудване	Отсъстващ Универсален	Периодични Универсални, частично специализирани и специални	Непрекъснато производство на едни и същи заготовки Широко разпространено използване на специално оборудване и автоматични линии
Адаптации	Предимно универсални	Специален, персонализиран	Специален, често органично свързан с оборудването
Инструмент	Предимно универсален	Универсални и специални	Предимно специални
Квалификация на работниците		различни	Ниска (при наличие на висококвалифицирани настройчици)
Цена на готовата част			Най-ниска

Масова продукцияхарактеризира се с производството на ограничен асортимент от продукти в партиди (серии), повтарящи се на определени интервали и широка специализация на работните места. Разделянето на серийното производство на едро-, средно- и дребномащабно производство е произволно, тъй като в различни отрасли на машиностроенето се произвеждат еднакъв брой продукти в серия, но със значителна разлика в техния размер, сложност и труд. интензивност, производството може да се класифицира като различни видове. По ниво на механизация и автоматизация едрото производство се доближава до масовото, а дребното – до индивидуалното.

Единично производствоОтличава се с еднократно производство на широка гама от неповтарящи се или повтарящи се продукти на неопределени интервали от време на работни места без определена специализация (освен професионални). В едно производство значителен процент от технологичните операции се извършват ръчно.

Техническите характеристики на различните видове заготовки според основните характеристики са представени в таблица. 1.1. Повишаването на степента на специализация на работните места, непрекъснатото и директно движение на производствените обекти по тях, т.е. преходът от единично към серийно и от серийно към масово производство, позволява по-широко използване на специално оборудване и технологично оборудване, прогресивни технологични процеси, напреднали методи на организация на труда и в крайна сметка - за повишаване на производителността на труда, намаляване на производствените разходи и подобряване на неговото качество.

Съгласно GOST 14.004-83 съвкупността от всички действия на хора и производствени инструменти, необходими в дадено производство за производство или ремонт на произведени продукти, се нарича производствен процес.По време на производствения процес материалите и полуфабрикатите се трансформират в готови продукти, които отговарят на предназначението си. Производственият процес обхваща: подготовка на средствата за производство и поддръжка на работните места; получаване и съхранение на материали и полуфабрикати; всички етапи на производство на машинни части; транспортиране на материали, заготовки, части, детайли и готови изделия, монтаж на детайли и изделия; технически контрол, тестване и сертифициране на продуктите на всички етапи от производството; демонтаж на монтажни единици и продукти (ако е необходимо); производство на контейнери; опаковане на готови продукти и други действия, свързани с производството на произведени продукти. Производственият процес се осъществява в пространството и времето чрез взаимодействието на производствените обекти с производствените инструменти.

Територията, необходима за производствения процес, се нарича производствена площ.Нарича се календарното време, необходимо за извършване на периодично повтарящ се производствен процес производствен цикъл.

Съгласно GOST 3.1109-82 частта от производствения процес, включваща целенасочени действия за промяна на състоянието на предмета на труда, се нарича технологичен процес.При изпълнението на технологичния процес има последователна промяна във формата, размера, свойствата на материала или полуфабриката, за да се получи продукт, който отговаря на зададените технически изисквания. Технологичният процес има своя структура и се извършва на работните места.

Технологична операция- завършена част от технологичния процес, изпълнявана на едно работно място и обхващаща всички последователни действия на работник (или група работници) и оборудване за производство на детайл или неговата обработка (едно или повече едновременно). Частта от производствената площ на цеха, в която са разположени един или повече изпълнители на работата и единицата оборудване, което те обслужват или част от конвейера, както и оборудване и производствени елементи, се нарича работно място.Съвременното производство на машиностроителни продукти е немислимо без технологично оборудване и аксесоари.

Технологично оборудване- това са средства за производство, в които са поставени материали или заготовки, средства за въздействие върху тях и източници на енергия за изпълнение на определена част от технологичния процес. Примери за технологично оборудване са леярски машини, преси, металорежещи машини, пещи, вани за покритие, перални и сортиращи машини, стендове за изпитване, маркиращи табели и др. Технологично оборудване- това са инструменти за производство, използвани заедно стехнологични съоръжения и добавени към тях за изпълнение на определена част от технологичния процес. Примери за технологично оборудване са инструменти, матрици, приспособления, форми, измервателни уреди, модели, леярски форми, кутии за сърцевини и др.

Пускането на продукти в производство може да се извършва непрекъснато (за дълго време) или еднократно (единични копия и партиди). Група детайли с едно и също име и стандартен размер, пуснати в производство едновременно или непрекъснато през определен интервал от време, се нарича производствена партида.Технологичните процеси в масовото и широкомащабното производство се характеризират с цикъл на освобождаване. Ход на освобождаване- това е интервалът от време, през който периодично се произвежда заготовка или продукт с определено име, стандартен размер и дизайн. Концепцията за "ход на освобождаване" се използва широко в масовото и широкомащабно производство на детайли, където има високо ниво на механизация и автоматизация на производството (специално оборудване, конвейери и др.). Ако даден детайл в дадено предприятие е крайният продукт на производството (например в стоманодобивна фабрика), тогава в този случай той е продукт на това предприятие.

Резултатите от производствената и икономическата дейност на предприятието, икономическите показатели на неговата работа: себестойността на продукцията, печалбата и рентабилността на производството зависят от правилната организация на производствения процес. Основният принцип на рационална организация на производствения процес е специализацията.

Специализация- една от формите на разделение на труда, която се състои в това, че предприятието като цяло и отделните му подразделения произвеждат продукти от ограничен асортимент. Намаляването на гамата от произведени продукти на всяко работно място, обект, работилница и завод води до увеличаване на производството на продукти със същото име, до подобряване на икономическите показатели чрез използването на специално и по-производително оборудване, повишаване на степента на механизация и автоматизация на всички процеси, придобиване на работни умения от работниците, подобряване на организацията на труда, организиране на непрекъснато производство и др. Намаляването на гамата от продукти се улеснява от стандартизация, нормализиране и унифициране на продуктите и техните компоненти.

Във връзка със снабдителното производство принципът на специализация лесно се проследява на фона на различни видове производство. По този начин, в условията на едно производство, структурата на машиностроителен завод най-често включва една леярна, в която се произвеждат детайли от чугун, стомана и цветни сплави в различни отдели с помощта на разнообразно оборудване. В условията на серийно и масово производство структурата на завода може да има отделни самостоятелни цехове: стоманолеярна, чугунолеярна, леярна за цветни метали. Голямата концентрация на производство на еднотипни детайли води до създаването на фабрики, специализирани в производството на детайли от определени материали, определена категория тегло, сложност и други характеристики. Ето защо в нашата страна има стоманолеярни, чугунолеярни, ковашки и щамповани заводи и др. За американското машиностроене например е характерно, че още през 50-те години на настоящия век производството за снабдяване е основно отделено от производството на механични сглобки . Спазването на принципа на специализация значително влияе върху формите и методите на организиране на технологичните процеси.

Форми и методи за организиране на технологичните процесизависят от установения ред на операциите, местоположението на технологичното оборудване, броя на продуктите и посоката на тяхното движение по време на производството. Има две форми на организиране на технологичните процеси: групова и поточна.

Основата групова формаорганизация на производството - групиране на произвежданите детайли по хомогенни конструктивни и технологични характеристики. Характеризира се с единството на технологичното оборудване и специализацията на работните места.

Вградена формахарактеризира се със специализацията на всяко работно място, координираното и ритмично изпълнение на всички операции на технологичния процес въз основа на цикъла на освобождаване, разполагането на работните места в последователност, съответстваща на последователността на технологичните операции.

Поточната форма на производство се реализира под формата на поточна линия. Производствените линии, на които заготовките се произвеждат една по една, на партиди, се наричат ​​променлив поток. Те са типични за масово производство и се използват при производството на структурно подобни заготовки с подходящи пренастройки на оборудването и инструменталната екипировка. Ако всички процеси на производствена линия са автоматизирани, тогава производствената линия се нарича автоматична.

В началото на седемдесетте години на настоящия век а Единна система за технологична подготовка на производството(ESTPP). ESTPP е система за организиране и управление на технологичната подготовка на производството, установена от държавните стандарти, която осигурява широкото използване на прогресивни стандартни технологични процеси, стандартно технологично оборудване и оборудване, средства за механизация и автоматизация на производствените процеси, инженерна, техническа и управленска работа .

Технологична подготовка на производството(CCI) трябва да осигури пълната технологична готовност на предприятието да произвежда продукти от най-висока категория качество в съответствие с определените технически и икономически показатели, т.е. с минимални разходи за труд и материали. Пълна технологична готовност означава наличието в предприятието на пълен набор от технологична документация и технологично оборудване, което осигурява производството на продукти. ТЕЦ включва решаване на много проблеми, които могат да бъдат групирани в следните основни функции: осигуряване на технологичност на дизайна на продукта; развитие на технологичните процеси; проектиране и производство на технологично оборудване; организация и управление на Търговско-промишлената камара. Едно от видните места в ESTPP заема проектирането на детайлите и технологичните процеси за тяхното производство.

Контролни въпроси

1. Какви видове производство има? Избройте основните им характеристики.

2. Какво се разбира под производствени и технологични процеси?

3. Какво се разбира под технологично оборудване и принадлежности?

4. Какви форми на организация на технологичните процеси съществуват?

5. Дефинирайте ESTPP и опишете предназначението му.

6. Каква е целта и тенденцията на развитие на снабдителното производство?

7. Какви заготовки се използват в машиностроенето?

Лекция 3.“Основни понятия за заготовките и техните характеристики. Качество на детайлите. Технологичност на заготовките. Строителни материали".

ПОДГОТОВКА, ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

детайл,съгласно GOST 3.1109-82, нарича се предмет на труда, от който се изработва част чрез промяна на формата, размера, свойствата на повърхността и (или) материала.

Има три основни типа заготовки: машиностроителни профили, детайлни профили и комбинирани профили. Профилите за машиностроене се изработват с постоянно напречно сечение (например кръгло, шестоъгълно или тръбно) или периодично. В мащабно и масово производство се използват и специални валцувани продукти. Заготовките се произвеждат чрез леене, коване, щамповане или заваряване. Комбинираните детайли са сложни детайли, получени чрез свързване (например заваряване) на отделни по-прости елементи. В този случай можете да намалите теглото на детайла и да използвате най-подходящите материали за по-натоварени елементи.

Заготовките се характеризират с тяхната конфигурация и размери, точността на получените размери, състоянието на повърхността и др.

Форми и размери на детайлитедо голяма степен определят технологията както на неговото производство, така и на последващата обработка. Точност на размеритедетайлът е най-важният фактор, влияещ върху разходите за производство на част. В този случай е желателно да се осигури стабилност на размерите на детайла във времето и в рамките на произведената партида. Формата и размерите на детайла, както и състоянието на неговите повърхности (например студени чугунни отливки, слой от мащаб върху изковки) могат значително да повлияят на последващата обработка на рязане. Следователно за повечето заготовки е необходима предварителна подготовка, която се състои в придаването им на състояние или вид, в който могат да бъдат обработвани на металорежещи машини. Тази работа се извършва особено внимателно, ако по-нататъшната обработка се извършва на автоматични линии или гъвкави автоматизирани комплекси. Операциите по предварителна обработка включват оголване, изправяне, обелване, рязане, центриране, а понякога и обработка на технологични основи.

ДОБАВКИ, ОБИКОВКИ И РАЗМЕРИ

Надбавка за обработка- това е слой метал, отстранен от повърхността на детайла, за да се получат формата и размерите на частта, изисквани съгласно чертежа. Допуските се приписват само на онези повърхности, чиято необходима форма и точност на размерите не могат да бъдат постигнати чрез приетия метод за получаване на детайла.

Надбавките се делят на общи и оперативни. Обща надбавка за обработка -това е слой от метал, необходим за извършване на всички необходими технологични операции, извършвани върху дадена повърхност. Оперативна надбавка -Това е слой метал, който се отстранява по време на една технологична операция. Допускът се измерва нормално спрямо въпросната повърхност. Общата надбавка е равна на сумата от оперативните надбавки.

Размерът на надбавката значително влияе върху разходите за производство на детайла. Прекомерната надбавка увеличава разходите за труд, потреблението на материали, режещи инструменти и електричество. Малкото надбавка изисква използването на по-скъпи методи за получаване на детайл, усложнява монтажа на детайла на машината и изисква по-високо квалифициран работник.

Ориз. 3.1. Допуски, припокривания и размери на корпуса на лагера (a), тапи б)и вал (V):

Азаг, B zag, V zag, дзаг D" zag, D" zag - начални размери на детайла; A det, B det, C det, D" det, D" det - размери на готовата част; д 1 , д 2 , D"1, D"1 - работни размери на детайла

Освен това често причинява дефекти по време на обработката. Следователно зададената надбавка трябва да бъде оптимална за дадените производствени условия.

Оптималното отклонение зависи от материала, размерите и конфигурацията на детайла, вида на детайла, деформацията на детайла по време на производството му, дебелината на дефектния повърхностен слой и други фактори. Известно е например, че чугунените отливки имат дефектен повърхностен слой, съдържащ черупки и пясъчни включвания; изковките, получени чрез коване, имат мащаб; изковките, произведени чрез горещо щамповане, имат обезвъглероден повърхностен слой.

Оптималната надбавка може да се определи чрез изчислително-аналитичния метод, който се разглежда в курса „Технология на машиностроенето“. В някои случаи (например, когато технологията за обработка все още не е разработена), надбавките за обработка на различни видове детайли се избират според стандартите и справочниците.

Действителният слой метал, отстранен по време на първата операция, може да варира в широки граници, тъй като в допълнение към оперативната надбавка често е необходимо да се премахне припокриването.

Припокриване- това е излишък на метал върху повърхността на детайла (над допустимото), поради технологични изисквания за опростяване на конфигурацията на детайла, за да се улеснят условията за неговото производство. В повечето случаи припокриването се отстранява чрез механична обработка, по-рядко остава в продукта (наклони на щамповане, увеличени радиуси на кривина и др.).

В процеса на превръщане на детайла в завършен детайл, неговите размери придобиват редица междинни стойности, които се наричат оперативни размери.На фиг. 3.1 върху части от различни класове показва допустими стойности, припокривания и работни размери. Работните размери обикновено се посочват с отклонения: за валове - минус, за отвори - плюс.

СТРОИТЕЛНИ МАТЕРИАЛИ

Ролята на конструкционния материал в технологичния процес на производство на машинни детайли е изключително голяма. От една страна, конструктивният материал трябва да осигури производството на заготовки и детайли с най-ниски производствени разходи. Делът на разходите за материали в разходите за машиностроителни продукти е сравнително висок (например в машиностроителната промишленост е 60% от общите разходи, в производството на локомотиви и автомобили - 70...75%) и има тенденция да се увеличава. От друга страна, правилният избор на конструктивен материал трябва да осигури на частите високи експлоатационни свойства, издръжливост и поддръжка.

При избора на конструктивен материал е необходимо да се вземат предвид неговите експлоатационни, технологични и икономически свойства.

Експлоатационни свойства на материалатрябва да гарантира, че частите изпълняват надеждно функциите си. От тази гледна точка изборът му се прави въз основа на изчисления, експерименти или опит от експлоатация на подобни части. Данните за избора на класове материали за производството на части, работещи при определени условия, обикновено се дават в справочници.

Технологични свойства(течливост, способност за пластична деформация, заваряемост) е важен фактор, който определя възможността и ефективността на обработка на даден материал по избрания технологичен метод. Когато проектира част, дизайнерът трябва да си представи от самото начало как ще бъде произведена, от получаването на детайла до завършването.

Технологичните свойства на материала могат предварително да определят последващата технология на производство на детайлите. Например, ако леглото на машината е направено от сив чугун, тогава детайлът може да се получи само чрез леене. Чугунът не може да се обработва под налягане. Практически не може да се заварява (поне при създаване на нови конструкции) и почти не позволява ремонт чрез наваряване. Лятите рамкови заготовки изискват допълнителна обработка (естествено стареене, нискотемпературно отгряване и др.) за стабилизиране на формата и размерите.

Икономическа ефективностизползвания строителен материал може да се оцени по неговата цена и недостиг. Икономическата ефективност на даден структурен материал не трябва да се ограничава до неговата ниска цена. Изборът на материал се влияе значително от рентабилността на методите за производство на детайли и последващата им обработка, която се определя от технологичните свойства на даден материал. Освен това, с настоящата тенденция за все по-често използване на по-висококачествени и следователно по-скъпи материали, е необходимо да се вземе предвид как тяхното използване ще повлияе на намаляването на теглото и цената на детайла като цяло, увеличавайки неговия експлоатационен живот и ремонтопригодност.

КАЧЕСТВО НА ЗАГОТОВКИТЕ

Качеството на промишления продукт е съвкупност от свойства, които определят неговата пригодност за задоволяване на определени нужди в съответствие с предназначението му. Някои от най-важните показатели за качеството на машината са:

1) оперативен,които определят техническото ниво на машината (нейното съвършенство), нейната надеждност, естетически и други характеристики;

2) производствено-технологични,които характеризират главно технологичността на конструкцията на машината и нейните елементи;

3) икономически,които характеризират разходите за производство, експлоатация и ремонт на машината.

Качеството на детайла в повечето случаи се оценява по неговата точност и качеството на повърхностния слой.

Точност на детайла

Под точност на детайларазбира се съответствието му с изискванията на чертежа и техническото задание за изработката му. Отклонението на действителния детайл от изискванията на чертежа (или стандарта) се нарича грешка.Грешките са неизбежни на всички етапи от производството на детайла, така че е почти невъзможно да се произведе абсолютно точен детайл.

Точността на детайлите се характеризира както с геометрични (отклонения във формата и размера), така и с физични и механични свойства (например якост, твърдост, еластичност, електропроводимост и др.). Първата група показатели се изучава в курса „Взаимозаменяемост, стандартизация и технически измервания”. Втората група се осигурява от правилния избор на материал и стабилността на технологията за производство на детайла.

За всеки метод за производство на заготовки се разграничават постижима и икономическа точност. Точността, която може да се постигне в даден вид производство от висококвалифицирани работници при най-благоприятни условия, се нарича постижимо. Икономическа точностпостигнати с този технологичен метод при нормални производствени условия. При проектирането на технологичните процеси технологът трябва да се съсредоточи върху средната икономическа точност.

Качество на повърхностния слой на заготовките

Качеството на повърхностния слой на детайлите е съвкупността от всички експлоатационни свойства на повърхностния слой на материала в резултат на въздействието върху него на един или няколко последователно прилагани технологични процеси. Повърхностният слой на детайла е качествено различен от материала на сърцевината на детайла.

Качеството на повърхностния слой се характеризира с две групи параметри: геометричен(вълнообразност, грапавост, субмикро-неравности) и физически и механични(химичен състав; микроструктура; микротвърдост; големина, знак и дълбочина на разпределение на остатъчните напрежения и др.).

Качеството на повърхностния слой се определя от свойствата на материала и технологията на производство на детайла. Например, след горещо щамповане ще има мащаб върху повърхността на детайла. Грапавостта на повърхността на детайла, получен чрез студено щамповане, е значително по-ниска от тази на детайла, получен чрез горещо щамповане, но неговият повърхностен слой е закален. Ако детайлът е бил подложен на химико-термична обработка, неговият повърхностен слой има различен химичен състав и структура от основата.

Геометричните параметри на качеството на повърхностния слой и точността на детайла са в известен смисъл взаимосвързани. Например, ако детайлът е произведен чрез пясъчно леене, тогава микро и макро нередностите не позволяват да се получи висока точност на размерите. При избора на вида на детайла и технологията за неговото производство е необходимо да се знае точността и качеството на повърхностния слой на детайла, който може да се получи.

ИЗРАБОТНОСТ НА ОДЕЯЛА

Основни понятия за технологичност

Технологичност на дизайна на продукта, съгласно GOST 14.205 - 83,е набор от конструктивни свойства, които определят неговата адаптивност за постигане на оптимални разходи по време на производство, експлоатация и ремонт за дадени качествени показатели, обем на продукцията и условия на работа. Тестването за технологичност е задължително на всички етапи от създаването на продукта.

Въпросите на технологичността трябва да бъдат разгледани изчерпателно, като се започне от етапа на проектиране на детайла и избора на метод за неговото производство и завърши с процеса на обработка и сглобяване на целия продукт. Детайл, тестван за технологичност, не трябва да усложнява последващата обработка. Технологичността, като правило, се определя на етапа на проектиране, така че от дизайнера се изисква високо ниво на технологично обучение.

Технологичността е относително понятие. Една конструкция на детайла може да бъде технологично напреднала за даден тип производство и напълно нискотехнологична за друга. Технологичността зависи и от производствените възможности на дадено предприятие (завод). Развитието на производствената база на предприятието (например въвеждането на машини с ЦПУ, автоматизирано оборудване) променя изискванията за технологичност.

Процедурата и правилата за осигуряване на технологичност се установяват от държавните стандарти. Съвременните тенденции са, че тестването на проекти за технологичност все повече се измества към етапа на разработване на проектна документация. Това налага делово и творческо сътрудничество между конструктори и технолози, както при избора на вида на детайла, така и при разработването на технология за последващата му обработка.

Показатели за технологичност

Показателите за технологичност са два вида: качествени и количествени.

Качествена оценка(„добро - лошо“, „приемливо - неприемливо“) се получават чрез сравняване на две или повече опции за заготовки. Критерият в случая са референтните данни и опитът на технолога и проектанта. Обикновено такава оценка се прави на етапа на предварителния проект и винаги предшества количествената оценка.

Количествени показателидават възможност за обективна и сравнително точна оценка на технологичността на сравняваните структури. Изборът на индикатори зависи от предназначението на детайла (заготовката), вида на производството и условията на работа. За всеки детайл се избират свои, най-характерни показатели. По отношение на детайлите като показатели за технологичност най-често се използват сложността на изработката, технологичната цена и коефициентът на използване на метала.

Сложността на производството на детайлапредставлява общото време, изразходвано за производството на детайл за всички технологични операции. Компонентите на времевите норми за извършване на работа за отделните операции са дадени в съответните справочници.

В ранните етапи на дизайна те използват приблизителни методи за оценка на интензивността на труда.Например, като се използва „тегловият метод“, трудоемкостта се оценява въз основа на трудоемкостта на стандартен детайл, подобен по форма, точност и технология на производство:

T и т.н = T Тип
(3.1)

където T PR, Ttype - трудоемкостта на съответно проектираните и стандартните заготовки; G pr, G тип - масата на проектираните и стандартните детайли, съответно.

За да оценят технологичността, те също използват съотношението на трудоемкостта на механичната обработка към трудоемкостта за получаване на детайла T mech / T zag - Колкото по-малко е това съотношение, толкова по-технологичен е детайлът (обемът на обработката намалява). Съотношението T fur / T zag също зависи от вида на производството (за единично производство е максимално).

Технологична производствена себестойностизползва се за избор на най-добрата опция за доставка при условията на един производствен метод (цех, завод). Като цяло, за една част се състои от следните елементи:

СЪС T . д = М +З+ И И. 0 + СЪС относно , (3.2)

където M е цената на консумативните основни материали, рубли / бройка; W - заплатите на производствените работници, рубли/бр.; I n. 0 - обезщетение за износване на оборудване, рубли / бройка; C 0b - разходи, свързани с поддръжката и експлоатацията на оборудването по време на производството на една част, рубли / парче.

Всички елементи на разходите са взаимосвързани. Например промяна във вида на детайла води до промяна в разходите за обработка. Промяна в строителния материал може да доведе до промяна в гамата на технологичното оборудване. От сравнените варианти изберете този, за който технологичните разходи са минимални, независимо от отделните компоненти.

Коефициент на използване на металае безразмерна величина, определена от съотношението на масата на продукта към масата на използвания метал:

ДА СЕ тях = Ж д / Ж стр , (3.3)

Където Ж d - масата на готовия детайл; G P е масата на целия изразходван метал, включително масата на леяците, люспите, мащаба, скрап и др.

Разграничете коефициентК в.г. производство на метал,подходящ за магазини за доставка и коефициент на точност на теглотоДо v.g:

ДА СЕ в.г = Ж 3 / Ж стр , (3.4)

където G 3 е масата на детайла;

ДА СЕ в.г = Ж д / Ж ч . (3.5)

При равни други условия високите стойности на K i.m са по-полезни. За да се оцени влиянието на технологичността на детайла върху коефициента на използване на метала, е необходимо да се помни това

ДА СЕ тях = ДА СЕ в.г ДА СЕ в.т. . (3.6)

Осигуряване на технологичност на детайлите на етапа на проектиране

Задачата за осигуряване на технологичността на детайлите трябва да бъде решена, като се вземе предвид взаимодействието на всички служби на завода (дизайнери, технолози, технически работници и др.) И специфичните производствени условия (наличие на определено оборудване, материали, пространство в завода). Методите за увеличаване на технологичността до голяма степен зависят от вида на производството, размера на партидата, вида на детайла и други фактори. Ето защо по-долу са дадени само някои препоръки за подобряване на технологичността на детайлите.

Ориз. 3.2. Щипка, изработена чрез изрязване (А)и търкаляне б)

Ориз. 3.3. Примери за намаляване на обема на обработка чрез намаляване на дължината на обработваните повърхности (А)и намаляване на броя им б)

1. Желателно е контурът на детайла да бъде комбинация от най-простите геометрични форми.

2. Формата и размерите на отделните елементи на заготовката (филети, наклони и др.) трябва да бъдат унифицирани.

3. Точността на размерите и грапавостта на повърхността на детайлите трябва да бъдат икономически обосновани.

4. Препоръчително е да се използват максимално методи за получаване на детайли, които не изискват последващо отстраняване на чипове (фиг. 3.2).

5. Ако е невъзможно да се направи без механична обработка, трябва да се стремите да я намалите възможно най-много чрез намаляване на броя и степента на обработваните повърхности (фиг. 3.3).

6. Конструкцията на частта трябва да позволява възможността за нейното производство като съставна част от две или повече части (фиг. 3.4).

Ориз. 3.4. Еднокомпонентен (a) и композитен (b) дизайн подробности

Контролни въпроси

1. Какво е заготовка? Как се класифицират детайлите?

2. Какво е припокриване и надбавка; в какви случаи се предписват и как се определят?

3. Как материалът влияе върху избора на метод за получаване на детайла? Донеси

4. Какви видове показатели характеризират качеството на детайла?

5. Каква е постижимата и икономическа точност на детайла? Как определената точност влияе на цената на детайла и готовия детайл?

6. Какво се разбира под качеството на повърхностния слой на детайла и какви фактори влияят върху него?

7. Какво се разбира под технологичност на детайла и какви показатели има?

оценява ли се?

8. Как се осигурява технологичността на детайлите на етапа на проектиране?

Лекция 4.“Избор на метод за получаване на заготовки. Технологични възможности на основните методи за получаване на заготовки. Основни принципи за избор на метод за получаване на заготовки.”

Основните методи за производство на заготовки са леене, обработка под налягане и заваряване. Методът за получаване на определен детайл зависи от служебното предназначение на детайла и изискванията към него, от неговата конфигурация и размери, вида на конструктивния материал, вида на производството и други фактори.

Кастингние получаваме детайли с почти всякакъв размер, както прости, така и много сложни конфигурации. В този случай отливките могат да имат сложни вътрешни кухини с извити повърхности, пресичащи се под различни ъгли. Точността на размерите и качеството на повърхността зависят от метода на леене. Някои специални методи на леене (инжекционно леене, леене с восък) могат да произвеждат детайли, които изискват минимална механична обработка.

Отливките могат да бъдат направени от почти всички метали и сплави. Механичните свойства на отливката до голяма степен зависят от условията на кристализация на метала във формата. В някои случаи могат да се образуват дефекти вътре в стените (хлабавост при свиване, порьозност, топли и студени пукнатини), които се откриват само след груба обработка при отстраняване на отливката.

Формоване на металпроизвеждат се машиностроителни профили, ковани и щамповани заготовки.

Машиностроителните профили се изработват чрез валцоване, пресоване и изтегляне. Тези методи позволяват да се получат заготовки, близки до готовия детайл в напречно сечение (кръгли, шестоъгълни, квадратни валцувани продукти; заварени и безшевни тръби). Продуктите се произвеждат горещо валцувани и калибровани. Профилът, необходим за производството на детайла, може да бъде калибриран чрез чертеж. При производството на детайли от калибрирани профили, обработката е възможна без използването на ножов инструмент.

Коването се използва за производство на заготовки в единично производство. При производството на много големи и уникални детайли (с тегло до 200...300 тона) коването е единственият възможен метод за обработка под налягане. Щамповането ви позволява да получите заготовки, които са по-близки по конфигурация до готовата част (с тегло до 350...500 kg). Вътрешните кухини на изковките имат по-проста конфигурация от отливките и са разположени само по посока на движение на работното тяло на чука (пресата). Точността и качеството на заготовките, получени чрез студено щамповане, не са по-ниски от точността и качеството на отливките, получени чрез специални методи на леене.

Обработката под налягане произвежда детайли от доста пластични метали. Механичните свойства на такива заготовки винаги са по-високи от лятите. Обработката под налягане създава влакнеста макроструктура на метала, която трябва да се вземе предвид при разработването на дизайна и технологията на производство на детайла. Например, в зъбно колело, изработено от валцована стомана (фиг. 4.1, а), посоката на влакната не допринася за увеличаване на якостта на зъбите. Когато се прави детайл чрез щамповане от лента (фиг. 4.1,6) или извиване от прът (фиг. 4.1, c), може да се получи по-благоприятно разположение на влакната

Ориз. 4.1. Макроструктура на произведените зъбни колела:

А- от наеми; b- щамповане от лента; V- объркване от пръта;

1 - благоприятни и 2 - неблагоприятно подреждане на влакната

Заварени заготовкиИзработват се с различни методи на заваряване - от електродъгово до електрошлаково. В някои случаи заваряването опростява производството на детайл, особено със сложна конфигурация. Слабото място на заварения детайл е заваръчният шев или зоната, засегната от топлина. Като правило тяхната якост е по-ниска от тази на основния метал. В допълнение, неправилният дизайн на детайла или технологията на заваряване може да доведе до дефекти (изкривяване, порьозност, вътрешни напрежения), които е трудно да се коригират чрез механична обработка.

Комбинирани заготовкисложните конфигурации осигуряват значителен икономически ефект при производството на елементи на детайла чрез щамповане, леене, валцуване и след това свързването им чрез заваряване. Комбинираните заготовки се използват при производството на големи колянови валове, легла за ковашко и пресово оборудване, рамки на строителни машини и др.

В момента е обещаващ за получаване заготовки от пластмаси и прахови материали.Характерна особеност на такива заготовки е, че тяхната форма и размер могат да съответстват на формата и размера на готовите части и изискват само малка, най-често довършителна обработка.

Основни принципи за избор на метод за получаване на заготовки

Една и съща част може да бъде направена от заготовки, получени по различни начини. Един от основните принципи за избор на детайл е да се съсредоточите върху метод на производство, който ще гарантира, че е възможно най-близък до завършения детайл. В този случай консумацията на метал, количеството на обработката и производственият цикъл на частта са значително намалени. Но в същото време в производството на доставки се увеличават разходите за технологично оборудване и инструментална екипировка, техния ремонт и поддръжка. Следователно при избора на метод за получаване на детайл трябва да се извърши технико-икономически анализ на два етапа на производство - доставка и механична обработка.

Разработването на технологичните процеси за производство на заготовки трябва да се извършва въз основа на технически и икономически принципи. В съответствие с техническия принцип избраният технологичен процес трябва напълно да гарантира, че са изпълнени всички изисквания на чертежа и техническите спецификации за детайла. В съответствие с икономическия принцип производството на детайла трябва да се извършва с минимални производствени разходи.

От няколко възможни варианта на технологичен процес при равни други условия се избира най-икономичният, а при еднаква икономичност - най-производителният. Ако се поставят специални задачи, например спешно освобождаване на някакъв важен продукт, други фактори могат да бъдат решаващи (по-висока производителност, минимално време за подготовка на производството и др.).

Фактори, определящи избора на метод за получаване на заготовки

Форма и размери на детайла

Най-сложните заготовки могат да бъдат произведени с различни методи на леене. Пясъчното леене и леенето по изгубен восък правят възможно производството на детайли със сложна форма с различни кухини и отвори. В същото време някои методи на леене (например леене под налягане) налагат определени ограничения върху формата на отливката и условията за нейното производство.

Заготовките, произведени чрез щамповане, трябва да имат по-проста форма. Правенето на дупки и кухини чрез щамповане в някои случаи е трудно, а използването на обиколки драстично увеличава обема на последващата обработка.

За части с проста конфигурация детайлът често е валцуван материал (пръти, тръби и др.). Въпреки че в този случай обемът на механичната обработка се увеличава, такъв детайл може да бъде доста икономичен поради ниската цена на наема, почти пълното отсъствие на подготвителни операции и възможността за автоматизиране на процеса на обработка.

За леене и коване размерите на детайла са практически неограничени. Често ограничаващият параметър в този случай са определени минимални размери (например минимална дебелина на стената на отливката, минимално тегло на изковката). Щамповането и повечето специални методи за леене ограничават масата на детайла до няколко десетки или стотици килограма.

Формата (групата на сложност) и размерите (теглото) на отливките и изковките влияят върху тяхната цена. Освен това масата на детайла има по-активен ефект, тъй като е свързана с разходи за оборудване, инструментална екипировка, отопление и др. Значително намаляване на разходите за производство на отлети и щамповани детайли се получава, когато теглото им се увеличи от 2 до 30 кг. .

Необходима точност и качество на повърхностния слой на заготовките

Необходимата точност на геометричните форми и размери на детайлите значително влияе върху тяхната цена. Колкото по-високи са изискванията за точност на отливки, щампования и други детайли, толкова по-висока е цената на тяхното производство. Това се определя главно от увеличаването на цената на оборудването за формоване (модели, матрици, форми), намаляването на толеранса за неговото износване, използването на оборудване с по-високи параметри на точност (и следователно по-скъпо) и увеличаване в разходите за неговата поддръжка и експлоатация. При цените на едро на заготовките това увеличение на цената се изразява под формата на надбавки към базовата цена. Размерът на надбавките е 3...6% за отливки, 5...15% за щампования.

Качеството на повърхностния слой на детайла влияе върху възможността за последващата му обработка и експлоатационните свойства на частта (например якост на умора, устойчивост на износване). Той се формира на почти всички етапи от производството на детайла. Технологичният процес определя не само микрогеометрията на повърхността, но и физико-механичните свойства на повърхностния слой.

Като пример, нека сравним заготовки, получени чрез пясъчно леене и под налягане. В първия случай се получава груба, неточна повърхност. При обработката на такъв детайл чрез рязане възниква неравномерно натоварване на фрезата, което от своя страна намалява точността на обработката. Това е особено очевидно при обработката на вътрешни повърхности.

Във втория случай повърхността на детайла има малка височина на микрограпавостта, но поради високата скорост на охлаждане и липсата на съответствие на формата, в повърхностния слой на метала се създават остатъчни напрежения на опън. Последното може да доведе до изкривяване на отливката и пукнатини. Понякога остатъчните напрежения не се откриват веднага, а по време на последваща обработка. Отстраняването на слой метал от повърхността нарушава баланса на напрежението и води до деформация на готовия детайл.

Технологични свойства на материала на детайла

Всеки метод за производство на заготовки изисква определен набор от технологични свойства от материала. Следователно материалът често налага ограничения върху избора на метод за получаване на детайла. Така сивият чугун има отлични свойства за леене, но не е кован. Титановите сплави имат високи антикорозионни свойства, но е много трудно да се получат отливки или изковки от тях.

Технологичните свойства влияят върху цената на производството на заготовки. Например преходът от чугун към стомана при производството на отливки увеличава разходите за отливане (с изключение на разходите за материал) с 20...30%. Използването на легирани и високовъглеродни стомани при производството на заготовки чрез щамповане увеличава цената на тяхното производство с 5...7%.

Ако заготовки от един и същи материал се произвеждат по различни методи (леене, обработка под налягане, заваряване), тогава те ще имат различни свойства, тъй като по време на производствения процес на заготовката свойствата на материала се променят. Така отлетият метал се характеризира с относително голям размер на зърното, хетерогенност на химичния състав и механични свойства по напречното сечение на отливката, наличие на остатъчни напрежения и др. Металът след обработка под налягане има финозърнеста структура, а определена насоченост на зърната (влакнестост).След обработка със студено налягане настъпва втвърдяване.Студеновалцуваният метал е 1,5...3,0 пъти по-здрав от лятия метал.Пластичната деформация на метала води до анизотропия на свойствата: якостта по протежение на влакната е приблизително 10... 15% по-висока, отколкото в напречна посока.

Заваряването води до създаване на нехомогенни структури в самия заваръчен шев и в зоната на топлинно въздействие. Хетерогенността зависи от метода и режима на заваряване. Най-драматичните разлики в свойствата на заваръчния шев се получават при ръчно дъгово заваряване. Електрошлаковото и автоматичното дъгово заваряване осигуряват най-високо качество и равномерен шев.

Програма за пускане на продукта

Производствената програма, т.е. броят на продуктите, произведени за определен период от време (обикновено една година), е един от най-важните фактори, определящи избора на метод за производство на заготовки. Влиянието му за всеки технологичен процес може лесно да се проследи по цената на един детайл:

СЪС заг = a + b / P (4.1)

или производствена партида:

СЪС = А P +б, (4.2)

Където А- текущи разходи (цена на консумативи, заплати на ключови работници, разходи за експлоатационно оборудване и инструменти и др.); b - еднократни разходи (за оборудване, инструменти, тяхната амортизация и ремонт); P - размер на производствената партида, бр.

Очевидно увеличаването на размера на партидата води до намаляване на разходите за доставка. Това намаляване на разходите обаче не се случва еднозначно. При увеличаване на производствената партида над стойността P азнеобходимо е въвеждането на допълнително оборудване и технологично оборудване. Зависимостта на цената от размера на партидата в този случай придобива по-сложен (стъпаловиден) характер (фиг. 4.2).

Ориз. 4.2. Зависимост на цената от партида заготовки (1) и една празна (2) върху размера на производствената партида P:

P 1, P 2 - критични стойности на размерите на партидите

Ориз. 4.3. Сравнение на разходите от технологичните процеси за производство на детайла (опции 1 и 2) вв зависимост от размера на производствената партида

Сравнението на два (или няколко) варианта на технологични процеси за производство на детайли може да се направи графично (фиг. 4.3). Пресечната точка дава критична производствена партида P k, която разделя областите на рационално приложение на определен технологичен процес.

Производствената програма също така позволява да се определят икономически осъществимите граници за използването на различни методи за получаване на заготовки (фиг. 4.4).

Ориз. 4.4. Каишка (А)и зависимостта на цената на детайла от метода на неговото производство и размера на производствената партида б)

Производствени възможности на предприятието

При организиране на производството на нов тип детайл, освен развитието на технологичните процеси, е необходимо да се установи необходимостта от ново оборудване, производствени площи, кооперативни връзки, доставка на допълнителни материали, електричество, вода и др. В този случай изборът на оборудване, инструментална екипировка и материали се извършва на базата на предварителен технико-икономически анализ.

Когато се проектира технологичен процес за съществуващо предприятие, той трябва да бъде свързан с възможностите на това предприятие. За целта е необходимо да разполагате с информация за вида и количеството налична техника, производствени площи, ремонтни бази, поддържащи услуги и др.

Много от факторите, споменати по-горе, са взаимосвързани. Например, въвеждането на леене в метални форми (охлаждане) може значително да намали необходимостта от производствено пространство в леярна (намаляват се габаритните размери на машините, намалява се потреблението на формовъчни материали и т.н.). Но, от друга страна, производството и ремонтът на матрици изисква допълнителни разходи в сервизите за инструменти и ремонт.

Изборът на метод за производство на детайл също се влияе до известна степен от наличието и нивото на квалификация на работниците и инженерите в предприятието. Колкото по-ниска е квалификацията на работниците и колкото по-голяма е производствената програма, толкова по-подробно е необходимо да се разработи технологична документация, толкова по-голямо е натоварването на технологичните служби на предприятието и толкова по-високи са изискванията за квалификация на инженерите.

Продължителност на технологичната подготовка на производството

В процеса на технологична подготовка на производството се решават следните задачи: технологично проектиране - разработване на технологични процеси, маршрутни карти и др.; стандартизация - изчисления на трудоемкостта на операциите и материалоемкостта на детайлите; проектиране и производство на основно и спомагателно оборудване и технологично оборудване.

Сложността на периода на технологична подготовка на производството се състои в това, че цялата работа трябва да се извърши в най-кратки срокове с минимална трудоемкост и разходи. Удължаването на периода на подготовка на производството може да доведе до остаряване на продукта, намаляване на възвръщаемостта на капиталовите инвестиции и т.н. Ето защо е препоръчително подготовката да започне още по време на проектирането на продукта.

Продължителността и обемът на технологичната подготовка на производството се определят от сложността на произвеждания продукт, характера на използваните технологични процеси и вида на производството. Колкото по-голям е броят и сложността на използваното оборудване, толкова по-голям е обемът и продължителността на подготовката. В условията на масово и серийно производство технологичната подготовка се извършва особено подробно. При единичното производство технологичната подготовка се свежда до разработването на минималните данни, необходими за производството. Тяхното детайлизиране се възлага на цеховите технологични служби. В някои случаи (например за премахване на тесните места в производството), за да се намали периодът на подготовка, се избира метод за производство на детайли, който изисква минимални разходи за производството на оборудване, инструменти и аксесоари, необходими за изпълнението на този технологичен процес .

МЕТОД ЗА ИЗБОР НА МЕТОД ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА ОДЕЯЛА

На първия етап подробно се анализират подробни и монтажни чертежи на продукта, връзките на структурните елементи по време на монтажа, експлоатацията и ремонта. Анализът е придружен от критична оценка на чертежите от гледна точка на технологичност и валидност на техническите изисквания. Всички установени недостатъци се коригират заедно с разработчика на проекта.

След това, въз основа на зададената производствена програма, конфигурацията и размерите на основните детайли и възли, както и производствените възможности на предприятието, видът и характерът на бъдещия производствен процес (единичен, сериен или масов; групов или вътрешно- линия) е установена.

В съответствие с конструкцията на детайла и техническите изисквания са установени основните фактори, определящи избора на вида на детайла и технологията за неговото производство. Препоръчително е да подредите факторите в низходящ ред според тяхната важност.

Анализирайки степента на влияние на факторите, разгледани по-горе, се избира един или повече технологични процеси, за да се осигури производството на детайли с необходимото качество. В същото време се проверява възможността за използване на комбинирани заготовки. На предварителния етап на избор на оптималния метод за получаване на заготовки можете да използвате т.нар. матрица на факторното влияние(Таблица 4.1). Всеки фактор се оценява „плюс или минус“ или с помощта на коефициент на специфична гравитация (от 0 до 1). За най-добър метод се счита този с най-голям брой плюсове или най-голям сбор от коефициенти.

INусловия металургично производствомашиностроителните профили се изработват чрез валцуване, пресоване и изтегляне. В този случай се получават заготовки под формата на дълги профили, валцовани листове, тръби и периодични профили. Валцуваните продукти се произвеждат горещо валцувани и калибрирани. При производството на детайли от калибрирани профили, характеризиращи се с висока точност на размерите и ниска грапавост на повърхността, е възможна само довършителна механична обработка на повърхностите на детайлите.

Сортовите профили се разделят на профили с прости геометрични форми (квадрат, кръг, шестоъгълник, правоъгълник) и профили (канал, релса, ъгъл, Т-профили и др.). Ламарина се разделя на дебела стоманена ламарина (4-160 мм дебелина), тънка стоманена ламарина (под 4 мм дебелина) и фолио (под 0,2 мм дебелина). Тръбите могат да бъдат безшевни или заварени. Безшевните тръби се използват в най-критичните тръбопроводи, работещи под вътрешно налягане в агресивни среди. Периодичните профили имат променяща се форма и площ на напречното сечение по оста на детайла. Използват се като фасонни заготовки за последващо обемно щамповане и механична обработка чрез изрязване.

Могат да се получат леки, но твърди тънкостенни профили (по-малко от 2-3 мм) с много сложна конфигурация и голяма дължина метод на профилиранелистов материал в студено състояние на профилоогъващи мелници. Огънатите профили се използват в производството на продукти за машиностроенето, автомобилната и авиационната индустрия и строителни конструкции.

За получаване на детайли от стомана и цветни метали с деформирана макроструктура, имащи форма и размери, близки до формата на машинните части, е препоръчително да се използва методът на формоване (коване, обемно и листово щамповане).

Кованеизползва се за производство на детайли в единично производство чрез пластична деформация на профили или блокове. При производството на големи и уникални детайли с тегло до 250 тона коването е единственият възможен метод на формоване.

Заготовки получени обемно щамповане,Отличават се с по-висока точност на размерите и качество на повърхностния слой в сравнение с кованите изковки. Използването на този тип обработка под налягане за получаване на заготовки на машинни части е икономически осъществимо при широкомащабно и масово производство. При производството на изковки чрез обемно щамповане се използват дълги и периодични профили с тегло под 400 kg. По отношение на точността и грапавостта на повърхността, детайлите, произведени чрез студено щамповане, не са по-ниски от продуктите, произведени чрез специални методи на леене. В същото време механичните свойства на изковките са по-високи от тези на отливките.

Щамповане на листапроизвежда голямо разнообразие от плоски и пространствени продукти с тегло от части от грамове до десетки килограми. Като заготовки за листово щамповане се използват валцувани листове, ленти или ленти, чиято дебелина обикновено не надвишава 10 mm. С дадена здравина и твърдост, този тип обработка под налягане произвежда продукти с минимално тегло с висока точност на размерите и качество на повърхността. Това ви позволява да намалите броя на довършителните технологични операции на обработка чрез рязане.

Използване на методите на праховата металургияполучават се заготовки, които са близки по размер и форма до формата и размерите на частите, така че при производството на продуктите е необходимо малко количество механична обработка. Технологиите на праховата металургия правят възможно почти пълното премахване на конвенционалните металургични процеси от производството, както и значително подобряване на условията на околната среда. Коефициентът на използване на метала се увеличава до 0,98, производителността на труда се увеличава 2 пъти в сравнение с производството на детайли от секционни профили, получени в условия на металургично производство. Статистиката показва, че прехвърлянето на един тон стоманени части към производство чрез прахова металургия осигурява спестяване на 2 тона профили в машиностроенето и освобождава 80 металорежещи машини.

Метод на леенение получаваме детайли с почти всякакъв размер, както прости, така и много сложни конфигурации. В този случай отливките могат да имат сложни вътрешни кухини с извити повърхности, пресичащи се под различни ъгли. Точността на размерите и качеството на повърхността на детайла зависят от метода на леене. Отливките могат да бъдат направени от всички метали и сплави. В някои случаи се образуват дефекти вътре в стените (кухини от свиване, порьозност, топли и студени пукнатини), които се откриват само след груба обработка при отстраняване на отливката.

Заварени заготовкиполучени чрез различни видове заваряване - от електрошлаково до заваряване чрез триене. В някои случаи заваряването опростява производството на детайли със сложни конфигурации. Слабото място на заварения детайл е шевът или зоната, засегната от топлина. Като правило тяхната якост е по-ниска от тази на основния метал. В допълнение, неправилният дизайн на детайла или технологията на заваряване може да доведе до дефекти (изкривяване, порьозност, пукнатини), които е трудно да се коригират при последваща обработка. Заготовките със сложна конфигурация осигуряват значителен икономически ефект при производството на елементи на продукта чрез щамповане, леене, валцуване и след това свързването им чрез заваряване. Такива заготовки се използват при производството на големи колянови валове, легла за ковашко оборудване и др.

Основните видове заготовки за части са получени заготовки:

Лечение под налягане;

Разкрояване на дълги и профилни изделия;

Комбинирани методи;

Специални методи.

Подготовка на заготовки чрез отливане .

В сравнение с други методи за производство на заготовки, леенето има редица предимства:

Високи коефициенти на използване на метала и точност на теглото;

Почти неограничени размери и тегло на отливките;

Възможност за използване на сплави, които не се поддават на пластична деформация и са трудни за обработка.

Метод за производство на заготовки чрез леене в пясъчно-глинести форми Поради своята универсалност те намират приложение във всички видове производства. Около 80...85% от лети заготовки се произвеждат по този метод. Могат да се произвеждат най-сложните отливки с практически неограничени размери. Отливките имат еднородна структура и се характеризират с добра обработваемост. Наклоните на отливане са 1-3˚ за дървени модели, 1-2˚ за метални модели, когато са формовани на ръка, и -0,5-1˚ за машинно формоване.

Недостатъците на този метод включват:

Висока консумация на метал и формовъчни материали;

Големи надбавки за м/о;

Големи производствени площи;

Големи капиталови разходи за създаване на нормални условия на труд;

Значителен брой дефекти.

Леене в постоянни метални форми - кокили ви позволява да увеличите производителността и отстраняването от производствените зони, да увеличите точността и да намалите грапавостта на отливките, да намалите консумацията на метал и формовъчни материали, надбавки за m / o, да подобрите механичните свойства на материала, да намалите цената на отливките и брой дефекти.

Кокилните форми се изработват от чугун или стомана чрез леене, последвано от m/o. Също така се прилага леене под налягане.

Най-широко използваните за кокилно леене са сплавите от цветни метали, които имат по-ниска точка на топене и следователно по-висока устойчивост на матрица.

Издръжливостта на формите е: при леене на цветни сплави - до 150 хиляди изливания, при леене на чугун - до 1-5 хиляди изливания, стомана - не повече от 100-500 изливания.

Недостатъците на охлаждащото леене включват:

Необходимостта от опростяване на конфигурацията на отливките и увеличаване на дебелината на стената на кухите отливки;

Затруднено отделяне на газове от формата и в резултат на това възможността за образуване на газови джобове;

Възможност за поява на избелен слой върху повърхността на чугунените детайли.

Центробежно леене използвани за производство на отливки като въртящи се тела (тръби, дискове, втулки, цилиндри, шпиндели) и фасонни отливки от стомана, чугун, цветни метали и сплави.

Методът на центробежно леене има няколко разновидности: с вертикална ос на въртене, хоризонтална, наклонена, вертикална, несъвпадаща с оста на отливката. В сравнение с предишните методи, той ви позволява да получите структура с по-високо качество поради по-организирано разположение на метални атоми, по-ниска консумация на метал (без печалби, системи за стробиране), намаляване на броя на дефектите - добивът на подходящо леене достига 95% ( 20-60% повече, отколкото при леене в пясъчни и глинени форми), намалявайки разходите за производство на отливки с 20-40%.

Недостатъците саограничена конфигурация и размер на отливките, сложност на формата за отливки със сложна конфигурация.

Шприцоване ви позволява да получавате прецизни отливки от цветни сплави с ниска грапавост и малка дебелина на стената, повишена якост на отливките с 25-40% в сравнение с отливането в пясъчни и глинени форми, намаляване или пълно премахване на допустимите количества за обработка, внедряване на висока автоматизация на процеса , подобряване на условията на труд, съкращаване на производствения цикъл. Този метод се използва за отливане на заготовки: тела на карбуратори, електромагнити, щитове на малки електродвигатели и др.

Шприцоването се извършва на специални машини за шприцване с хоризонтални или вертикални камери за компресия; Един вид леене под налягане е леенето с помощта на вакуум.

Недостатъкът на този методима нужда от използване на сложни форми и специално оборудване.

Леене по изгубен восък позволява да се получи висока точност и ниска грапавост на леярските повърхности, да се намалят вътрешните напрежения в отливките или да се елиминират напълно, да се получат минимални допуски и да се подобрят условията на работа.

Разновидности на метода са: леене по модели от разтворими соли, леене по обгорени модели.

Липса на данниметодите са сложен технологичен процес за производство на отливки, изискващ специално оборудване и специално оборудване, дълъг производствен цикъл.

Леене на черупки в сравнение с леенето в пясъчно-глинести форми, дава по-висока точност и по-ниска грапавост на повърхността, малки допуски за обработка, намалена интензивност на труда за всички елементи на процеса, висока производителност, няколкократно намаляване на броя на формовъчните пясъци, подобрени условия на работа, възможност за въвеждане на цялостна автоматизация.

Черупковите форми могат да бъдат: пясъчно-смоласти, химически втвърдяващи се и течно стъкло.

Недостатъци на черупковото леене– скъпо и сложно оборудване, скъпи формовъчни смеси, необходимост от изработка на прецизни метални модели.

Заготовки, получени чрез щамповане на течен метал , имат висока структурна плътност. Методът позволява да се намали разходът на метал с 1,5-3 пъти в сравнение с леенето в пясъчни и глинени форми и не изисква скъпо оборудване и аксесоари.

Щамповането на течни метали има няколко разновидности:

С кристализация под налягане на буталото;

Чрез притискане;

Вакуумно засмукване;

Непрекъснато леене и др.

В допълнение към горните методи за леене има и други, например леене във форми: гипс, пясък-цимент, тухла, шамот-кварц, глина, камък, керамика и др.

През 1988 г. е въведен единен GOST 26645-85 „Отливки от метали и сплави“ за отливки, произведени по всякакъв начин от черни и цветни метали и сплави. Този стандарт определя допустимите отклонения за размерите, формата, местоположението и повърхностните неравности, допустимите отклонения на масата и допуските за машинна обработка. Съгласно GOST 26645-85 точността на леене се характеризира с четири показателя:

Клас на точност на размерите (22 класа);

Степен на изкривяване (11 градуса);

Степен на повърхностна точност (22 градуса);

Масов клас на точност (22 класа).

Класовете на точност на размерите и точност на масата на отливките подлежат на задължително използване.

Стандартът предвижда 18 реда резерви за леене.

Техническите изисквания на чертежа на отливката трябва да посочват стандартите за точност на отливката в следния ред:

Клас на точност на размерите;

Степен на изкривяване;

Степен на повърхностна точност;

Масов клас на точност;

Толеранс на изместване на отливката.

Пример за символ за точност на отливане от 8-ми клас на точност на размерите, 5-та степен на деформация, 4-та степен на повърхностна точност, 7-ми клас на точност на масата с толеранс на преместване 0,8 mm: Точност на леене 8-5-4-7 cm 0,8 GOST 26645-85.

Техническите изисквания на чертежа на отливката трябва да посочват в реда по-долу стойностите на номиналните маси на частта и допустимите стойности за обработка. Технологични допуски и леярска маса.

Пример за символ за номинални маси, равни на -20,35 kg за част, -3,15 kg за допустими обработки, за технологични надбавки - 1,35 kg, за леене - 24, 85 kg.

Тегло 20,35-3,15-1,35-24,85 GOST 26645-85.

За необработени отливки или при липса на обиколки, съответните стойности са обозначени с "0". Например: Тегло 20,35-0-0-20,35 GOST 26645-85.

Заготовки, получени чрез обработка под налягане .

Съществуват следните методи за производство на детайли чрез обработка под налягане:

Щамповане (топло и студено);

Специални методи.

Всички процеси на формоване на метали се основават на способността на металите в твърдо състояние стабилно да променят формата и размера си под въздействието на приложени външни сили, тоест да се деформират пластично. По време на процеса на пластична деформация металът не само придобива необходимата форма, но и променя своята структура и физико-механични свойства.

Методите за производство на детайли чрез натиск са предимно процеси с висока производителност, които осигуряват малки допуски и подобрена метална структура.

Материалът, от който се произвеждат детайлите чрез натиск, трябва да има ковкост: якост и пластичност при високи температури. Ковкостта зависи главно от химичния състав на материала и неговите компоненти. Например елементи като хром, силиций, въглерод и манган намаляват пластичността, докато никелът увеличава пластичността. Наличието на сяра (при температура 800-900 градуса) причинява феномена на червена крехкост, фосфор (повече от 0,03%) и студена крехкост.

Коване .

По време на коването формообразуването се получава поради свободното движение на метала в посоки, перпендикулярни на движението на формовъчния инструмент - ударника.

Чрез коване на заготовки на чукове и преси се получават изковки с проста конфигурация с голяма маса (до 250 тона). Изковките имат добра метална структура по цялото напречно сечение, тъй като потокът от метал не се ограничава от инструмента и се изковава добре. Коването не изисква специални инструменти и оборудване.

Недостатъкса ниска производителност, висока трудоемкост, големи надбавки и надбавки за обработка, ниска точност. За получаване на изковки с по-сложни конфигурации се използват опорни пръстени и матрици. Използването на машини за радиално коване позволява да се намалят квотите за обработка и да се намали интензивността на труда. Обхватът им на приложение обаче е ограничен само до телата на въртене.

В зависимост от масата на изковките за коване се използват: пневматични чукове, паровъздушни чукове и хидравлични преси.

Топъл печат .

В сравнение с коването, горещото коване има редица предимства:

По-сложна форма на изковаване и по-добро качество на повърхността;

Намалени квоти за обработка;

Спестяване на метал;

Повишаване на точността на изработване на детайлите;

Намаляване на наклоните на щамповане поради наличието на ежектори в конструкцията на оборудването за щамповане;

Повишена производителност на труда;

Намалена интензивност на труда;

Подобряване на условията на труд.

Недостатъци на горещото кованесе прилага:

Скъпо оборудване (инструмент - щампа), което позволява щамповането да се използва само за големи обеми произведени части;

Ограничения на масата на произвежданите изковки;

Допълнителен отпадък на метала в брус (10-30% от масата на коването);

По-големи сили на деформация, отколкото при коване.

Използването на стандартизирани печатни блокове със сменяеми вложки и унификацията на друго оборудване позволяват използването на печати дори в дребномащабно производство. Комбинираните методи за производство на заготовки дават добър ефект: коване и последващо щамповане и др.

Коването с гореща матрица се разделя на различни видове в зависимост от видовете матрици, оборудването, първоначалния детайл, метода на монтиране на детайла в матрицата и др.

В зависимост от оборудването се предлагат следните видове обемно щамповане:

На чукове за щамповане пара-въздух с двойно действие;

На колянови преси за горещ печат;

На хоризонтални ковашки машини (HCM);

На хидравлични преси;

На високоскоростни чукове;

На специални машини (ковашки валци, машини за хоризонтално огъване, машини за ротационно кримпване и радиално кримпване, електрически обсадни машини, валцоващи машини).

В зависимост от вида на щампата, щамповането се разделя на следните видове:

В отворени марки;

В затворени матрици;

В матрици за екструдиране.

Щамповането в отворени матрици се характеризира с това, че матрицата остава отворена по време на процеса на деформация. Разстоянието между движещите се и неподвижните части на щампата е променливо; металът се влива (изстисква) в него по време на деформация, образувайки грапавица. Основната цел на този брус е да компенсира колебанията в масата на първоначалните детайли. Този тип печат може да се използва за части от всякаква конфигурация. Въпреки това, наличието на резец увеличава разхода на метал и за изрязване на бора е необходимо да се използват специални преси и матрици за подрязване.

При щамповане в затворени щампи (щамповане без конус), матрицата остава затворена по време на процеса на деформация, т.е. металът се деформира в затворено пространство. Липсата на грапавини намалява консумацията на метал и елиминира необходимостта от преси и инструменти за подрязване. Макроструктурата на изковките е с по-високо качество, тъй като няма разкъсване на влакната, което се получава при рязане на бора. Въпреки това, този тип матрица се използва за прости части, главно тела на въртене.

Щамповане в матрици за екструдиране– най-прогресивните. В същото време консумацията на метал се намалява (до 30%), коефициентът на точност на теглото се увеличава, точността на коване и чистотата на повърхността се увеличават, а производителността на труда се увеличава с 1,5-2,0 пъти.

недостатъци– високи специфични сили на деформация, висока консумация на енергия и ниска издръжливост на щамповото оборудване. Използва се за детайли с висока пластичност.

Щамповане на чуковеподобрява точността на детайлите, но е трудоемък процес. Най-голямата трудност е центрирането на половинките на матрицата една спрямо друга. Процесът е труден за автоматизиране.

Щамповане на преси (манивела, хидравлика, триене) поради използването на ежектори, позволява да се намалят квотите за обработка и наклоните на щамповане с 1,5-2,0 пъти в сравнение с щамповането с чукове, да се подобрят условията на работа и да се увеличи производителността. Липсата на удари по време на работа намалява вибрациите, увеличава издръжливостта на матриците и подобрява центрирането на половините на матрицата.

Щамповане на хоризонтални ковашки машини (GKM),в сравнение с щамповането на преси и чукове. Осигурява възможност за производство на сложни изковки с дълбоки кухини и дупки, получаване на висококачествени детайли без светкавица и щамповане на неравности с малки допуски за обработка.

GCM са механична преса, разположена в хоризонтална равнина. За разлика от матриците с чук и преса, матриците GCM имат два взаимно перпендикулярни конектора и могат да бъдат отворени или затворени. Наличието на два конектора в матрицата създава по-добри условия за извършване на разглобяваща работа и може значително да намали наклоните на щамповане (външен 15´ - 1 градус, вътрешен 30´ - 2 градуса), до липсата им.

Изковките, произведени в GCM, обикновено имат формата на тела на въртене.

Недостатък Необходимо е да се използват пръти (валцувани продукти) с повишена точност.

При разработването на чертеж за коване се използва GOST 7505-89, чиито данни се отнасят за щамповани детайли с тегло до 250 kg, произведени чрез горещо коване от черни метали на различни видове щамповащо оборудване.

При определяне на надбавки и допустими отклонения в размерите е необходимо Оопределяне на индекса на източника.

Първоначалният индекс е условен индикатор, който отчита конструктивните характеристики (клас на точност, група стомана, степен на сложност, конфигурация на разделителната повърхност) и масата на изковката. Стандартът установява 23 индекса на източника. Изходните данни за определяне на началния индекс са:

- тегло на коване;

стоманена група;

Степен на сложност на изковаването;

Клас на точност на коване.

М1 – въглеродна и легирана стомана със съдържание на въглерод до 0,35% и легиращи елементи до 2%;

М2 – въглеродна стомана със съдържание на въглерод над 0,35 до 0,65% и легирана, с изключение на посочените в група М1.

Степента на сложност на една изковка (общо 4) се определя чрез изчисляване на съотношението на масата (обема) на изковката към масата (обема) на геометричната фигура, в която се вписва формата на изковката.

Стандартът предвижда пет класа на точност на изковките.

Чертежът на изковката трябва да посочи: оригиналния индекс, класа на точност, стоманената група и степента на сложност на изковката.

Студено щамповане.

Обемен студен печат;

щамповане на листа;

Щамповане на машини за хоризонтално огъване;

Валцуване;

Разточване;

накатка;

Калибриране

Обемното студено щамповане е разделено на няколко вида:

екструдиране;

слизане;

Радиална компресия;

Намаляване и др.

Този метод на формоване елиминира загубата на метал и отпадъците в котлен камък, които се получават при нагряване на метала, и гарантира по-точни размери на детайла и качество на повърхността. В резултат на студена деформация се елиминират някои вътрешни дефекти в метала, осигурява се хомогенност на структурата му и се укрепва повърхностният слой.

Пластмасови заготовки .

Пластмасите са неметални материали, които се произвеждат на базата на високомолекулни съединения - полимери.

пластмаси,получени от изкуствени и естествени смоли и техните смеси с различни вещества, могат да се образуват чрез пресоване, леене и екструдиране. Те имат ценни физични и механични свойства (устойчивост на агресивни среди, електрическа и топлоизолация, антифрикционни свойства и др.) И е лесно да се произвеждат части от сложни конструкции от тях.

Пластмасите се използват: за производство на малки части (тапи, щепсели, уплътнения, втулки, зъбни колела, работни колела и др.). Пластмасите обаче се характеризират с ниска якост на удар, недостатъчна якост, ниска устойчивост на топлина и стареене.

Основни принципи за избор на оптимален детайл .

Избраният метод за получаване на детайл трябва да бъде икономичен, да осигурява необходимото качество на детайла, продуктивен, а не трудоемък процес.

Основното нещо при избора на детайл е да се осигури определеното качество на готовия детайл при минимална цена.

Препоръчително е да прехвърлите решението на проблемите с формоването на части на етапа на доставка и по този начин да намалите материалните разходи и да намалите дела на разходите за механична обработка в цената на готовия детайл.

На първо място, когато избирате детайл, трябва да определите кой метод е най-подходящ за получаване на детайл за даден детайл. В този случай е необходимо да се съсредоточите върху материала и изискванията към него от гледна точка на осигуряване на експлоатационните свойства на детайла. След това, използвайки качествена оценка, очертайте предварителен метод за получаването му.

Предварителният избор на материала и метода за получаване на детайла въз основа на икономически показатели може да се извърши с помощта на таблици или графики, дадени в литературата. Графиките показват зависимостта на разходите за получаване на детайл от програмата за производство на части и точността на производство.

Окончателният избор на детайла се извършва въз основа на икономически изчисления на разходите за получаване на детайла и разходите за по-нататъшното му производство.

Тъй като конфигурацията на детайла става по-сложна, квотите се намаляват и точността на размерите се увеличава, технологичното оборудване на магазина за доставки става по-сложно и по-скъпо и цената на детайла се увеличава, но в същото време интензивността на труда и цената на следващия m/o детайл намалява, а степента на използване на материала се увеличава. Заготовките с проста конфигурация са по-евтини, тъй като не изискват последваща трудоемка обработка и увеличен разход на материали.

Като заготовки за машинни части се използват:

1.Отдаване под наем . Използват се калибрирани пръти и горещовалцована стомана с висока и нормална точност. Съгласно GOST 7417, калибрираните пръти се произвеждат с диаметър 3-30 mm според клас на точност 2, диаметър 3-65 mm според 3-ти клас на точност и 3-100 mm в диаметър според 4-5-ти клас клас на точност.

При закрепване в цангови скоби се използват калибрирани пръти от 5-ти клас на точност. Заготовките, изработени от калибрирани пръти от 4-ти и по-високи класове на точност, обикновено не се обработват с ножов инструмент, а се шлифоват.

В условията на мащабно и масово производство е препоръчително да се използва наем на специални профили; в същото време м/о е почти напълно елиминирано или значително намалено Профилното студено изтегляне осигурява 4 клас на точност и 6 клас на чистота. Най-препоръчително е да използвате профилен чертеж за части с еднакъв профил по цялата дължина.

Механичната обработка на валцувани продукти се предшества от изправяне и рязане.

Заготовките се отрязват на стругове и стругово-режещи машини, циркулярни, лентови и ножовъчни триони, колянови и ексцентър преси.

Методът на рязане на преси осигурява висока производителност, но не постига перпендикулярност на среза спрямо оста на пръта и краят на детайла се смачква.

При рязане на ножовки и лентови триони консумацията на метал намалява, но производителността на тези методи е ниска.

При избора на метод за рязане на детайла се взема предвид икономическата осъществимост на даден метод.

Листови продуктиизрязани от лист или лента с помощта на гилотинни ножици, пресови ножици, използване на газово рязане по маркировки на специални машини, които работят на копирни машини и ви позволяват едновременно да изрежете няколко детайла с доста висока точност.

Заготовки от ламаринени детайли се произвеждат чрез рязане(плоски части с различни конфигурации), огъване, изтегляне и комбиниране на тези методи. Препоръчително е да използвате щамповане при производството на значителен брой части; в същото време разходите за производство на матрици се компенсират от намаляване на разходите за производство на части. Щамповането на детайли от листов материал се извършва на механични (манивела и ексцентрик) хидравлични преси.

2.Изковки. Използват се за части от сложна конфигурация с голямо напречно сечение или части с голяма разлика в напречните сечения по дължина (зъбни колела, дискове, стъпаловидни и фланцови валове). Изковките се произвеждат с помощта на пневматични и паровъздушни чукове и хидравлични преси от валцована стомана или блокове.

Точността на заготовките, изработени чрез свободно коване, е ниска, така че те имат значителни допуски за обработка. Допустимите отклонения на размерите на изковките, произведени чрез свободно коване на преси, са 12-72 mm в зависимост от конфигурацията и размерите на изковката.

Свободното коване е трудно за производство на детайли със сложна конфигурация с издатини, ребра и вдлъбнатини.

Свободното коване се използва за производство на заготовки в индивидуално и дребномащабно производство в случаите, когато при използване на валцувани продукти се изразходва голямо количество метал върху чипове, както и за повишаване на механичните свойства на материала.

3. Щампования. Щамповани заготовки се използват за производство на части със сложни конфигурации. При щамповане в затворени матрици формите и размерите на заготовките се определят от формите и размерите на каналите на щамповането. Затворените матрици могат да произвеждат части със сложни конфигурации - с ребра, издатини и завои. Производителността на труда е висока.

Например производителността на труда при щамповане на сложни малки детайли в няколко линии е 200-400 части на час, а при щамповане на по-големи детайли с тегло около 100 кг - до 100 части на час. Високата точност на заготовките позволява значително намаляване на допуските за обработка, а в някои случаи и чрез използване на релеф. Напълно се откажете от надбавката.

Но щамповането в затворени матрици се използва само когато има значителен брой части в серията. Това се дължи на високата цена на матриците за коване и рязане.

Щамповките се произвеждат на паровъздушни и фрикционни чукове, на фрикционни, колянови и хидравлични преси и на хоризонтални ковашки и ротационни машини.

За малки серии щампованията могат да бъдат направени в опорни матрици на ковашки чукове.

Хоризонталните ковашки машини произвеждат части като клапани, валове с фланци, зъбни валове, втулки и лостове. В този случай е възможно да се получи детайл без наклони на щамповане или с много малки наклони на щамповане, със зашити слепи или проходни отвори, както и детайли с голяма разлика в напречното сечение по дължина.

Допуските върху щампованите заготовки се приемат в диапазона от 0,5-5 mm и зависят от метода на производство и размера на детайла; Производствените допустими отклонения обикновено не надвишават половината от допустимото.

Наскоро се появиха нови методи за производство на щамповани заготовки от валцувани пръти и листове;

Щамповане с използване на взривни вещества, при което. взривна вълна, действаща върху детайла чрез водна или въздушна среда, му придава формата на матрица, изработена от метал, бетон и други материали;

Щамповане в електромагнитно поле, при което. под въздействието на мощен краткотраен електромагнитен импулс на детайла се дава матрицата f-ma.

Предимствата на тези методи са възможността за получаване на големи заготовки при липса на мощно оборудване, простотата на оборудването и ниската му цена, възможността за щамповане на заготовки от материали, които са трудни за щамповане по други методи.

4. Отливки от стомана, чугун и цветни метали. Използват се като заготовки за части от сложни конфигурации.

Методи за получаване на отливки:

1) леене в земни форми. служи за производството само на една част и когато се отстрани, детайлът се унищожава;

2) отливане в черупкови форми, изработени от пясък, покрит с бакелит или други полимеризиращи свързващи вещества. В черупковите форми е възможно да се получат високопрецизни отливки (клас 4-5) с чистота от почти 4-5 клас и малки наклони, което позволява да се намалят квотите за m/o;

Малки наклони на леене, което дава възможност за значително намаляване на квотите за m/o, а в някои случаи. случаите могат да бъдат изключени от обработка;

3) отливка по изгубен восък. Използва се за детайли от стомана и цветни метали. С помощта на восъчни модели е възможно да се получат части с много сложна конфигурация, с отвори, канали, тънки ребра и издатини, с точност от 4-7 класа и чистота от почти 3-4 класа. Използването на този скъп метод за получаване на заготовки е препоръчително в случаите, когато прецизното леене позволява да се избегне m/o. Прецизно леенепроизводство на части (регулаторни тежести, тласкачи на горивна помпа, работни колела на водна помпа). Този метод може да произвежда дупки до 2,5 mm и стени с дебелина до 0,3 mm;

4).метод на центробежно леене. По този метод се произвеждат заготовки за части, които имат формата на тела на въртене (втулки, тръби, ръкави) и заготовки за фасонни профилни части, които имат ос на симетрия (лостове, вилици и др.);

5) леене с вакуумно засмукване. Този метод се използва за производство на втулки и други заготовки с проста форма;

6) леене чрез метод на пресоване. Използва се за производство на тънкостенни едрогабаритни детайли като капаци, тънкостенни плочи и др.

5. Щамповки от течен метал. Използват се за производство на заготовки от цветни метали. Заготовките се получават чрез изливане на течен метал в нагрят печат. когато се охлади до полутечно състояние под натиска на щанцата, изпълва формата и кристализира. Кристализацията под налягане осигурява плътност на структурата, висока прецизност и чистота на повърхността. Този метод се използва за производството на критични заготовки.

6.Металокерамични заготовки. Те се произвеждат чрез пресоване на заготовки от смес от метални прахове във форми, последвано от синтероване и калибриране. Този метод може да произвежда части със специални свойства: устойчиви на топлина (вложки за седла на клапани)

Антифрикционни (втулки, лагери), фрикционни, както и части, които не изискват допълнителна обработка.

Изковки, щамповки, отливки от чугун, стомана и леки сплави често се подлагат на технически процеси преди обработка: нормализиране, отгряване, подобряване, стареене, закаляване и др. Това прави възможно да се даде на материала на детайла повишена стабилност, да се подобри обработваемостта или да се премахнат вътрешните напрежения, които възникват, когато детайлът се охлади и причиняват изкривяване на частите по време на обработка и работа.

Видът на детайла оказва значително влияние върху характеристиките на процеса, трудоемкостта и рентабилността на обработката.

При избора на заготовка е желателно формата му да бъде възможно най-близка до формата на готовия детайл, което позволява по-добро използване на материала и намалява разходите за отстраняване на надбавката.

Въпреки това, тъй като формата става по-сложна и точността на детайлите се увеличава, производствените разходи се увеличават, т.к. е необходимо да се използва по-сложно и скъпо оборудване и оборудване. Следователно за еднакви части от различни серии се избират различни заготовки.

Ако бъде освободен няколко десетки колянови валове на двигателя, след което се използва заготовка - коване;

Ако е необходимо да се произвеждат няколко хиляди от тези колянови валове, детайлът е направен чрез щамповане.

При определяне на формата и размера на детайла е необходимо. осигурете надбавка, достатъчна за получаване на необходимата чистота на обработваните повърхности, като се вземе предвид компенсацията за грешки, причинени от неточност при производството на детайла и неговата деформация, както и грешки при монтажа на детайла по време на обработката.

Заготовката може да бъде част (измерена) или непрекъсната, например горещо валцована пръчка, от която могат да се получат отделни детайли чрез нарязване по време на производствения процес.

Всеки тип детайл може да бъде получен по един или повече методи, свързани с основния. Така например, отливка може да се получи чрез леене в пясък, черупкови форми, в охладителна форма и т.н.

Леенето произвежда детайли с почти всякакъв размер, както прости, така и много сложни конфигурации, от почти всички метали и сплави. Годишният обем на производството на отливки в Руската федерация е повече от 5000 хиляди тона, от които делът на чугунените отливки е около 75%, стоманата - 18%, отливките от цветни сплави - до 7%, но делът на последните непрекъснато нараства, което по принцип отговаря на световните тенденции в развитието на леярското производство.

Формоването на метали се използва за производство на ковани и щамповани детайли, както и профили за машиностроене. Коването се използва както в единични, дребномащабни производства, така и при производството на много големи, уникални детайли и детайли с особено високи изисквания към обемните свойства на материала. Щамповането ви позволява да получите заготовки, които са близки по конфигурация до готовата част. Механичните свойства на детайлите, получени чрез обработка под налягане, са по-високи от тези на лятите.

Максималният обем на производство на изковки в Руската федерация е около 8 милиона тона. В обема на производството на изковки делът на кованите е около 33%, а на щампованите - около 67%. През 1998 г. производството на щампи в Русия възлиза на 16% от световното им производство.

Заготовките, получени чрез рязане на валцувани продукти, се използват в единично и серийно производство. Валцуваните продукти от избрания профил се преобразуват в частични (измерени) заготовки, от които се изработват части чрез последваща механична обработка. Съвършенството на детайла се определя от близостта на избрания валцуван профил до напречното сечение на детайла (като се вземат предвид допустимите допустими стойности за обработка).

Заварените детайли се изработват от отделни компоненти, свързани помежду си чрез различни методи на заваряване. Освен това в комбинирана заготовка всеки съставен елемент е независима заготовка от съответния тип (леене, щамповане и др.), Произведена по избрания метод съгласно независим технологичен процес. Заварените и комбинирани заготовки значително опростяват създаването на конструкции със сложни конфигурации. Неправилният дизайн на детайла или неправилната технология на заваряване може да доведе до дефекти (изкривяване, порьозност, вътрешни напрежения), които е трудно да се коригират чрез механична обработка.

Заготовките, произведени чрез методите на праховата металургия, съответстват много на готовите части по форма и размер и изискват само малка довършителна обработка.

Развитието на машиностроенето води до появата на нови видове заготовки, по-специално заготовки от структурна керамика, използвани при производството на топлинно напрегнати части и (или) части, работещи в агресивни среди.

Заготовката преди първата технологична операция от процеса на изработка на детайла се нарича изходна заготовка.

Като продукт на заготовка, заготовката по принцип може да се характеризира със същите качествени показатели като готовата част. В същото време детайлът не е крайният продукт на машиностроителното производство като цяло. Поради това неговото качество обикновено се характеризира само с някои от качествените показатели, най-важните от които са:

1) точност на размерите на основните (определени) повърхности;

2) отклонения в пространственото разположение на основните (посочените) повърхности;

3) грапавост на основните (посочените) повърхности;

4) дълбочина на дефектния слой на основните (посочените) повърхности;

5) твърдост на основния материал.

Качеството на заготовките за части с висока отговорност може допълнително да се характеризира със стойностите на физичните и механичните свойства, определени експериментално в резултат на изследване на проби, изрязани от заготовки, например турбинни дискове на газотурбинни двигатели (GTE), както и като информация за ориентацията на материалната структура на заготовките на работните лопатки на турбината GTE.

Качеството на заготовката зависи от нейните технологични свойства: материал, вид и метод на производство. Например, качеството на леене зависи от условията на кристализация на метала във формата, определени от метода на леене. В някои случаи могат да се образуват дефекти вътре в стените на отливките (хлабавост при свиване, порьозност, топли и студени пукнатини), които се откриват само след груба обработка.

Най-важните показатели за технологичност на заготовката са: коефициент на използване на материала, трудоемкост на производството, технологична цена.

Коефициентът на използване на материала (MCM) се определя от израза:

Където м D - маса на готовия детайл; м P е масата на целия материал, използван за производството му, включително масата на затворите, неравностите, мащаба, дефектите и т.н. Има също разлика между коефициента на добив на подходящ материал (метал) в заготовката (K V.G.) и коефициент на точност на масата (K M .T.):

Където м W е масата на детайла.

КИМ = К В.Г. Към М.Т. .

Коефициентът на използване на материала характеризира общия разход на материал за производството на дадена част. По-висока стойност на CMM съответства на по-напреднал (по-малко материалоемък) детайл. Коефициентът на добив на подходящ материал характеризира потреблението на материал в производството на доставки, нивото на дефекти, обема на технологичните отпадъци и др.

Средните стойности на машиностроенето на разглежданите коефициенти за основните видове детайли от черни метали и сплави са представени в таблица. 3.1.

Желанието за максимално спестяване на ресурси и създаването на безотпадно производство прави спешна необходимост от увеличаване на CMM до нивото на съвременните изисквания: с CMM ≥ 0,98 производството (технологията) се счита за безотпадно; при 0,9 ≤ KIM< 0,98 производство считают малоотходным; современ­ному среднему уровню требований ресурсосбережения отвечает 0,78 ≤ КИМ < 0,9.

Кастинг

Кастинге един от икономичните начини за производство на части и детайли със сложни форми, големи и малки размери от различни метали, сплави, пластмаси и други материали. Този метод включва изливане на стопилка в специално подготвени форми за отливане.

В леярската промишленост се използват повече от 50 вида леене за производство на метални отливки: пясъчно леене, леене в черупки, леене с восък, кокилно леене, центробежно леене, леене под налягане и др.

Форма за отливка- това е форма, използвана в леярското производство за производство на отливки; състои се от самата форма за възпроизвеждане на външните контури на отливките и леярски сърцевини за образуване на вътрешни кухини и отвори (фиг. 3.1).

Работна част на леярската формае кухина, в която материалът при охлаждане се втвърдява и приема необходимата конфигурация и размери.

Кастинг прът -Това е отделяща се част от леярската форма, която образува вътрешните кухини на отливката. В случаите, когато конфигурацията на модела за отливка затруднява изваждането му от формата, леярските сърца могат да се използват и за оформяне на външните части на отливката. Леярските сърца се монтират върху специални опорни повърхности на леярската форма, т.нар знаци.

Леене в пясък - Това е метод за производство на отливки във форми, направени от пясъчни и глинени формовъчни материали и използвани за производството на една отливка.

Набор от канали (елементи), които служат за запълване на работната кухина на леярската форма с разтопен метал, захранване на отливката по време на втвърдяване и улавяне на първите порции метал, шлака и замърсители, се нарича стробна система.Основните елементи на литниковата система са купа, щранг, шлакоуловител, захранващо устройство, страничен щранг и гърло.

Пара- това е вертикален канал, свързан към системата за стробиране. Той се намира в горната част на леярската форма и е предназначен да отделя газове при пълнене на формата с течен метал, да контролира пълненето на формата и понякога да захранва отливката с метал по време на нейното охлаждане.

Ориз. 3.1. Последователността на изработване на формата (формоване): а - скица на детайла; b - скица на полумодел; c - прът; d - производство на долната полуформа; d - производство на пръта; д - сглобена форма; 1 - издатина на основата; 2 - депресия на основата; 3 - знак; 4 - моделна плоча; 5 - ядро ​​кутия; 6 - прът; 7 - долна колба; 8 - затягащ болт; 9 - горна колба; 10 - вентилационен канал; 11 - изпарение; 12 - стробираща система; 13 - основен щифт; 14 – полуформа.

Формите за еднократно леене се произвеждат с помощта на специални комплекти устройства - моделиране и формоване.

Модел комплектнеобходими за образуването на работната кухина на леярската форма по време на формоването. Комплектът включва модел на отливка, ядкови кутии, модели на литникови системи, шаблони за конкретна отливка, моделни плочи и др.

Леярен модел -Това е част от моделния комплект, който служи за оформяне на отпечатък в леярската форма, съответстващ на конфигурацията и размерите на отливката. Моделите се изработват от дърво, метал и специални моделни сплави и пластмаси. Има модели за еднократна употреба и модели за многократна употреба. Дървените модели са лесни за производство, ниска цена, относително леко тегло, но те са краткотрайни. Използването на дървени модели е препоръчително при пилотно и еднократно производство.

Моделна плоча- това е плоча, която образува съединителя на леярската форма и носи различни части на модела, включително литниковата система, и служи за пълнене на една от сдвоените колби с формовъчен пясък.

Кутия за ядро- устройство, използвано за правене на пръти. Дизайнът на сърцевината зависи от формата и размера на сърцевината и метода на нейното производство. За свободно изваждане на пръта от кутията, на съответните повърхности са осигурени формовъчни наклони. Кутиите за сърцевина могат да бъдат изработени от дърво, метал или пластмаса.

IN формовъчен комплектвключва колби, карфици, скоби и други устройства, необходими за получаване на еднократна пясъчна форма.

Опокае устройство под формата на твърда рамка (отворена кутия), която служи за задържане на формовъчния пясък в нея по време на производството на еднократни пясъчни форми, транспортиране и изливане на метал. Колбите са изработени от стомана, чугун, алуминиеви сплави.

Основните операции при производството на леярска форма са: уплътняване на формовъчния пясък, придаване на достатъчна здравина на формата и монтаж на вентилационни канали.

Производството на леярска форма започва с поставяне на a 4 (виж фиг. 3.1) монтирайте долната половина на модела и долната колба 7 с работната равнина надолу. Върху модела се нанася слой от облицовъчна смес с дебелина 40...100 мм, който леко се уплътнява. След това колбата се пълни със сместа за пълнене и се уплътнява.

Колбата с половината от модела, отлята в нея, се завърта на 180° и се монтира отново върху табелата на модела. На долната половина на модела, горната му половина е фиксирана и са монтирани модели на щранг и изпарение. Горният се монтира върху долната колба, а моделите на щранга и парата се отстраняват.

Горната половина на матрицата се отстранява, завърта се на 180° и се отстраняват половините на моделите за отливане и литниковата система. След това в долната полуформа се монтира леярска пръчка, която образува вътрешната кухина на отливката, а горната половина се монтира върху долната полуформа с помощта на щифтове. За подобряване на газопропускливостта на формата се правят вентилационни канали 10. След като колбите са закрепени, леярската форма се счита за готова за изливане.

Производството на отливки в пясъчни форми включва следните основни технологични операции: изливане на формата с разтопен метал, охлаждане на отливката във формата, изваждане на отливката от формата, подрязване и почистване на отливките.

Изливане на форматасе състои от равномерно запълване на леярската форма с разтопен метал. При изливането е важно да се осигури рационална температура за изливане на разтопения метал, която трябва да бъде приблизително 100... 150 ° C над температурата на втвърдяване. За големи отливки от сив чугун температурата на изливане обикновено е в диапазона от 1230...1300 ° C, за малки и средни отливки от сив чугун - 1320... I400 ° C, за тънко- стенни отливки - 1360... 1450 ° C. Висока якост и бял чугун се излива при температура 1320... 1450º C, въглеродна и нисколегирана стомана - при температура 1520... 1560 ° C. За тънкостенни отливки от легирана устойчива на корозия стомана 12Х18Н9ТЛ, температурата на изливане достига 1620 ° C.

Бронзът и месингът обикновено се изливат при температура 1000...1100°C, алуминиевите и магнезиевите сплави - при 680...760°C, титановите сплави - при 1800...1860°C.

Продължителността на изливане на стопилката във формата зависи от степента на сложност на конфигурацията на отливките, леярската сплав и съдържанието на метал в леярската форма (фиг. 3.2).

Ориз. 3.2. Ефект от масата на леене мза продължителността на изливането τ

Охлаждане на отливкив леярските форми след изливането се случва от температурата на изливане до достигане на рационална температура на избиване. Продължителността на експозиция в матрицата се определя от дебелината на стената на отливката, свойствата на излятата сплав и формата, температурата на избиване и може да се изчисли или определи експериментално.

Малките тънкостенни отливки се охлаждат във формата за няколко минути, а големите дебелостенни отливки (с тегло 50...60 тона) - за няколко дни и дори седмици (Таблица 3.2).

Детайлът се разбира като продукт, от който е направена част чрез промяна на нейната форма, размери, повърхностни свойства и (или) материал. За да се получи част от заготовката, тя се подлага на механична обработка, в резултат на което, чрез отстраняване на слой материал от отделни (или всички) нейни повърхности, геометричната форма, размер и свойства на повърхностите на частта се получават зададени от проектанта в чертежа. Отстраненият слой материал се нарича надбавка. Необходимо е надеждно да се гарантират геометричните характеристики и чистотата на работните повърхности на частта. Размер на надбавката зависи от дълбочината на повърхностните дефекти и се определя от вида и метода на получаване на детайла, неговото тегло и размери.

В допълнение към надбавките, по време на обработката се премахват припокриванията, които съставляват част от обема на детайла, понякога се добавят, за да се опрости технологичният процес на неговото производство.

Заготовките с проста конфигурация (с обиколки) са по-евтини, тъй като не изискват сложно и скъпо технологично оборудване по време на производството. Такива детайли обаче изискват последваща трудоемка обработка и повишен разход на материали. Очевидно за всеки конкретен метод за производство на детайл има оптимална точност и оптимален изходен обем.

Заготвителното производство е неразделна част от всеки автомобилен и тракторен завод, образувайки първия технологичен етап.

Обичайно е да се разграничават заготовките по вид, което отразява характерните особености на основния технологичен метод на тяхното производство.

Разграничават се следните видове заготовки:

получени чрез леене (отливки);

получени чрез обработка под налягане (ковани и щамповани заготовки);

валцувани продукти (получени чрез рязане);

заварени и комбинирани заготовки;

получени по методите на праховата металургия.

Заготовката може да бъде част (измерена) или непрекъсната, например горещо валцована пръчка, от която чрез рязане могат да се получат отделни детайли.

Развитието на машиностроенето доведе до появата на заготовки от структурна керамика.

Всеки тип заготовка може да бъде произведен по един или повече начини, подобни на основния. Така, например, отливка може да се получи чрез леене в пясъчни или черупкови форми, в охладителна форма и т.н.

С леенето се произвеждат детайли с практически всякакви размери, прости и много сложни конфигурации, от почти всички метали и сплави, както и от други материали (пластмаси, керамика и др.). Качеството на отливката зависи от условията на кристализация на метала във формата, определени от метода на леене. В някои случаи могат да се образуват дефекти вътре в стените на отливките (разхлабеност при свиване, порьозност, пукнатини, които се появяват в горещо или студено състояние), които често се откриват само след груба обработка.

Формоването на метали се използва за производство на ковани и щамповани детайли, както и профили за машиностроене. Коването се използва в единични и дребномащабни производства, както и при производството на големи, уникални заготовки и заготовки с особено високи изисквания към обемните свойства на материала. Щамповането ви позволява да получите заготовки, подобни на конфигурацията на готовата част. Механичните свойства на детайлите, получени чрез обработка под налягане, са по-високи от тези на лятите. Профилите за машиностроене се произвеждат чрез валцуване, пресоване и изтегляне.

Валцуваните продукти се използват в единично и серийно производство. Валцовият профил на избрания профил се нарязва на заготовки, от които се изработват части чрез последваща механична обработка. Съвършенството на детайла се определя от близостта на избрания валцуван профил до напречното сечение на детайла (като се вземат предвид допустимите допустими стойности за обработка).

Заварените и комбинирани детайли се изработват от отделни компоненти, свързани помежду си чрез различни методи на заваряване. Освен това в комбинирана заготовка всеки съставен елемент е независима заготовка от съответния тип (леене, щамповане и др.), Произведена по избрания метод съгласно независим технологичен процес. Заварените и комбинирани заготовки значително опростяват създаването на конструкции със сложни конфигурации. Неправилният дизайн на детайла или неправилната технология на заваряване може да доведе до дефекти (изкривяване, порьозност, вътрешни напрежения), които е трудно да се коригират чрез механична обработка.

Заготовките, произведени чрез методите на праховата металургия, могат да съответстват на готовите части по форма и размер и изискват малка, често само довършителна обработка.

Структурните керамични заготовки се използват за топлинно напрегнати части и (или) части, работещи в агресивна среда.

Заготовката преди първата технологична операция от процеса на производство на детайла се нарича начална.

Заготовките, получени за обработка, трябва да отговарят на одобрените технически спецификации. Поради това те се подлагат на технически контрол съгласно съответните инструкции, като се установява методът на контрол, честотата, броят на проверяваните детайли като процент от продукцията и др. Обикновено се проверяват химичният състав, механичните свойства на материала, структурата, наличието на вътрешни дефекти, размерите и теглото на детайла.

За детайли със сложна конфигурация с отвори и вътрешни кухини (като части на тялото), размерите и местоположението на повърхностите се проверяват в магазина за доставка. За да направите това, детайлът се монтира на машината, като се използват нейните технологични основи, симулиращи инсталационната схема, приета за първата операция по обработка. Отклоненията в размерите и формата на повърхностите трябва да отговарят на изискванията на чертежа на детайла. Заготовките трябва да бъдат изработени от материала, посочен на чертежа, да имат съответстващи му механични свойства, да нямат вътрешни дефекти (за отливки - хлабавост, кухини, чужди включвания; за изковки - порьозност и разслояване, пукнатини по шлакови включвания, „шисти“ ” пукнатини, груби зърна, шлакови включвания; за заварени конструкции - липса на провар, порьозност на заваръчния метал, шлакови включвания).

Дефектите, които засягат здравината и външния вид на детайла, трябва да бъдат коригирани. Техническите спецификации трябва да посочват вида на дефекта, неговите количествени характеристики и методи за коригиране (рязане, заваряване, импрегниране с различни химични съединения, изправяне).

Повърхностите на отливките трябва да бъдат чисти и без изгаряния, слепвания, петна, капачки, наноси и механични повреди. Заготовката трябва да бъде почистена или нарязана, точките на захранване на литниковата система, гнездата, неравностите и други дефекти трябва да бъдат почистени и мащабът да бъде отстранен. Кастинговите кухини трябва да се почистват особено внимателно. При проверка с линийка необработените външни повърхности на детайлите не трябва да имат отклонения от праволинейността повече от указаното. Заготовките, при които отклонението от праволинейността на оста (кривината) влияе върху качеството и точността на работата на машината, подлежат на задължително естествено или изкуствено стареене по технологичен процес, който осигурява премахване на вътрешните напрежения и изправяне.

Основните заготовки за обработка, отбелязани на чертежа, трябва да служат като начални основи при производството и изпитването на технологично оборудване (модели и приспособления), трябва да бъдат чисти и гладки, без неравности, остатъци от врати, печалби, издатини, леене и щамповани наклони.