Druhé vydání knihy obsahuje moderní myšlenky o volbě racionálního způsobu získávání polotovarů pro strojní součásti. Zvažují se technologické vlastnosti získávání polotovarů, které zajišťují jejich vysokou kvalitu při minimálních nákladech. Samostatně jsou uvedeny hlavní principy zlepšování vyrobitelnosti dílů pro různé způsoby získávání polotovarů. Je uvažován vliv technologických vlastností kovů a slitin na kvalitu a účinnost získaných dílů. Samostatná kapitola nastiňuje základní principy zefektivnění malosériové výroby přířezů. Data obsažená v knize, matematické formulace a algoritmy pro řešení některých problémů lze využít při formalizaci znalostí pro vývoj automatizovaných konstrukčních systémů pro technologické procesy ve výrobě přířezů. Kniha je určena strojírenským a technickým pracovníkům strojírenských podniků zabývajících se vývojem technologických postupů při výrobě polotovarů a obrábění, dále je užitečná pro studenty vysokých škol, postgraduální studenty a studenty středních odborných učilišť strojírenství. stavební a hutní speciality.
PŘEDMLUVA K DRUHÉMU VYDÁNÍ.
Potřeba šetřit materiálové zdroje klade vysoké nároky na racionální výběr přířezů, na úroveň jejich vyrobitelnosti, která do značné míry určuje náklady na technologickou přípravu výroby, cenu, spolehlivost a životnost výrobků. Volba správné metody získávání polotovarů znamená stanovení racionálního technologického postupu pro jeho získání s přihlédnutím k materiálu součásti, požadavkům na přesnost jeho výroby, technickým podmínkám, provozním vlastnostem a sériové výrobě.
PŘEDMLUVA K DRUHÉMU VYDÁNÍ.
Kapitola 1. MATERIÁLY V MODERNÍM STROJÍRENSTVÍ.
Kapitola 2. ZPŮSOBY TVÁŘENÍ VÝROBKŮ.
Kapitola 3. VÝROBA DÍLŮ.
Kapitola 4
Kapitola 5. VLASTNOSTI MALOSÉRIOVÉ VÝROBY VÝROBKŮ.
PŘÍLOHA 1.
PŘÍLOHA 2
BIBLIOGRAFIE.
Stáhněte si zdarma e-knihu ve vhodném formátu, sledujte a čtěte:
Stáhněte si knihu Výroba polotovarů ve strojírenství, Afonkin M.G., Zvyagin V.B., 2007 - fileskachat.com, rychlé a bezplatné stažení.
Následující návody a knihy.
ŽidleZáklady technologie ve strojírenství
Ve strojírenství je třeba rozlišovat tři hlavní technologické fáze:
Výroba sochorů provádí dvěma způsoby:
metoda plastické deformace;
metoda odlévání.
Výroba polotovarů metodami plastické deformace. K získání dílů se používají různé polotovary. Kovové polotovary se vyrábí litím, válcováním, kováním, lisováním a dalšími metodami.
Metodami plastické deformace se vyrábějí obrobky z oceli, neželezných kovů a jejich slitin, dále plastů, pryže, mnoha keramických materiálů atd. Široké použití metod plastické deformace je způsobeno jejich vysokou produktivitou a vysokou kvalitou vyráběných materiálů. produkty.
Důležitým úkolem technologie je získat polotovary, které se tvarem a velikostí co nejvíce přibližují hotovým dílům. Obrobky získané metodami plastické deformace mají minimální přídavky na obrábění a někdy je vůbec nevyžadují. Zlepšuje se struktura kovového obrobku a jeho mechanické vlastnosti po plastické deformaci.
Tváření kovů je založeno na plastické deformaci. Tato metoda se používá k výrobě polotovarů a výrobků o hmotnosti od několika gramů do stovek tun z kovů a slitin. Tváření kovů zahrnuje: válcování, kování, ražení, lisování a tažení. Jedná se o jednu z progresivních a rozšířených metod získávání polotovarů pro strojní součásti.
Tváření kovů je založeno na plasticitě zpracovávaného materiálu. Plasticita je schopnost materiálu změnit svůj tvar nevratně a bez zborcení vlivem vnějších sil. Při opracování tlakem se tvar obrobku mění, aniž by se změnila jeho hmotnost. Pouze ty materiály, které mají plasticitu ve studeném nebo zahřátém stavu, mohou být podrobeny tlakovému zpracování. Například litinu nelze tlakově upravovat. Plastičnost slitin závisí na jejich složení, deformační teplotě (čím vyšší teplota, tím větší plasticita, deformační teplota by však neměla překročit 0,4 Tmelt), stupni deformace (se zvýšením stupně deformace se plasticita zvyšuje o 0,4 Tmelt). snižuje).
K plastické deformaci pevných látek dochází v důsledku posunu atomů po krystalografických rovinách, ve kterých se nachází největší počet atomů. V důsledku deformace krystalové mřížky - deformační zpevnění při deformaci za studena - se mění vlastnosti krystalu: zvyšuje se tvrdost, pevnost, křehkost; snížená plasticita, viskozita, odolnost proti korozi, elektrická vodivost. Pro obnovení plastických vlastností, pro eliminaci kalení, se provádí dekrystalizační žíhání, po kterém materiál získá své předchozí vlastnosti. V tomto případě materiál z nestabilního stavu kalení postupně přechází do stabilního, rovnovážného stavu.
Válcování je nejběžnější metodou tváření. Přibližně 90 % veškeré oceli se taví a většina neželezných kovů a slitin je podrobena válcování. Podstatou válcování je plastická deformace obrobku mezi rotujícími válci válcovny.
Válcovaný kov se používá přímo v konstrukcích strojů, mechanismů zařízení, vyrábí se z něj kovové konstrukce mostů, vazníků, lůžek, nýtované a svařované výrobky, železobetonové konstrukce atd.; slouží také jako přířez pro strojírny a také pro následné kování a lisování.
Geometrický tvar průřezu válcovaného výrobku se nazývá jeho profil, soubor profilů různých velikostí se nazývá sortiment. Sortiment válcovaných výrobků je velmi rozmanitý a je rozdělen do pěti skupin:
1. Dlouhé produkty, které se dělí do dvou podskupin:
a) profily jednoduchého geometrického tvaru (obdélník, čtverec, kruh atd.);
b) profily složitých tvarových geometrických tvarů (kanál, kolejnice, I-nosník atd.).
2. Plech, který se také dělí na dvě podskupiny:
a) tenký plech (pro ocel o tloušťce 0,2 - 4 mm; pro neželezné kovy - 0,05 - 2 mm);
b) tlustý plech (4 - 60 mm pro ocel a až 25 mm pro neželezné kovy). Plech o tloušťce menší než 0,2 mm se nazývá fólie.
3. Válcování trubek se dělí na:
a) bezešvé trubky (pro ocel o průměru 30 - 650 mm);
b) svařované trubky (pro ocel o průměru 10 -1420 mm).
4. Pravidelný pronájem. Profily této skupiny válcovaných výrobků jsou polotovary, jejichž geometrický tvar a plocha průřezu se po své délce periodicky mění. Periodické válcování se používá jako polotovar pro následné ražení.
5. Speciální pronájem. To zahrnuje kola, kroužky, pneumatiky, kuličková ložiska a další hotové výrobky.
Mezi hlavní technicko-ekonomické ukazatele válcovací výroby patří: spotřeba kovu na 1 tunu hotových výrobků; hodinová produktivita válcovny; rychlost válcování; celkový výkon hlavních pohonů (kW); výkon na jednotku výkonu hlavních pohonů; výtěžnost dobrých válcovaných výrobků (%); spotřeba paliva na 1 tunu vhodných válcovaných výrobků (tis. kal.), energie (kWh); kvalita produktu; výrobní náklady podle druhů sortimentu; produktivitu práce. Tyto technicko-ekonomické ukazatele charakterizují dostupnost a využití pracovních nástrojů - hlavní části dlouhodobého majetku podniku z hlediska jejich významu a měrné hmotnosti. Spotřeba kovu na 1 tunu výrobků se vypočítá podle vzorce:
kde a, b a C- úbytek kovu při válcování u odpadu, odřezků a šrotu, t;
G- hmotnost hotových válcovaných výrobků, t;
K p-výdajový koeficient charakterizující množství spotřebovaného kovu na 1 tunu vhodných válcovaných výrobků.
Rychlost odvalování lze určit podle vzorce:
kde D je průměr válců, mm;
n je počet otáček válců za minutu.
Válcovna hodinový výkon R:
kde 3600 je počet sekund za 1 hodinu;
T- perioda rolování, s;
PROTI- hmotnost ingotů, t.j.
Ve struktuře nákladů na výrobu válcování tvoří asi 90 % náklady na kov. Z toho můžeme usoudit, že nejúčinnějšími faktory pro snížení výrobních nákladů ve válcovacím průmyslu jsou: snížení ztrát kovů ve fázích zpracování; výroba válcovaných výrobků s minusovými odchylkami; pokles manželství recyklace odpadu.
Kování a zápustkové kování jsou široce používané metody tváření kovů. Jedná se o způsoby výroby výrobků zvaných výkovky. Kování je jediným možným způsobem výroby velkých předmětů vážících více než 250 tun, jako jsou hřídele hydrogenerátorů, kotouče turbín, klikové hřídele lodních motorů, válce válcovací stolice atd.
Kování se nazývá "volné", protože kov, plasticky deformovaný působením úderníků kladiva nebo lisu, se volně pohybuje ve směru, kde klade nejmenší odpor.
Speciální formy se pro kování nepoužívají. Sochor, což je ingot, profil nebo periodické válcování, se umístí na desku (kovadlinu). Střídáním v určité posloupnosti hlavních a pomocných operací je proces volného kování. Volné kování zahrnuje: pěchování, děrování, protahování, ohýbání, řezání, kroucení atd.
Při příjmu výrobků objemovým ražením se používá speciální zařízení - razítka. Razítka jsou kovová forma, která má dutinu, jejíž rozměry a konfigurace odpovídají rozměrům a konfiguraci budoucího dílu.
Kování má oproti kování řadu výhod. Zápustkovým kováním lze vyrábět výkovky složité konfigurace, vyšší rozměrové přesnosti a kvality povrchu. Přídavek na obrábění je výrazně (3-4krát) nižší než u kování a v důsledku toho dochází k menším ztrátám kovu do třísek a menšímu objemu následného zpracování. Navíc je lisování mnohonásobně produktivnější než kování. Proto je ekonomicky výhodnější používat objemové ražení v sériové a hromadné výrobě.
Maximální hmotnost výkovků získaných zápustkovým kováním je 3 tuny.
Kromě objemového ražení existuje list. Výchozím obrobkem pro lisování plechu je plech. Pro výrobu dílů z tenkých plechů válcovaných výrobků se používá lisování za studena, s tlustým plechem výchozího obrobku (silnější než 10 mm), lisování za tepla.
Plechové lisování vyrábí širokou škálu dílů, jako jsou podložky, kroužky, misky, držáky, pouzdra, spojovací prvky, obložení automobilů atd. z měkkých, nerezových a jiných ocelí; i ze slitin na bázi mědi, hliníku, hořčíku atd. Operace kování plechu zahrnují: řezání, řezání podél obrysu, děrování otvorů, ohýbání, tažení, krimpování, lemování atd.
Výhody archového lisování jsou: vysoká produktivita (30 000 - 40 000 dílů za směnu od jednoho lisu), vysoká rozměrová přesnost a kvalita povrchu získaných dílů, široké možnosti automatizace procesů.
Ke zpracování kovů tlakem patří i proces tažení. Tažení je proces plastické tvorby obrobku jeho protažením otvorem tažnice nebo rýsovacího prkna tažného stolu. Výsledkem je, že zpracovávaný obrobek získá průřez, jehož velikost a tvar odpovídá velikosti a tvaru tohoto otvoru.
Výchozí obrobek pro tažení je válcovaný a vytlačovaný kov. Tažení je typ tlakového zpracování za studena, při kterém se obrobek kalí. K odstranění vytvrzení se provádí dekrystalizační žíhání. Tažením drátu o průměru do 0,001 mm se získávají tyče různých profilů.
Technologické postupy získávání polotovarů metodami lití. Odlévání je jednou z nejdůležitějších a nejrozšířenějších metod výroby polotovarů a strojních součástí. Odlévání se získává polotovary různých konfigurací, hmotností z různých kovů a slitin - litiny, oceli, hliníku, mědi, hořčíku a dalších slitin.
Odlévání je nejjednodušší a nejlevnější a někdy i jediný způsob, jak získat produkty.
Proces odlévání spočívá v tom, že se roztavený kov nalévá do předem připravené licí formy, jejíž dutina svou velikostí a uspořádáním odpovídá tvaru a rozměrům budoucího obrobku. Po ochlazení a ztuhnutí se obrobek (nebo díl) vyjme z formy. Slévárenské výrobky se nazývají odlitky.
Formy mohou být jednoduché (pro výrobu jednoho odlitku) a trvalé (více použití).
Pro získání vysoce kvalitních odlitků musí mít odlévací slitiny určité vlastnosti: dobrou tekutost, nízké smrštění, nízkou segregaci (heterogenita chemického složení slitiny a struktury podél tloušťky odlitku).
Podle toho, do jaké formy (trvalé nebo jednorázové) se kov odlévá a jak odlévání probíhá, existuje jeden nebo druhý způsob odlévání. V současnosti se až 60 % železných a ocelových odlitků vyrábí odléváním do pískovcových forem. Pro získání odlitků vysoké rozměrové přesnosti, dobré kvality povrchu a lepší struktury kovu se používají speciální metody lití (do kokily, pod tlakem, odstředivou metodou, podle investičních modelů atd.).
Technologický proces získávání odlitků do písčitohlinitých jednorázových forem zahrnuje řadu zdlouhavých operací spojených s přípravou formovacích a jádrových písků, výrobou modelovacích zařízení, jader, jejich sušením, formováním atd. Navzdory skutečnosti, že v současné době jsou pracné operace této metody mechanizované a automatizované, stále zůstává relativně málo produktivní a pracně náročnou metodou lití. Odlévání do pískovcových forem se proto používá především v jednorázové a poloprovozní výrobě a také v případech, kdy je nemožné nebo obtížné získat výrobek jinými metodami.
V podnicích vyrábějících odlitky ve velkém množství byly vytvořeny automatické a poloautomatické výrobní linky. Nevýhodou odlévání do pískovcových forem je také malá rozměrová přesnost a špatná kvalita povrchu odlitků, což vyžaduje povinné následné opracování. A to vede ke ztrátě kovu v třískách a prodlužuje technologický cyklus výroby produktu.
Tlakové lití je jednou z nejběžnějších metod získávání odlitků v kovových permanentních formách. Chladicí forma je vyrobena z litiny, oceli, hliníku. Konstrukčně jsou chladicí formy jednodílné a odnímatelné.
Nejpoužívanější jsou odnímatelné formy, skládající se ze dvou částí s horizontální nebo vertikální dělicí rovinou. Pro zvýšení produktivity práce při odlévání forem se používají vícepolohové stroje karuselového typu, na jejichž určité pozici se postupně provádí jedna z operací.
Výhody tlakového lití oproti pískovému lití jsou: vyšší rozměrová přesnost a kvalita povrchu odlitků; lepší mechanické vlastnosti, které jsou spojeny se zvýšenou rychlostí ochlazování odlitku a získáním jemnější struktury; vyšší výkon.
Vstřikování je vysoce výkonná metoda pro získávání odlitků vysoké rozměrové přesnosti ze slitin neželezných kovů (hliník, zinek, měď, hořčík). Podstatou metody je plnění kovové formy roztaveným kovem pod tlakem pístu.
Odlitky jsou vyráběny na poloautomatických vstřikovacích lisech. Používají se pístové stroje s horkou studenou (horizontální nebo vertikální) lisovací komorou. Pístové stroje s horkou komorou se používají k výrobě malých odlitků ze slitin hořčíku a zinku. Stroje se studenou komorou se používají především pro odlévání dílů karoserií ze slitin hliníku a mědi.
Odstředivé lití je produktivní způsob výroby odlitků s povrchy rotačních těles, se středovým otvorem - trubky, pouzdra atd., jakož i tvarových odlitků.
Podstatou metody je plnění rotující formy roztaveným kovem. Působením odstředivých sil se tekutý kov vrhá na stěny formy a tuhne. Výsledkem je hustá struktura odlitku bez smršťovacích dutin. Nekovové vměstky se shromažďují na vnitřní straně odlitku a při dalším obrábění se prodlužují.
Odlitky z litiny, oceli a neželezných kovů a slitin jsou vyráběny odstředivou metodou na odstředivých licích strojích s horizontální a vertikální osou otáčení. Malé výškové tvarové odlitky jsou vyráběny na strojích se svislou osou otáčení. Na strojích s vodorovnou osou otáčení se vyrábějí litinové a ocelové trubky, pouzdra a další díly s otvorem.
Výhody odstředivého lití jsou: vysoká produktivita, hospodárnost (nejsou potřeba žádné náklady na přípravu formovacího písku, výroba jader apod.) a kvalita výsledných odlitků.
Investiční lití se používá k získání odlitků vysoké rozměrové přesnosti a kvality povrchu z jakýchkoliv slévárenských slitin. S jeho pomocí je možné získat produkty složité konfigurace s tenkými řezy. Technologický postup této metody odlévání se však vyznačuje vysokou pracností a vysokou cenou použitých materiálů. Proces investičního lití zahrnuje následující operace:
Zhotovení modelu - odlévací norma ze snadno obrobitelné slitiny (hliník);
Zhotovení formy podle kovové normy, ve které se lisuje model z nízkotavitelných materiálů (parafín, stearin, polystyren, vosk atd.);
Výroba pláště opakovaným nanášením žáruvzdorné kompozice na model - keramická suspenze s křemičitým pískem s následným sušením (úprava horkým vzduchem) při teplotě 150 - 200 °C k odstranění tavitelného modelu;
Kalcinace výsledné formy v peci při 800-850 °C; vyplňování formuláře.
Odlitek se očistí od zbytků keramického povlaku louhováním s následným omytím v horké vodě. Vysoká cena odlitků získaných tímto způsobem umožňuje použití tohoto způsobu pouze pro výrobu výrobků zvláště složité konfigurace z těžkoobrobitelných a žáruvzdorných materiálů v hromadné nebo velkosériové výrobě.
Skořápkové odlévání se používá v hromadné i velkovýrobě pro výrobu tvarových odlitků z oceli, litiny, hliníku a slitin mědi.
Podstata metody spočívá v tom, že formovací písek (křemenný písek a 6–7% bakelitová syntetická pryskyřice) se nasype na povrch kovového modelu předehřátého na 200 °C, připevněného na modelovou desku, poté se všechny společně kalcinují při teplotě 300°C po dobu 1-2 min. Pryskyřice se nevratně roztaví a ztvrdne a vytvoří pískovo-pryskyřičný plášť o tloušťce 5 - 8 mm.
Skořepinové poloformy se sestaví, upevní a naplní tekutým kovem. Tyto poloformy jsou vyráběny na jedno-, dvou- a čtyřpolohových strojích s poloautomatickým nebo stomatickým ovládáním.
Odlévání do skořepinových forem zajišťuje vysokou rozměrovou přesnost odlitku, nízkou drsnost povrchu a kvalitní kovovou strukturu. Pro výběr způsobu odlévání při příjmu polotovarů je nutné vzít v úvahu všechny faktory, které ovlivňují technické a ekonomické ukazatele procesu.
Zpracování obrobku Provádí se převážně mechanicky a bez ohledu na typ spočívá v odstranění přebytečné vrstvy kovu z ošetřovaného povrchu.
Obrábění. Technologický postup zpracování konstrukčních materiálů řezáním spočívá v odstranění kovové vrstvy (přídavek na obrábění) z obrobku řezným nástrojem, aby měl (obrobek) požadovanou rozměrovou přesnost a kvalitu povrchu. Jako konstrukční materiály jsou široce používány oceli, slitiny neželezných kovů, plasty, keramika, kompozitní materiály, pryž, dřevo, sklo atd.
Zpracování obrobků strojních součástí řezáním se provádí ve strojních dílnách strojírenských provozů. Přířezy pro strojírny jsou: válcované výrobky (kulaté, čtvercové, pásové atd.), výkovky, výlisky a odlitky.
Volba obrobku závisí na materiálu, velikosti a tvaru součásti, jejích pracovních podmínkách, typu výroby. Při návrhu stroje konstruktér určí typ nejracionálnějšího obrobku, co nejblíže tvaru a velikosti hotové součásti, protože velikost přídavku na následné obrábění ovlivňuje mzdové a finanční náklady při výrobě součásti jako celý. Snížení výše přídavku na obrábění je jedním z nejdůležitějších faktorů zvyšování produktivity práce ve strojírenství.
Mezi hlavní ukazatele kvality dílu ve strojírenství patří jeho rozměrová přesnost a drsnost povrchu, protože tyto ukazatele významně ovlivňují povahu dynamických procesů ve stroji a jeho mechanismech, zejména pokud stroj pracuje při vysokých rychlostech, při vysokém pracovním zatížení. , teploty atd. Spolehlivost a životnost výrobku závisí na přesnosti zpracování kvality povrchu dílů.
Přesnost obrábění součástí je míra, do jaké tvar, rozměry a poloha obrobené plochy odpovídají požadavkům výkresu a specifikací.
Kvalita povrchu dílů je dána kombinací mikrodrsností na povrchu dílů a také fyzikálně-chemickými vlastnostmi povrchové vrstvy dílu.
Hlavní způsoby zpracování materiálu řezáním jsou: soustružení, hoblování, vrtání, frézování a broušení.
Nejprve je obrobek fixován určitým způsobem na stroji. Poté se k němu přivede řezný nástroj (fréza, vrták, fréza, brusný kotouč atd.), který odebere z obrobku vrstvu materiálu - přídavek. Navíc bez ohledu na to, jaký nástroj je použit k řezání, podstata procesu zůstává nezměněna, mění se pouze podmínky zpracování.
Podstata procesu řezání spočívá ve vzniku pružně-plastických deformací působením řezného nástroje, v důsledku čehož se plasticky deformovaná vrstva odřezku kovu odděluje ve formě třísek.
Pro realizaci řezného procesu je tedy nutné mít relativní pohyby mezi nástrojem a obrobkem, které se nazývají řezné pohyby. Proces obrábění dílů řezáním je charakterizován prvky řezného režimu, z nichž hlavními jsou řezná rychlost, posuv a hloubka řezu.
Prvky řezného režimu pro soustružení jsou: řezná rychlost V - dráha, kterou urazí obrobený povrch obrobku za jednotku času:
( m/min),
kde D- průměr obrobku, mm;
P- počet otáček obrobku za minutu.
Posuv - dráha, kterou urazí řezný kotouč frézy vzhledem k obráběnému povrchu obrobku za jednu otáčku S, mm/ot.
Hloubka řezu - tloušťka řezané kovové vrstvy od obrobeného povrchu obrobku při jednom průchodu frézou, mm:
kde D- průměr opracovávaného povrchu obrobku, mm;
d- průměr obrobené plochy obrobku, mm.
Čas, během kterého se odstraní přídavek na obrábění, se nazývá strojní nebo hlavní čas Tm:
kde L- dráha nástroje ve směru posuvu, mm;
P- počet otáček obrobku za minutu;
S- výše přídavku na obrábění, mm;
t- hloubka řezu, mm;
h- přídavek na obrábění, mm.
Snížení strojového času díky snížení hodnot L, h nebo zvýšit parametry řezného procesu n,S,t je důležitým faktorem zvyšování produktivity práce.
Čas potřebný pro zpracování jednoho obrobku Tsht (čas kusu):
kde T m- strojový čas;
T in- pomocný čas potřebný pro instalaci a vyjmutí obrobku, dodání a vyjmutí nástrojů atd.;
T o- doba údržby vybavení pracoviště, údržba nářadí a přístrojů v provozuschopném stavu;
T p- doba přestávek na odpočinek pracovníka vztažená na jeden obrobek.
pokles T m a T hm vede ke zvýšení produktivity.
Otáčení- proces zpracování kovů řezáním vnějších, vnitřních a koncových ploch rotačních těles válcových, kuželových, kulových a tvarových tvarů, dále proces řezání vnějších závitů na obrobcích, vyvrtávání otvorů.
Soustružnické nástroje jsou soustružnické nástroje. Typy soustružení jsou následující:
Hrubé soustružení - loupání, odřezávání a ořezávání konců obrobku; polotovar soustružení;
jemné soustružení;
jemné soustružení;
Nudný.
Hoblování- hrubý nízkovýkonný typ obrábění s velkou tloušťkou řezané kovové vrstvy.
Tato metoda zpracovává především velké těžké obrobky a roviny vodorovné a nakloněné, tvarové a válcové plochy perových drážek. Nástroj - hoblovací frézy.
vrtání slepé a průchozí otvory se získají v plném materiálu a předtvarované otvory se opracují, aby se zvětšila jejich velikost, zlepšila se přesnost a snížila drsnost povrchu. Kromě toho se v otvorech provádí závitování. Vrtací nástroje jsou: vrtáky, záhlubníky, výstružníky, závitníky atd.
Frézování- vysoce výkonná metoda řezání prováděná vícebřitým nástrojem zvaným fréza. Frézování se používá pro hrubé i jemné obrábění. Tato metoda zpracovává vodorovné roviny obrobků, svislé roviny, kombinované plochy, římsy a pravoúhlé drážky, tvarové drážky a tvarové plochy.
broušení je proces obrábění povrchů součástí brusnými nástroji. Odebírání přídavku z obrobku při broušení je prováděno obrovskou rozmanitostí miniaturních fréz - brusných zrn spojených vazbou (brusným kotoučem) tak, aby mezi nimi byl prostor pro uložení třísek.
Proces broušení se vyznačuje vysokou řeznou rychlostí a malou tloušťkou řezané kovové vrstvy. Každé zrnko brusného kotouče odřezává velmi tenké třísky, ale protože se do práce současně zapojí velké množství zrn a řezná rychlost je vysoká, odřízne se velké množství kovu za jednotku času.
V zóně řezání se uvolňuje velké množství tepla a jemné částice zpracovávaného materiálu při hoření vytvářejí paprsek jisker.
Broušení je dokončovací způsob zpracování, který umožňuje dosáhnout vysoké rozměrové přesnosti součásti a nízké drsnosti obrobeného povrchu. Broušení je v mnoha případech operace, kterou lze jen těžko nahradit jiným zpracováním.
Broušením se provádí např. opracování kalených ocelí, železných odlitků, čištění válcovaných výrobků, finální opracování obrobků s minimální přídavkem na obrábění bez předúpravy ostřím.
montážní výroba - závěrečná etapa strojírenské výroby, ve které se kumulují výsledky veškeré dosavadní práce konstruktérů a technologů při vytváření strojů nebo mechanismů.
Výkon výrobku, jeho spolehlivost, výkon a životnost závisí na kvalitě sestavy. V řadě případů je montáž nejnáročnějším procesem: u mnoha strojů, zařízení a zařízení je náročnost montáže od 40 do 60 % celkové náročnosti výroby. Technologický proces montáže spočívá v koordinaci a následném spojování dílů do montážních celků, mechanismů, strojů jako celku v souladu s technickými požadavky.
Detail je nejjednodušší montážní jednotka. Charakteristickým znakem dílu je absence jakýchkoliv spojů: díl je vyroben z jednoho homogenního kusu materiálu. Dvě nebo více částí, které jsou k sobě nějakým způsobem připojeny uzel.
Uzel zahrnutý přímo v produktu se nazývá skupina. Uzel zařazený do skupiny se nazývá podskupina prvního řádu a uzel zařazený do podskupiny prvního řádu se nazývá podskupina druhého řádu a tak dále. Výrobek lze podle složitosti rozdělit na větší či menší počet montážních celků.
Výchozími údaji pro návrh procesu montáže jsou následující dokumenty:
Montážní výkresy výrobku se specifikací montážních celků a dílů přicházejících k montáži;
Specifikace pro akceptaci a testování produktů;
Výrobní program.
Všechny operace montážního procesu jsou rozděleny do:
Přípravné - spojené s překonzervováním dílů, jejich čištěním, dodáním na místo montáže;
Vlastně montážní operace - koordinace dílů vůči sobě navzájem, kontakt s jejich základními rovinami, spojení do uzlů, skupin, mechanismů, produktů;
Pomocné operace - osazení, seřízení;
Kontrola a testování.
Montážní práce se provádějí na montážních místech a v montážních dílnách závodů. Vlastnosti vyráběných výrobků, náročnost na práci, trvání výrobního cyklu, objem výroby jsou určujícími faktory v organizaci montážního procesu. V kusové a malosériové výrobě se montáž provádí v montážních dílnách, montážních prostorách; v hromadné výrobě - na výrobních nebo dopravních linkách. Montáž v hromadné výrobě se vyznačuje úplnou zaměnitelností, absencí dokončovacích prací a výběrem dílů, což vytváří podmínky pro automatizaci montáže a zvýšení její produktivity.
Hlavní typy montáže jsou: stacionární montáž a pohyblivá montáž.
Na stacionární sestava výrobek je stacionární a montážní týmy přecházejí od jednoho výrobku k druhému a provádějí montážní operace. Všechny díly a komponenty v souladu s montážní sadou jsou dodávány na pracoviště. Na mobilní, pohybliví montáž výrobků se násilně přesouvá z jednoho sloupku na druhý, na každém z nich se provádí určitá montážní operace. Pohyb produktu může být nepřetržitý nebo přerušovaný. Při nepřetržitém pohybu výrobku provádí montážník operaci při pohybu dopravníku, jehož rychlost musí zajistit provedení montážní operace na tomto pracovišti a odpovídat montážnímu (uvolňovacímu) cyklu: t v \u003d t 0. Při periodickém pohybu se montážní operace provádí při zastaveném dopravníku. Délka zastavení tr by měla odpovídat době montáže. Cyklus sestavení v tomto případě: t B = t p + t n , kde tp- doba přesunu výrobku z jednoho pracoviště na druhé.
Z hlediska organizačních forem se shromáždění dělí na soustředěné a diferencované.
Při sestavování podle principu koncentrace operací, celý technologický proces montáže výrobku provádí jeden montážník nebo jeden tým montážníků. Jedná se o nízkoproduktivní montážní proces, který vyžaduje vysoce kvalifikovaného montéra, velké množství složitých nástrojů a přípravků. Používá se v jednorázové i poloprovozní výrobě, při montáži unikátních výrobků.
Diferencované shromáždění dělí na obecné a uzlové. Při montáži podle principu diferenciace operací se montáž jednotky nebo stroje provádí na více pracovištích, na která jsou montážní jednotky dodávány. Pohyblivá diferencovaná sestava se používá v sériové i hromadné výrobě.
Pro posouzení technické a ekonomické efektivnosti montážního procesu se používají následující ukazatele:
1. Produktivita pracoviště - počet jednotek nebo výrobků sestavených za 1 hodinu:
kde t seděl- časový limit pro montáž.
2. Výše nákladů na montážní proces jednotky nebo produktu (náklady na dílnu Od So):
kde C o- náklady spojené s provedením jedné operace;
m- počet montážních operací.
Náklady na provedení jedné operace zahrnují:
Základní mzda montážníků za výkon této operace;
Srážky za odpisy zařízení, přípravků, nářadí souvisejících s jednou operací;
Režie prodejny, účtována i na jednu operaci.
3. Faktor náročnosti montáže - Podle soboty, což se rovná poměru složitosti montáže t seděl na složitost výrobních dílů obsažených v tomto produktu t ven:
kde t c6- čas strávený montáží jednotky nebo produktu;
t ed.- čas strávený výrobou dílů pro tuto jednotku nebo výrobek pro všechny typy zpracování, počínaje obrobkem.
Čím je tento ukazatel nižší, tím je montážní proces dokonalejší. Mít nejúčinnější montážní procesy Podle soboty ≤ 0,2.
Studie proveditelnosti různých metod montáže vám umožní vybrat si ekonomicky nejefektivnější variantu procesu. Efektivita montážních operací, kvalita výrobků a jejich cena do značné míry závisí na konstrukčních prvcích montovaného výrobku a stupni automatizace montážního procesu. Hlavní předností je zjednodušení konstrukce výrobku při současném snížení jeho funkční hodnoty, použití univerzálních samonastavovacích automatických montážních strojů s adaptivním technologickým vybavením pro podávání, umístění a vyrovnání vzájemné polohy různých spojovaných dílů před jejich montáží do výrobku. způsoby, jak zlepšit montážní procesy.
Klasifikace metod získávání polotovarů
prázdný
- předmět výroby, ze kterého se různými způsoby získává součást změnou tvaru, velikosti, fyzikálních a mechanických vlastností materiálu, jakosti povrchu.Ve strojírenství existují čtyři druhy polotovarů - vinuté (drát nebo páska svinutá do nepokoje), tyčové (tyče, pásy, pruty), kusové (odlitky, výkovky, kusy z tyčí) a práškové (lisované prášky, granule, tablety) k získání plastových, kovokeramických a keramických dílů.
Velmi velký počet dílů lze získat z dlouhých svitkových polotovarů, menší počet z tyčových polotovarů a pouze jeden díl z kusových polotovarů. Díly malých rozměrů a hmotnosti jsou účelně vyrobeny z polotovarů cívek a tyčí.Pro dosažení vysoké míry využití materiálu je nutné používat kusové polotovary, které se tvarem a velikostí blíží hotovému dílu. Z prášků a granulí se získávají kusové polotovary nebo hotové díly, jejichž další zpracování není téměř nutné.
Hlavní způsoby výroby polotovarů jsou znázorněny na obrázku 1.
Volba správné metody pro získání obrobku znamená stanovení racionálního technologického postupu pro jeho získání s ohledem na materiál součásti, požadavky na přesnost jeho výroby, technické podmínky, provozní vlastnosti a sériovou výrobu. Strojírenství má velké množství způsobů, jak získat díly. Maximální přiblížení geometrických tvarů a rozměrů obrobku rozměrům a tvaru hotové součásti je hlavním úkolem výroby polotovaru. Tvar, rozměry a značka materiálu dílu zadané konstruktérem do značné míry určují technologii výroby. Volba typu obrobku tedy nastává v procesu navrhování, protože při výpočtu součástí pro pevnost, odolnost proti opotřebení nebo při zohlednění dalších ukazatelů provozních charakteristik konstruktér vychází z fyzikálních a mechanických vlastností materiálu materiálu. část.
Náklady na výrobu dílu jsou ovlivněny konstrukčními, výrobními a technologickými faktory. Míra, do jaké je u obrobku zohledněn vliv faktorů první a druhé skupiny, umožňuje posoudit vyrobitelnost obrobku.
.Pod
vyrobitelnost obrobku Je obvyklé pochopit, jak tento obrobek splňuje požadavky výroby a zajišťuje trvanlivost a spolehlivost součásti během provozu. Uvolnění technologického polotovaru v daném měřítku výroby zajišťuje minimální výrobní náklady, prvotřídní náklady, pracnost a spotřebu materiálu. Optimální řešení pro výběr obrobků lze nalézt pouze za předpokladu komplexní analýzy vlivu všech faktorů na cenu, včetně způsobu pořízení obrobku. V nákladech na výrobu součásti tvoří významnou část náklady na materiál.K získávání polotovarů ve strojírenství se nejvíce používají následující metody: odlévání, plastické deformační zpracování, řezání, svařování a také kombinace těchto metod. Každá z metod obsahuje velké množství způsobů, jak získat polotovary.Casting
- získávání sochorů litím roztaveného kovu daného chemického složení do formy, jejíž dutina má tvar sochoru.zpracování plastické deformace
- technologické postupy, které jsou založeny na plastickém tvarování kovů.Svařování
- technologický postup pro získávání nerozebíratelných spojů z kovů a slitin v důsledku vytváření atomově-molekulárních vazeb mezi částicemi spojovaných obrobků.Řezání
- získání obrobku z válcovaných výrobků získaných plastickou deformací, řezáním nebo řezáním.Výběr metody pro získání obrobku je obtížný úkol. Způsob získání obrobku musí být ekonomický, zajistit vysokou kvalitu dílu, produktivní a nepracný. Malovýroba a kusová výroba se vyznačuje použitím oceli válcované za tepla, odlitků získaných v pískovcových formách a výkovků získaných kováním jako polotovarů. To způsobuje velké přídavky, značnou pracnost následného obrábění.
V podmínkách velkosériové a hromadné výroby jsou metody získávání polotovarů ziskové: kování za tepla; tlakové lití, tlakové lití, skořepinové lití, investiční lití. Použití těchto metod může výrazně snížit přídavky, snížit složitost výroby dílů.
Materiály pro výrobu přířezů musí mít nezbytnou rezervu určitých technologických vlastností - kujnost, lisovatelnost, tekutost, svařitelnost, obrobitelnost. U deformovatelných materiálů je nezbytnou technologickou vlastností technologická plasticita. Zvláště přísné požadavky na technologickou plasticitu jsou kladeny na slitiny, ze kterých se díly získávají tvářením za studena tlakem - vytlačováním, tažením, ohebností, lisováním.
Pokud má kov nízkou tekutost, vysokou tendenci se smršťovat, nedoporučuje se používat lití do formy pod tlakem, protože kvůli nízké poddajnosti kovové formy může docházet k namáhání při lití, deformaci odlévání a prasklinám. Je vhodné používat odlévání skořepin a odlévání do pískovo-hliněných forem.
Pro kritické, silně namáhané díly (hřídele, ozubená kola, ozubená kola), pro které jsou kladeny určité požadavky na kvalitu kovu a na fyzikální a mechanické vlastnosti, je vhodné použít výkovky, protože v procesu deformace dochází k jemným -vytvoří se zrnitá, směrově vláknitá struktura, která výrazně zvyšuje fyzikální a mechanické vlastnosti.mechanické vlastnosti materiálu. Použití přesných metod zajišťuje dostatečnou čistotu povrchu a vysokou přesnost obrobku. Zlepšení kování a lisování poskytuje parametry drsnosti a rozměrovou přesnost odpovídající obráběcím a dokonce dokončovacím operacím. Kalibrace, vytlačování za studena zajišťuje hotové díly (nýty, matice, šrouby).
Kritéria výběru
způsob získávání počátečních polotovarů nejčastěji určuje výrobní program:Hlavními faktory ovlivňujícími výběr výchozích přířezů jsou také (kromě výrobního programu):
Hlavní metody pro získání počátečních polotovarů
:Ve strojírenství se většina polotovarů vyrábí ve slévárnách litím kovu do forem, v kovárnách a lisovnách - zpracováním na kovacích a lisovacích bucharech a lisech. Hlavními faktory ovlivňujícími volbu způsobu získávání výchozích polotovarů jsou náklady a roční výrobní program.
Výroba sochorů litím
Hmotnost odlitků je do 300 tun, délka do 20 m. Nejběžnějšími materiály pro odlévací formy jsou: písek-jíl a směsi písku a pryskyřice, ocel, litina, slitiny, keramika atd. Šedá popř. vysokopevnostní litina má vysokou tekutost, což umožňuje získat tloušťku stěny 3-4 mm. Temperovaná litina je náchylná k praskání a výrazným vnitřním
zdůrazňuje. Legované oceli se zvýšeným obsahem manganu mají dobrou tekutost, což ztěžuje získávání odlitků s tenkými stěnami.Lití do pískovo-hliněných forem
se dělí do tří skupin:Jednou vyrobené ze směsí písku a hlíny (pro železné a neželezné kovy jakékoli velikosti a hmotnosti;semipermanentní - ze žáruvzdorných materiálů (šamot, magnezit atd.) - získat několik desítek olivTrvalý vyrobené z kovů a slitinNa odlitky se používá litina, ocel, slitiny mědi, hliník atd.
Odlévání mušlí
- poskytuje rozměrovou přesnost kvality 13-14 a hodnotu parametru drsnosti Ra = 6,3 um. Forma je skořepina tvořená formovacími hmotami s termoplastickými a termosetovými pojivovými pryskyřicemi, které se před zalitím kovem vloží do krabice s pískem nebo brokem. Vyžaduje se drahé vybavení a samotná forma se používá jednou, takže tato metoda je vhodná pro hromadnou, velkosériovou a střední výrobu o hmotnosti do 100 kg.Odlévání pod tlakem
. Odlitky (z litiny a oceli) o síle stěny 5 mm,Přesně v kvalitě 12-14 awn, drsnostRa = 12,5...3,2 um a hmotnosti do 200 kg. Používají se v sériové a hromadné výrobě, vyšší produktivita je 2-5krát nižší než náklady. Mezi nevýhody odlévání patří malá odolnost forem při odlévání železa a oceli, tvorba kokilových odlitků litiny, která vyžaduje další operaci (žíhání); možné praskání u složitých odlitků. Chladicí formy jsou vyrobeny odlévané z litiny, oceli, mědi a hliníku; odnímatelné nebo třesoucí se. Vícemístné chladicí formy jsou běžné.Investiční lití
. - odlitky z neželezných slitin, oceli a litiny o hmotnosti od několika gramů do 300 kg. Aplikovatv hromadné, velko a střední výrobě ve výrobě malých a složitých tvarů. Podstatou procesu vytavitelného lití je použití přesného jednodílného jednorázového modelu, podle kterého je vyrobena jednodílná keramická skořepinová forma, kde se roztavený kov po vyjmutí modelu z formy vypálením odlévá. odpařování nebo rozpouštění. Touto metodou lze vyrábět přesné odlitky z různých slitin o tloušťce 0,8 mm a více s malými přídavky na obrábění. Rozměrová přesnost odlitků odpovídá 8-11 kvalifikacím,Ra = 2,5 μm, přídavky na obrábění pro odlitky do velikosti 50 mm jsou 1,4 mm a do velikosti 500 mm - asi 3,5 mm. Koeficient přesnosti odlitků podle hmotnosti může dosáhnout 0,85 - 0,95, což dramaticky snižuje množství řezání a kovového odpadu na třísky. Použití snadno odstranitelných materiálů pro výrobu modelů (na bázi parafínu, kalafuny, polystyrenu, močoviny nebo polystyrenu), bez nutnosti demontáže formy, umožňuje zahřát roztavený materiál. před litím kovu na vysoké teploty, což výrazně zlepšuje plnění formy a umožňuje získat odlitky velmi složitého tvaru z téměř jakékoli slitiny. Mezi nevýhody patří vysoká pracnost a zvýšená spotřeba materiálu pro vtokový systém s malým výkonem.Vstřikování
. Kovová tavenina plní formu vysokou rychlostí (až 35 m/s), což zajišťuje vysokou hustotu materiálu, přesnost a kvalitu povrchu. Příjem odlitků z oceli, neželezných kovů a litiny. Hmotnost odlitků může být od několika gramů do 50 kg, tloušťka stěny je 1,0 ... 0,8 mm; osm-12 stupňů přesnostiRa = 12,5-3,2 um ; používané v hromadné a velkosériové výrobě. Vysoká produktivita a možnost získání obrobků složitého tvaru s jemnozrnnou strukturou, ale náklady na formy jsou vysoké a jejich trvanlivost je nízká. Používá se hlavně pro neželezné kovy a slitiny.Vakuové sací lití
odlitky se získávají především z neželezných kovů a slitin, v menší míře z oceli a litiny. Odlitky mají tloušťku stěny do 1 mm. Tato metoda se používá v hromadné a sériové výrobě, obvykle k získání odlitků z drahých slitin.Odstředivé a jiné druhy lití
- odlitky z litiny, oceli, neželezných kovů a slitin. Používají se v hromadné a sériové výrobě pro duté a tenkostěnné odlitky (jako jsou rotační tělesa) složité konfigurace, například pouzdra, pouzdra, vložky atd. Proces se provádí litím kovu do rotační kovové formy . Působením odstředivých sil jsou částice roztaveného kovu vrhány na povrch formy a tuhnutím získávají její tvar. Odlitek je chlazen z vnějšku (z formy) i zevnitř (ze strany volné plochy) sáláním a konvekcí vzduchu. Tuhnutí kovu pod tlakem vede ke zhutnění kovu a zvýšení mechanických vlastností, současně se oddělují plyny a nekovové nečistoty a vytlačují se na vnitřní povrch odlitku, což je třeba vzít v úvahu při výpočet přídavků pro výrobky s vnitřní pracovní plochou.Používají se i další způsoby odlévání: kontinuální, elektrostruskové, pálení, tavné ražení atd.
kontinuální a polokontinuální
odlitky se získávají z litiny, oceli, hliníku a slitin hořčíku; hromadně i sériověvýroba k zajištění průřezu neomezené délky (rámy kovoobráběcích strojů, skříně hydraulických a pneumatických zařízení, potrubí) atd.Elektrostruskové lití
přijímat odlitky z ocelí a slitin se zlepšenými mechanickými vlastnostmi o hmotnosti až 300 tun; v sériové výrobě k získání polotovarů pro kritické části lodních motorů, válců, turbín atd.Squeeze casting
přijímat odlitky ze slitin hliníku a hořčíku; v hromadné i sériové výrobě pro tenkostěnné (do 2 mm) a velkorozměrové (1000x3000 mm) obrobky.Tavné ražení
příjem odlitků z neželezných kovů a slitin, oceli a litiny v hromadné i sériové výrobě Pro výrobu tvarových odlitků s tloušťkou stěny do 8 mm jednoduché konfigurace s vysokými mechanickými vlastnostmi.Výroba výchozích polotovarů plastickou deformací
Vyrábí se strojní kování
na kladivech a hydraulické lisy . V jednorázové a malosériové výrobě - nejekonomičtější způsob, jak získat vysoce kvalitní polotovary; může být jediným možným způsobem, jak sklidit velkou hmotu.Příležitosti: polotovary o hmotnosti až 250 tun jednoduché formy; na kladivech v opěrných kroužcích a zápustkách do 10 kg, přičemž tloušťka stěny obrobku dosahuje 3-2,5 mm, přesnost
kvalita 14-16 a hodnota parametru drsnosti povrchu jeRa = 25-12,5 um ; pro ocel, někdy i neželezné kovy a slitiny.Lisování
- v podmínkách hromadné a velkovýroby je kování za tepla výhodnější než kování. Omezení: do 100 kg, lze sice získat výkovky do 3 tun a více, ale častěji do hmotnosti 30 kg. Používá se k získávání výkovků z oceli, neželezných kovů a slitin. Obvykle je výchozím obrobkem pro lisování válcovaná ocel. Kování za tepla se provádí na bucharech, horizontální kovánístroje (GKM), klikové lisy pro kování za tepla (CGSHP) a šroubové lisy.Operace tváření plechu zahrnují rovnání (rovnání), tvarové (ražené) ražení, lemování, tváření, krimpování, distribuce.
archové ražení
- rozměry přířezů se pohybují od několika centimetrů do 7 m s tloušťkou stěny 0,1-100 mm; přesnost - kvalita 11-12 as dodatečnou kalibrací - kvalita 9-10.tvarované
(ražebné) ražení používá se k získání různých vybrání a výstupků, výztuh atd. na plochých obrobcích Lisování přerozděluje objem kovu v místní zóně. Při lemování otvoru se výrazně zmenší tloušťka materiálu na okraji bočnic.vylodění
- částečná změna tvaru tyčového dílu na speciálních strojích na ražení za studena, například hlavičky šroubů, šroubů, nýtů atd.Lisováním se vyrábí kovové slitiny (ocel různých jakostí, slitiny neželezných kovů i bimetalické) a nekovové materiály (textolit, lepenka, pryž, plsť). Podle druhu přířezů lze kovové materiály rozdělit na válcované (šířky nad 300 mm), pásky, plechy, pásy, drátěné a kruhové válcované výrobky (ve svitcích), tyče a válcované výrobky různých profilů. Nekovové materiály jsou obvykle dodávány ve formě plechů nebo pásů.
Prvotní obrobky získané práškovou metalurgií
Hlavními surovinami jsou prášky železa, niklu, kobaltu, molybdenu, wolframu a dalších kovů. Výrobky vznikají lisováním za studena v uzavřených formách s následným slinováním. Například vačkový hřídel motoru slinutý z prášku o délce 447 mm a hmotnosti 2,5 kg umožňuje nejen 75% úsporu hmotnosti oproti litině, ale také 7násobné zvýšení odolnosti hřídele proti opotřebení.
Metalokeramické materiály
. Při výrobě lze použít například bronzový grafit (85...88% mědi, 8...10% cínu, 3...5% grafitu).ložiska, ve kterých prakticky není žádné další mazivo. Existují antifrikční cermetové materiály na bázi mědi a železa. Vlastnosti hotových keramicko-kovových výrobků do značné míry závisí na hustotě briket lisovaných z prášku a rozložení hustoty po objemu. Brikety se lisují pod tlakem 2500...4000 Pa pro bronzový grafit a 4000...5000 Pa pro materiál sulfid železa. Slinování bronz-grafit se provádí 2...3 hodiny při teplotě 760...780 °C a materiál sulfidovaný železem - 1...1,5 hodiny při teplotě 1130...1150 °C . Složitost tvaru dílů určuje možnost jejich finálního lisování nebo nutnost dodatečného opracování po slinování, což do značné míry ovlivňuje produktivitu a cenu.V podmínkách hromadné a velkosériové výroby je ekonomicky výhodné získat polotovary, které se tvarem a velikostí nejvíce přibližují hotovým dílům. V tomto případě se náklady na polotovary zvyšují, ale množství obrábění se výrazně snižuje.
V podmínkách jednorázové a malosériové výroby jsou obrobky velikostí a tvarem daleko od hotové součásti, to znamená, že mají značné přídavky na obrábění. Z mnoha možných způsobů získání obrobku je nutné vybrat ten ekonomicky schůdný.
Konečný výběr metody je stanoven na základě výpočtů:
Otázky a úkoly pro sebeovládání
Ve strojírenství je obrobek běžně chápán jako polotovar dodávaný k obrábění, v důsledku čehož se mění v díl vhodný k montáži. Zadávací výroba stojí před úkolem získat polotovary s maximálním přiblížením se tvaru a rozměrům hotového dílu, aby se maximalizovala míra využití kovu, tzn. ponechat minimální potřebné přídavky pro řezání a snížit množství kovu přeměněného na třísky.
Hlavní způsoby získávání polotovarů jsou:
– zpracování kovů tlakem (plastická deformace);
- příjem polotovarů z válcovaných výrobků;
- získávání polotovarů svařováním.
§ 7.1 Slévárna
Slévárenství je obor strojírenství, který vyrábí polotovary nebo díly (odlitky) litím roztaveného kovu daného chemického složení do formy, jejíž dutina má konfiguraci odlitku. Zvažte některé metody odlévání.
Lití do zemních forem . Schéma lití zobrazené v zemi je znázorněno na Obr. 7.1. Obrázek označuje 1 - odlévání (výsledný obrobek), 2 - kanály pro lití roztaveného kovu, 3 - formovací písek, 4 - baňka (ocelový box na formovací písek), 5 - dělicí linka formy. Nejprve se vyrobí kovový nebo dřevěný model. Tento model se vloží do nevytvrzeného formovacího písku a obě poloviny formy se spojí. Tento proces se nazývá formování. Formovací písek sestává převážně z písku a vytvrditelné pryskyřice. Po vytvrzení formovacího písku se poloviny formy oddělí, model se vyjme, obě poloviny se znovu spojí a do vytvořené dutiny se kanálky nalije roztavený kov. Po ztuhnutí kovu se poloviny formy oddělí podél dělicí linie a odlitek se odstraní. Formovací písek se používá jednorázově, protože při sejmutí odlitku se forma láme a drolí. Pro získání nového odlitku je nutné přeformování. Model je opakovaně používán.
Rýže. 7.1 Odlévání zeminy
Odlévání do země je nejuniverzálnější a nejběžnější způsob odlévání. Používá se ve všech typech výroby (jednotková, sériová, hromadná výroba) a slouží k získávání odlitků různých hmotností a konfigurací z libovolných slévárenských slitin.
Investiční lití . Tato metoda je založena na použití modelů vyrobených z tavitelných materiálů, jako je vosk. Schéma metody je uvedeno na Obr. 7.2. Obrázek označuje 1 - model, 2 - plášť, 3 - kanály pro lití roztaveného kovu. Nejprve je vyroben tavitelný model. Poté je tento model pokryt vrstvou žáruvzdorných povlaků. Po vytvrzení skořepiny se roztavený kov nalije bez vyjmutí modelu. Při lití kovu se model okamžitě roztaví do tekutého stavu a je vytlačen ze skořepiny litým kovem. Po ztuhnutí kovu se skořepina zničí a zůstane odlitek požadované konfigurace.
Tímto způsobem lze získat odlitky o hmotnosti až 150 kg. Výhodou metody je absence dělicí čáry, vyšší přesnost a menší drsnost ve srovnání s litím do země.
Rýže. 7.2 Investiční lití 7.3 Lití do skořepinových forem
Odlévání do skořepinových forem . Schéma metody je uvedeno na Obr. 7.3. Obrázek označuje 1 - model, 2 - plášť, 3 - kanály pro lití roztaveného kovu, 4 - dělicí čáru formy. Nejprve se vyrobí kovový nebo dřevěný model, který se pokryje vrstvou žáruvzdorných barev a nátěrů na bázi fenolformaldehydových pryskyřic. Tloušťka povlaku je 5…15 mm. Po vytvrzení povlaku se získá skořápka. Vyřízne se podél dělicí čáry, model se odstraní a obě poloviny formy se znovu spojí. Vyučuje se skořepina, uvnitř které je vytvořena dutina požadované konfigurace. Do této skořepiny se nalije roztavený kov. Po ztuhnutí kovu se skořepina zničí a zůstane odlitek požadované konfigurace.
Tímto způsobem lze získat odlitky o hmotnosti až 150 kg. Výhodou metody je vyšší přesnost a nižší drsnost oproti lití do země. Model lze použít opakovaně.
Odlévání pod tlakem . Chladicí forma je kovová forma. Odlitky se získávají volným litím roztaveného kovu do formy. Schéma metody je uvedeno na Obr. 7.4. Obrázek ukazuje 1 - dutinu, 2 - díly formy, 3 - kanál pro lití roztaveného kovu, 4 - dělicí čáru formy. Před litím jsou vnitřní povrchy formy potaženy žáruvzdornými barvami a zahřáty na 300 ... 500ºС. Po ztuhnutí kovu se části formy oddělí a odlitek se odstraní.
Rýže. 7.4 Tlakové lití
Odolnost formy je 300 ... 500 odlitků. Rozměrová přesnost odlitku a kvalita povrchu jsou mnohem vyšší než při lití do země. Nevýhodou této metody je složitost výroby samotné formy. Proto se používá v sériové i hromadné výrobě.
§ 7.2 Získávání polotovarů metodami
tváření kovů
Zpracování tlakem nazýváme procesy získávání polotovarů a strojních součástí metodami plastické deformace materiálů. Tato deformace se provádí silovým působením odpovídajícího nástroje na původní obrobek vyrobený z plastu.
Kování . Vybavení - kovací buchary a lisy. Nástroj se nazývá kladivo. Může mít jiný tvar. Deformace původního obrobku se provádí nárazem nástroje. Kování spočívá ve střídání hlavních a pomocných operací. Mezi pomocné operace patří periodické zahřívání obrobku a výměna nástroje. Mezi hlavní operace patří:
1) tah je operace snižování výšky obrobku se zvětšením plochy průřezu;
2) protahování je operace zmenšování plochy průřezu obrobku se zvětšením jeho délky;
3) firmware je operace získávání dutin nebo děr v obrobku v důsledku přemístění kovu;
4) odříznutí je operace oddělení části obrobku podél otevřeného obrysu;
5) ohýbání je operace, která dává obrobku zakřivený tvar podél otevřeného obrysu.
Rýže. 7.5 Kování v opěrných zápustkách
Pro získání výkovků složitějšího tvaru se používají opěrné zápustky (obr. 7.5). Obrázek značí: 1 - kladivo (nástroj), 2 - výsledný obrobek, 3 - opěrné razítko. Na obrázku je i původní přířez jednoduchého válcového tvaru. Během procesu kování naráží kladivo na původní obrobek a provádí hlavní operace kování. Výsledkem je, že obrobek převezme konfiguraci opěrného nástroje. Navíc objem a hmotnost výchozího a výsledného obrobku jsou stejné.
Kování se používá ve všech typech výroby, zejména u velkorozměrových přířezů. Přesnost a kvalita povrchu obrobku po kování jsou nízké: 14 ... 17 kvalita, Ra 80.
Objemová ražba za tepla . Lisování se provádí na různých lisech. Razicí nástroj se nazývá razník. Razítko je určeno pro výrobu jednoho druhu obrobku nebo dílu. Skládá se ze dvou nebo tří částí: jedné pevné a pohyblivé. Pevná část se nazývá matrice, pohyblivá část se nazývá razník. Ve spojeném stavu tvoří díly raznice uzavřenou dutinu určité konfigurace. Schéma ražení je znázorněno na Obr. 7.6, kde: 1 - díly razítka, 2 - dutina, která je vyplněna lisovaným kovem, 3 - dělicí čára dílů razítka.
Rýže. 7.6 Objemová ražba za tepla
Jako výchozí polotovary pro ražení se berou jednoduché tvary: válcový, hranolový. Během procesu lisování se díly lisu spojí, kov původního obrobku se plasticky deformuje a převezme konfiguraci dutiny. V procesu lisování tak lze získat obrobky složité konfigurace s velkým přiblížením tvaru budoucí součásti. Navíc je objem výchozího a výsledného obrobku stejný.
Razítko je složitý a drahý nástroj. Zároveň se používá k získání jednoho druhu přířezů. Proto se ražba používá v sériové a hromadné výrobě, kdy raznice zpracovává velké dávky (stovky či tisíce kusů) stejných přířezů a náklady na razítko se rozdělí na všechny jí vyrobené přířezy. Výhody lisování: velké přiblížení tvaru obrobku tvaru budoucího dílu a tím i vysoký koeficient využití kovu při řezných operacích; vysoký výkon; vyšší přesnost a kvalita povrchu ve srovnání s operacemi kování. Přiblížení tvaru obrobku tvaru součásti snižuje počet řezných operací a tím snižuje náklady na obrábění.
§ 7.3 Příjem přířezů z válcování
Hutní průmysl vyrábí válcované výrobky různých profilů z různých jakostí materiálů. Na Obr. 7.7 ukazuje některé druhy válcovaných výrobků: a) tyč je válcovaný výrobek kruhového průřezu různých průměrů; průměr d tyčí je regulována, délka dodávaných tyčí není regulována a může být různá: 4 metry, 6 metrů nebo více.
b) válcovaný šestihranný průřez; nastavitelná velikost šestihranu S, průměr kružnice opsané D je referenční velikost.
c) válcování trubek; regulovaný vnější průměr D a vnitřní průměr d.
d) válcované výrobky čtvercového nebo obdélníkového průřezu; velikost je regulována A.
e) plech; tloušťka plechu je regulována S, délka A a šířku b plech může být jiný, obvykle ne menší než 1500 mm.
Rýže. 7.7 Profily pronájmu
Existuje i tvarová ocel složitějšího průřezu. Kov se dodává do strojírenských podniků ve velkém množství. Svinutá délka může být různá, obvykle od 4 do 9 metrů. Pro získání konkrétního obrobku se z válcovaných výrobků požadovaného průřezu a rozměrů odřízne kus požadované délky. Například je nutné získat kulatý polotovar o průměru 25 mm a délce 100 mm. K tomu se odebere tyč o průměru 25 mm a z ní se odřízne obrobek o délce 100 mm, který se pak přivádí k obrábění. Pro řezání kovu se používají různé metody: řezání kotoučovou nebo pásovou pilou, řezání brusným kotoučem, řezání plamenem, řezání plazmou, řezání gilotinovými nůžkami atd.
Válcované polotovary mají jednoduchý tvar. Nejsou na nich prováděny žádné dodatečné pořizovací operace, proto jsou výrazně levnější než výlisky. Takový polotovar ale většinou není tvarově podobný budoucímu dílu. Díl je proto kompletně vyráběn řeznými metodami, což vede ke zvýšení počtu řezných operací, snížení míry využití kovu a v důsledku toho ke zvýšení nákladů na obrábění. Válcované polotovary se používají v jednorázové a malosériové výrobě v případech, kdy není ekonomicky výhodné vyrobit drahý razník a trávit čas přípravou výroby.
§ 7.4 Svařované polotovary
Svařování je technologický proces získávání nerozebíratelných spojů z kovů, slitin a dalších homogenních a nehomogenních materiálů v důsledku tvorby atomárně-molekulárních vazeb mezi částicemi spojovaných materiálů. Válcované a lité výrobky lze použít jako výchozí polotovary pro svařování. Původní obrobky jsou vzájemně spojeny a svařeny. V důsledku toho může mít svařovaný obrobek velmi složitou konfiguraci s relativně jednoduchou a pracně náročnou výrobní technologií.
Kvůli nerovnoměrným teplotním polím při svařování a chlazení mají svařované polotovary vnitřní pnutí. Proto, aby se uvolnilo pnutí, musí být kritické obrobky žíhány. Vzhledem k nízké pracnosti a všestrannosti se svařování používá ve všech typech výroby. Například v jediném - získat polotovary pro části těla; sériově nebo hromadně - pro spojování velkých a malých obrobků, pro připevnění různých držáků, oušek k základní části.
§ 7.5 Závěrečné operace výroby nákupu
Mezi finální operace v zásadě patří čištění obrobků od zbytků formovacího písku, připálenin, okují a také odstraňování otřepů a vtoků (přebytečného kovu na obrobku). K tomuto účelu se používá pískování, brokování, omílání a moření.
Pískování - jedná se o čištění obrobku proudem písku přiváděným stlačeným vzduchem. Zrnka písku letící vysokou rychlostí srážejí z obrobku zbytky formovacího písku, nečistoty, okuje a zanechávají téměř čistý kovový povrch. Při tryskání se místo písku používají ocelové nebo skleněné broky (malé kuličky).
galtovka používá se pro malé a střední obrobky. Sochory a písek nebo broky se nasypou do bubnu, který se začne otáčet různými směry. V důsledku toho jsou polotovary v bubnu vyčištěny.
Leptání - jedná se o čištění obrobků kyselinou (u oceli a litiny) nebo zásadou (u hliníku). Jedná se o nejkvalitnější, ale nákladný způsob čištění.
Otázky pro sebeovládání
1) Co je podstatou procesů odlévání?
2) Jak získáte formu při lití do země?
3) Z jakých materiálů se vyrábí model ve vytavitelném lití?
4) V jakých procesech lití je model znovu použit?
5) Jaká je nejuniverzálnější metoda lití?
6) Při jakém způsobu odlévání se forma používá opakovaně?
7) Uveďte definici pojmu "chladová plíseň"?
8) Co je podstatou metod tváření kovů?
9) Jaké jsou hlavní operace kování?
10) Kolik různých konfigurací přířezů nebo dílů lze získat pomocí jednoho razítka?
11) Jak moc se změní objem kovu při tlakové úpravě?
12) Při jakých typech výroby je vhodné používat výkovky? Proč?
13) Jaké znáte profily pronájmu?
14) Jaké jsou výhody válcovaných polotovarů?
15) Jak získat polotovar z půjčovny?
16) Jaké jsou výhody svařovaných přířezů?
17) Co se používá jako výchozí polotovary pro svařované polotovary?
18) Jaké jsou způsoby čištění polotovarů?
19) Podstata pískování?
20) Podstata omílání?
