Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 249
Скачиваний: 0
- легированные стали, например 15ХГН2ТА, 38ХА, 45Х, ЗОХГСА - Ш, 38Х2Ю, 40ХМФА (буква А - высококачественная, буква Ш через тире - особовысококачественная, Г - марганец, М - молибден, Н - никель, С - кремний, Т - титан, Ф - ванадий, X - хром, Ю - алюминий, первые 2 цифры - содержание углерода в сотых долях процента, цифра после букв - содер жание легирующего элемента в целых единицах, отсутствие цифры означает содержание элемента до 1,5 %);
- сплавы алюминиевые литейные, например АЛ1, АЛ2, АЛ6, АЛ8, АЛ21 (цифра указывает условный номер основы - основного компонента Mg, Си, Si или Zn);
- магниевые литейные сплавы, например МЛЗ, МЛ4, МЛ8, МЛ 12,
МЛ19;
- литейные латуни, например Лц40С, Лц40Мц1.5, ЛМцЖ55-3-1, ЛК80-ЗЛ;
- литейные бронзы, например БрА9Мц2Л, БрА9ЖЗЛ, БрСЗО. Рассмотрим методы получения отливок. Характеристики заготовок
приведены в 'габл. 6.1.
Метод литья в песчано-глинистые формы применяют для всех литей ных сплавов, типов производств, заготовок любых масс, конфигураций и га баритов. В общем объеме производства отливок литьем в песчано-глинистые формы получают 80 % всех отливок. Метод отличается большим грузопото ком формовочных материалов, большими припусками на механическую об работку, в стружку уходит 15 - 25 % металла от массы заготовки.
Литьем в оболочковые формы получают заготовки сложной конфигу рации. Часть поверхностей заготовки не требует механической обработки, остаточные напряжения в отливке незначительные. Расход формовочных ма териалов меньше в 10 - 20 раз, чем при литье в песчано-глинистые формы. В то же время работа с горячими металлическими моделями представляет оп ределенную сложность, является дорогой.
Литьем по выплавляемым моделям изготовляют сложные и точные за готовки из труднодеформируемых и труднообрабатываемых сплавов с высо кой температурой плавления. Этот метод отличается самым длительным и трудоемким ТП среди всех методов литья. Экономичность метода достигает ся правильно выбранной номенклатурой отливок, особенно когда требования к шероховатости поверхности и точности размеров могут быть обеспечены в литом состоянии и необходима механическая обработка только сопрягаемых поверхностей. Применение заготовок, полученных литьем по выплавляемым моделям, вместо штампованных снижает расход металла до 55 - 75 %, трудо емкость механической обработки - до 60 %.
Характеристики заготовок
Метод получения |
Масса, т или диа |
Квалитет |
Шерохова |
|
метр, мм |
точности |
т о с т ь м х м |
1 |
2 |
3 |
4 |
Единичное и мелкосерийное производство |
|||
Литье в песчаную смесь |
До 200 т |
1 5 -1 7 |
2 0 -8 0 |
при ручной формовке |
|||
Литье по газифицируе |
До 15 т |
11 - 12 |
2 ,5 -1 0 |
мым моделям |
|||
Ковка на прессах и мо |
До 350 т |
15 -16 |
До 80 |
лотах |
|||
Ковка на молотах в под |
До 0,15 т |
|
|
кладных штампах |
15 |
До 40 |
|
Прокат стальной горяче |
|
|
|
катаный: |
До 250 мм |
1 2 -1 4 |
|
круглый |
|
||
квадратный |
Сторона квадрата |
|
|
шестигранный |
до 200 мм |
|
|
До 100 мм |
|
|
|
полоса |
Толщина до 60 мм |
|
|
трубный |
ширина до 200 мм |
|
|
|
|
|
|
Прокат стальной холод |
|
9 - 1 2 |
|
нотянутый, профили те |
|
|
|
же |
|
|
|
Прокат алюминиевый: |
До 300 мм |
|
|
без термообработки |
|
|
|
термообработанный |
До 100 мм |
|
|
Прокат латунный |
До 160 мм |
|
|
Прокат бронзовый |
1 |
|
|
|
Среднесерийное производство |
Материал
5
Чугун, сталь, цветные сплавы
Любые сплавы Углеродистые и легированные стали I Углеродистые и легированные стали
Сталь
Сталь
Алюминиевый
сплав
Латунь
Литье в песчаную смесь |
|
|
|
Чугун, сталь, |
при машинной формов |
До Ют |
14-17 |
5 - 2 0 |
цветные сплавы |
ке |
|
|
|
|
Литье в оболочковые |
|
|
|
Чугун, сталь, |
формы: |
|
14 |
|
|
песчано-смоляные |
До 0,15 т |
10 -25 |
цветные сплавы |
|
химически твердеющие |
До 0,2 т |
14 |
2 ,5 -1 0 |
Чугун, сталь, |
Литье в цементные, гра |
|
|
|
|
фитовые формы |
ДоЗОт |
1 2 -14 |
2 0 -8 0 |
цветные сплавы |
Литье по выплавляемым |
До 0,15 т |
|
|
Высоколегиро |
моделям |
12 -15 |
2 ,5 -2 0 |
ванные стали |
|
Литье по растворяемым |
|
|
2 ,5 -1 0 |
Титан, жаро |
моделям |
До 0,15 т |
1 1 -1 2 |
прочные стали |
|
|
|
|
|
Чугун, сталь, |
Литье в кокиль |
Д о7т |
12 -15 |
2 ,5 -4 0 |
цветные сплавы |
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
Центробежное литье |
|
До 1 т |
14 |
1 0 -4 0 |
|
Штампоока жидких спла |
|
|
|
|
|
вов |
|
До 0,3 т |
12 |
3,2 -12,5 |
|
Ковка на машинах с ради |
|
|
|
2 0 -4 0 |
|
альным обжатием |
|
До 0,5 т |
8 - 9 |
||
Штамповка на ГТСМ |
|
До 0,015 т |
14 |
2 0 -8 0 |
|
Штамповка на прессах и |
|
|
15 |
|
00 о |
молотах |
I |
До 0,4 т |
ю о |
||
Прокат периодический |
| |
|
|
1 |
|
к К ушносерийное и массовое производство |
|||||
Литье в песчаную смесь |
|
|
15 |
1 5 -2 0 |
|
при машинной формовке |
|
До 5 т |
|||
Литье о оболочкоиые пес |
|
До 0,15 т |
14 |
1 0 -2 5 |
|
чано-смоляные формы |
|
||||
Литье в кокиль |
|
До 7 т |
1 2 -1 5 |
2 ,5 -4 0 |
|
Литье под давлением |
|
До 0,1 г |
12 —14 |
0,6 3 -3 0 |
|
Центробежное литье |
|
До 1 т |
14 |
1 0 -4 0 |
|
Штамповка жидких спла |
|
|
12 |
|
|
вов |
|
До 0,3 т |
ЗЛ -12,5 |
||
Штамповка на прессах и |
|
До 0,4 т |
15 |
0 -8 0 4 |
|
молотах |
|
||||
Штамповка на ГКМ |
|
До 0,015 т |
14 |
2 0 -8 0 |
|
| Прокат специальный |
|
До 25 мм |
12 |
1 ,2 5 -5 |
5 Чугун, сталь, цвет ные сплавы
Цветные сплавы Углеродистые, ле гированные стали, цветные сплавы Углеродистые, ле гированные стали, цветные сплавы Углеродистые и ле гированные стали
Чугун, сталь, цвет ные сплавы Чугун, сталь, цвет ные сплавы Чугун, сталь, цвет ные сплавы Цветные сплавы Чугун, сталь, цвет ные сплавы
Цветные сплавы Углеродистые и ле гированные стали Углеродистые, ле гированные стали, цветные сплавы Углеродистые и ле гированные стали
Литье в металлические Формы (кокиль) характеризуется многократ ным применением формы. Особенностью метода является большая интен сивность теплообмена между отливкой и формой. Быстрое охлаждение рас плава снижает жидкотекучесть, поэтому стенки заготовки должны быть тол стыми: для алюминиевых и магниевых сплавов не менее 3 мм, для чугуна и стали не менее 8 мм. Металл отливки имеет мелкозернистую структуру, его физико-механические параметры на 15 - 30 % выше, чем у металла песчаных отливок. Метод полностью устраняет пригар, увеличивает выход годных за готовок до 75 - 95 %. Процесс исключает трудоемкие операции формовки, сборки и выбивки форм, легче автоматизируется. Для отливок характерно наличие дефектов: деформаций, трещин, газовой пористости.
Литье под давлением обеспечивает получение заготовок, близких по форме к готовой детали, с высокой точностью и шероховатостью поверхно-
156
сти. Этим методом производят сложные тонкостенные отливки из сплавов с низкой температурой плавления на основе цинка, олова и свинца, цветных сплавов на основе меди, алюминия и магния. Сочетание в процессе литья ме таллической формы и давления на жидкий металл позволяет получать отлив ки с прочностью на 15 - 20 % большей, чем при литье в песчано-глинистые формы. Механической обработке подвергают только посадочные места и по верхности сопряжения. Основными преимуществами метода являются полу чение отливок с толщиной стенок менее 1 мм и возможность автоматизации процесса. Метод требует применения дорогих пресс-форм, изготовляемых по 6 - 8-му квалитетам.
При центробежном литье жидкий металл заливают во вращающуюся литейную форму. Она вращается в течение всего времени кристаллизации металла отливки. При л ом металл цензробежноЙ силой прижимаемся к сченкам формы, что обеспечивает получение плотных, с повышенной прочностью отливок, так как газы и шлак, обладающие меньшей плотностью, в результате сепарации вытесняются во внутренние полости отливки и затем их удаляют механической обработкой. Этот метод применяют при изготовлении отливок, имеющих форму тела вращения. Использование высокопроизводительных установок, отсутствие стержней намного повышают производительность труда, а отсутствие литниковой системы и прибылей экономит металл. Этот метод позволяет получать двухслойные (биметаллические) отливки, пооче редно заливая форму различными сплавами.
Штамповка жидкого металла - разновидность литья под давлением. Сущность метода состоит в том, что жидкий металл подается в металличе скую форму, где под давлением пуансона происходит его уплотнение. Метод позволяет получать тонкостенные заготовки корпусов, фланцев из цветных и черных металлов. При этом благодаря кристаллизации в условиях всесторон него сжатия устраняются газовые и усадочные раковины. Коэффициент ис пользования металла достигает 0,9 - 0,93.
Обработка давлением
Получение заготовок деталей при обработке давлением достигается пластическим перемещением (сдвигом) частиц металла. Наибольшей пла стичностью обладают чистые металлы. Сплавы в виде твердых растворов обычно более пластичны, чем сплавы, образующие химические соединения. Компоненты сплава также влияют на его пластичность. С повышением со держания углерода в стали пластичность уменьшается. При содержании уг лерода свыше 1,5 % сталь с трудом поддается ковке. Кремний, хром и вольф рам понижают, а никель и ванадий повышают пластичность стали.
Из цветных сплавов наиболее часто применяются следующие: -сплавы алюминиевые деформируемые, например АДО, АД1, АД,
ММ, АМц, Д12, АМг1, АМгб, АД31, В65, АК4; -деформируемые латуни, например Л63, ЛС59-1, ЛЖС58-1-1,
ЛМц58-2, ЛАЖ60-1-1;
-деформируемые бронзы, например БрА5, БрАМц-9-2, БрАЖ9-4,
БрБМП Л БрКД1.
Основными видами обработки давлением являются ковка, горячая объемная штамповка, холодная штамповка, прокатка, комбинированные ме
тоды, метод порошковой металлургии.
Ковка _ процесс деформирования нагретой заготовки между бойками молота или^ресса. Изменение формы и размеров заготовки достигается по следовательным воздействием бойков на различные участки заготовки. Ков кой получают заготовки массой от 0,1 кг до 350 т. Для уменьшения расхода металла при ковке заготовок партиями 30 - 50 шт. применяют кольца и под кладные штампы в зависимости от конфигурации детали. Это делает воз можным сокращение расхода металла на 1 5 - 2 0 %. Ковка имеет ряд пре имуществ. Она позволяет получать крупногабаритные заготовки последова тельным деформированием отдельных ее участков. В процессе ковки улуч шаются физико-механические свойства материала, особенно ударная вяз кость. Основными операциями ковки являются: осадка, протяжка, прошивка, рубка, гибка, закручивание.
Горячая объемная штамповка - процесс изготовления поковок в штампах, при котором течение нагретого металла в стороны во время дефор мирования ограничено поверхностями отдельных частей штампа. По сравне нию с ковкой объемная штамповка обеспечивает большую производитель ность (в 50 - 100 раз), большую однородность и точность поковок, благодаря чему уменьшается потеря металла в стружку, возможность получения поко вок сложной формы, высокое качество поверхности. К недостаткам ее отно сятся: сложность и дороговизна инструмента - штампа, ограниченность мас сы поковок (0,3 - 100 кг), так как усилия деформирования при штамповке выше, чем при ковке.
Различают объемную штамповку в открытых или закрытых штампах, а также в штампах для выдавливания. В зависимости от применяемого обо рудования выделяют штамповку на молотах, прессах, горизонтально ковочных машинах (ТКМ), на специальных машинах.
Штамповка выдавливанием является прогрессивным процессом объ емной штамповки. Метод обеспечивает снижение расхода металла на 30 %, точность размеров, соответствующую 12-му квалитету, плотную микро структуру, низкую шероховатость. Штамповку выдавливанием часто ведут на ГКМ, при этом материал заготовки может находиться как в горячем, так и в холодном состоянии. Недостатками метода являются высокая энергоем кость и низкая стойкость штампов.
Холодную штамповку подразделяют на объемную и листовую. Объ емной штамповкой получают заготовки с высокими физико-механическими свойствами благодаря холодному течению металла в штампе. Точность раз меров соответствует 12 - 15-му квалитетам, шероховатость Ra до 5 - 10 мкм. Основные виды холодной объемной штамповки: выдавливание, высадка, формовка и калибровка (чеканка).