Тех.маш.Ч

Рис. 1.4. Литьё под давлением:

1 – подвижная часть пресс-формы, 2 – выпор, 3 – металлический стержень, 4 – камера сжатия, 5 – заливочный ковш, 6 – поршень,создающий давление, 7 – отливка, 8 – литники

Недостатки метода: сложная конструкция машины, высокая стоимость прессформ.

3.6. Центробежное литьё

Центробежное литъё применяется для получения заготовок деталей, имеющих ось вращения, а также мелких точных тонкостенных фасонных отливок.

Хорошая наполняемость формы металлом обеспечивается за счёт действия центробежных сил. Формы под литьё, перед заливкой, приводятся во вращение на машинах с горизонтальной или вертикальной осью вращения, и вращаются до полного остывания заготовки (рис. 1.5.).

Достоинство метода: более равномерная структура отливки по глубине, отсутствуют внутренние полости и раковины, что улучшает эксплуатационные показатели.

Недостатки метода: сложные конструкции машин и высокая стоимость изготовления отливок.

Точность отливок – до 14 квалитета, шероховатость – Ra = 20–80 мкм. Данный метод позволяет получать биметаллические заготовки.

11

Рис. 1.5. Центробежное литьё:

1 – заливочный ковш; 2 – форма; 3 – радиальные каналы; 4 – отливка; 5 – песчаный стержень; 6 – лоток

3.7. Литьё в вакуумных печах

Литьё в вакуумных печах применяется для получения небольших заготовок простой формы (кольца, втулки) из алюминиевых и медных сплавов с содержанием титана, которые быстро окисляются на воздухе (рис. 1.6).

Данный метод позволяет исключить появление на поверхности отливки погрешностей в виде пористости и газовых раковин из-за отсутствия воздействия внешней среды.

12

Рис. 1.6. Литьё вакуумным всасыванием:

1 – ванна с расплавом;2 – патрубок; 3 – водоохлаждаемая металлическая форма;4 – керамическая заглушка; 5 – отливка

3.8. Литьё непрерывным способом

Литъё непрерывным способом применяется для получения длинных заготовок (несколько десятков метров в длину) в виде прутков и труб различного профиля поперечного сечения (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Непрерывное литьё:1 – тянущие валки; 2 – водоохлаждаемая изложница; 3 – охлаждаемый стержень; 4 – тигель; 5 – резак

13

Жидкий металл из металлоприёмника поступает в горизонтальный или вертикальный графитовый кристаллизатор – изложницу, которая постоянно охлаждается водой. Форма поперечного сечения отливки формируется в кристаллизаторе, а длина отливки обеспечивается тянущими валками.

Точность отлитых заготовок ниже, чем у периодического проката и достигает 10 квалитета.

4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОКОВОК

4.1. Штамповка на молотах

Технология штамповки на молотах основана на динамическом воздействии на заготовку удара падающих частей молота (поршня, штока, бабы, верхнего штампа). Вес движущихся частей молота определяет его мощность. При штамповке на молоте можно регулировать силу и частоту ударов, при этом за счёт больших скоростей деформирования металла обеспечивается однородная качественная структура заготовки. На молотах штампуются поковки сложных конструкций с элементами протягивания (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Поковки, штампуемые на молотах

Штамповка может осуществляться как на одноручьевых, так и на многоручьевых штампах. Сложные поковки штампуются в несколько переходов, последовательно приближая заготовку к окончательной форме, которая придаётся ей в последнем ручье.

Достоинство метода многоручьевой штамповки в максимальном приближении формы заготовки к форме готовой детали, что позволяет значительно уменьшить припуск, снимаемый на последующих операциях механической обработки, а некоторые поверхности получать окончательно уже на заготовительной операции.

Недостатком данного метода является высокая стоимость изготовления штампов, потеря точности при их износе и невозможность восстановления изношенных гравюр и зеркал штампов.

14

4.2. Штамповка на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП)

Технология штамповки на КГШП основана на статическом безударном действии кривошипно-шатунного механизма на заготовку, при этом возможно получение различных по форме поковок(рис. 1.9).

Рис. 1.9. Типовые поковки, изготовляемые выдавливанием

Жесткий ход ползуна, равный удвоенному радиусу кривошипа, позволяет осуществлять штамповку за один рабочий ход. Но металл плохо заполняет рельеф ручья штампа (особенно его верхнюю половину), поэтому требуется большое число переходов, а при штамповке поковок сложной формы необходимо использование предварительно профилированной заготовки.

На КГШП можно штамповать все типы поковок, а также осуществлять штамповку выдавливанием.

Преимущество КГШП перед молотами:

–производительность выше в 2–3 раза;

–возможность получения более точных поковок по высоте и смещению штам-

пов;

–уменьшение припусков на дальнейшую механическую обработку из-за меньших штамповочных уклонов;

–процесс поддается механизация и автоматизации.

Недостатки КГШП:

–стоимость КГШП в несколько раз выше стоимости эквивалентного по мощности молота;

–малая скорость деформирования металла и плохое заполнения ручьёв штампа требует большого количества переходов, что ведёт к удорожанию процесса;

–заготовку после нагрева необходимо очищать от окалины, т.к. процесс безударный и окалина не отлетает от поверхности заготовки при штамповке.

15

4.3. Штамповка на горизонтально-ковочной машине (ГКМ)

Технология штамповки на ГКМ применяется для получения поковок высадкой

ипрошивкой (рис. 1.10).

1.Поковки с одним утолщением на конце или на участке по длине стержня

2.Поковки типа колец простой конфигурации

3.Поковки типа втулок

4.Поковки со сложным наружным контуром

5.Поковки с глухой прошивкой

Рис.1.10. Типовые поковки, изготовляемые на ГКМ

Высадка и прошивка поковок осуществляется как из пруткового материала и труб, так и из штучной заготовки на горизонтальном кривошипном прессе, дополненном боковым механизмом для перемещения одной из половин разъёмной матрицы. Жесткий ход и конструкция штампов с двумя плоскостями разъёма позволяют получать поковки без заусенцев и штамповочных уклонов, с точными размерами, однородной структурой металла.

Достоинства ГКМ:

–высокая производительность (по сравнению с молотами и КГШП);

–возможность получения поковок сложной формы;

–экономия металла из-за малых уклонов штампов и отсутствия заусенец. Недостатки ГКМ:

–высокая стоимость из-за сложной конструкции штампов;

–быстрый износ штампов.

16

4.4. Штамповка на ковочных вальцах

Данный метод применяется как для предварительного профилирования заготовок с последующей штамповкой на молотах и прессах, так и для получения окончательно готовых заготовок под последующую механическую обработку.

Штамповка осуществляется секторными штампами с ручьями, закреплёнными на валках, вращающихся навстречу друг другу. Нагретая прутковая заготовка подаётся в ручей, и при повороте валков заготовка обжимается по форме ручья и выталкивается обратно (рис. 1.11).

а)

б)

Рис. 1.11. Схема вальцовки на консольных ковочных вальцах (а) и типовые поковки (б): 1 – валки; 2 – штампы-секторы; 3 – заготовка

4.5. Штамповка на обжимных ковочных машинах.

Технология процесса обжатия и вытяжки прутковой и трубной заготовок заключается в деформации поверхностей заготовки по её периметру двумя или четырьмя радиально сходящимися бойками. Бойки, одновременно с профилированием заготовки, совершают вращение вокруг её оси. Обработка возможна в холодном и нагретом состоянии заготовки, при этом обеспечивается высокая точность и равномерная упрочненная структура поверхностного слоя (рис. 1.12).

17

а)

б)

Рис. 1.12. Схема профилирования на обжимной ковочной машине (а)

и типовые поковки (б): 1 – бойки; 2 – обрабатываемая заготовка; 3 – клещевой захват

4.6. Штамповка на высокоскоростных штамповочных молотах.

Высокоскоростные штамповочные молоты за счёт ускоренного разгона ударных частей давлением газа (воздуха) или другими энергоносителями развивают к началу рабочего хода скорость движения рабочего инструмента до 20–50 м/с против 5–8 м/с у обычных паровоздушных молотов. За счёт этого создаются благоприятные условия для штамповки поковок из трудно деформируемых сплавов с тонкими быстро остывающими ребрами, стенками и отростками (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Типовые поковки, изготавливаемые на высокоскоростных штамповочных молотах

Штамповка осуществляется, как правило, за один удар. Однако, наряду с достоинствами, эти молоты уступают паровоздушным молотам в универсальности и возможности многоручьевой штамповкой, менее производительны и сложны в обслуживании.

4.7. Штамповка жидкого металла

Технологический процесс штамповки жидкого металла сочетает элементы литья и обработки пластическим деформированием (рис. 1.14).

18

а)

б)

в)

г)

Рис. 1.14. Штамповка жидкого металла:

а) чертеж изделия; б) разливка расплава; в) штамповка; г) изделие; 1 – разъёмная матрица; 2 – пуансон

Технология включает следующие операции: плавление металла в специальной печи; дозированная разливка расплава в ручей штампа, установленного на прессе; сжатие кристаллизирующегося сплава; извлечение изделия; подготовка к следующей заливке. Достоинства: небольшие усилия штамповки; экономия металла; возможность получения тонкостенных изделий; малые припуски.

4.8. Холодная штамповка

Холодная штамповка высадкой и выдавливанием (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Переходы штамповки винта на холодновысадочном автомате: 1 – заготовка; 2 – предварительная высадка; 3 – высадка головки;4 – накатка резьбы

Выдавливание осуществляется на пресс-автоматах, при этом получаются заготовки и детали стержневого типа, осе симметричные сплошные и полые (толкатели, фигурные втулки). Высадка выполняется на холодновысадочных автоматах из прутка или проволоки. Получаются детали с местным утолщением сплошные и с отверстиями (заклепками, болты, винты, гайки).

Все переходы штамповки выполняются автоматически.

19

Холодная штамповка раскаткой и прокаткой используется для получения заготовок тел вращения (колёса, кольца подшипников качения) и зубчатых, шлицевых, резьбовых поверхностей (рис. 1.16, а).

а)

б)

Рис. 1.16. Схема накатки винтов (а) и зубчатых колес (б): 1 – валки; 2 – винт; 3 – колесо; 4 – зажим

Винтовые резьбы накатываются на станах с валками, имеющими негативную нарезку по отношению к изделию, зубчатые колеса – на зубонакатных станках (рис. 1.16, б), вагонные колеса и кольца обрабатываются на раскатных станахавтоматах.

4.9. Порошковое прессование

При порошковом прессовании исходное сырьё в виде порошка железа, меди, никеля, хрома, кобальта, вольфрама, олова, серебра и других металлов прессуется в холодном или горячем состоянии и спекается. Этот метод обеспечивает точность размеров детали и шероховатость поверхностей, позволяющих исключить механическую обработку или свести ее к минимуму.

Достоинства технологии получения порошковых изделий:

–возможность осуществления безотходной технологии;

–низкая себестоимость изделий;

–возможность создания псевдосплавов из не сплавляющихся металлов (медьвольфрам, серебро-вольфрам и др.), обладающих особыми электромагнитными свойствами;

–возможность получения изделий с высокими эксплуатационными (жаростойкость, износостойкость) и специальными (пористость – фильтры, антифрикционность – подшипники скольжения) свойствами.

Недостатками порошковых изделий является ограниченность размеров и относительно простая форма, что обусловлено спецификой формирования порошков. Использование порошковых изделий в качестве деталей машин ограничивается наличием остаточной пористости, не позволяющей в некоторых случаях по-

20