Заготовки, получаемые обработкой давлением

Лекция 10. Заготовки для деталей машин

10.1 Методы получения заготовок: литьем, давлением, прокат, комбинированные заготовки, заготовки из пластмасс и металлокерамики.

10.2 Выбор способа получения заготовок.

10.3 Предварительная обработка заготовок.

Методы получения заготовок

Для изготовления деталей машин применяют заготовки, получаемые литьем, обработкой давлением (поковки, штамповки), заготовки из сортового материала и получаемые комбинированным методом. Используя также заготовки из металлокерамики и неметаллов (пластмасс, резины и др).

От правильного выбора заготовки в значительной мере зависят общая трудоемкость и себестоимость изготовления детали. На выбор вида заготовки и метода ее получения влияют материал детали, ее размеры и конструктивные нормы, годовой выпуск деталей и другие факторы.

Литые заготовки

Литые заготовки применяются для деталей типа корпусов, рам, кронштейнов, некоторых видов рычагов и других деталей сложной формы. Ниже приведена характеристика наиболее распространенных видов литых заготовок.

1. Отливки в земляные Формы по деревянным моделям или шаблонам при ручной формовке. Точность размеров регламентирована по ГОСТ 1855-55 для чугуна II по ГОСТ 2009-55 для стали. Шероховатость поверхности Rz=320-160 мкм материал – чугун, сталь, сплавы цветных металлов. Применяются в единичном и мелкосерийных производствах с широким диапазоном размеров и массы.

2. Отливки в землю при машинной формовке по деревянным моделям, а также и по металлическим моделям. Точность размеров регламентирована по ГОСТ 1855-55 и 2009-55. Шероховатость Rz= 320-160 .мкм. Материалы – чугун, сталь и сплавы цветных металлов. Применяются в серийных производствах для отливок массой до 10 тонн.

3. Литье в оболочковые формы (песчано-смоляные, химически твердеющие и др.). Точность размеров – 12-14 квалитеты. Шероховатость Rz=320 – 40 мкм. Материалы – сталь, чугун, цветные сплавы. Применяются в крупносерийных и массовых производствах для фасонных отливок массой до 0,15 т.

4. Отливки по выплавляемым моделям. Точность размеров соответствует 12-15 квалитетам. Шероховатость Rz=160 – 20 мкм. Материалы – сталь, труднообрабатываемые сплавы. Примеряются в серийных и массовых производствах для заготовок сложной формы массой до 0,15 т.

5. Отливки в кокиль (металлическую форму). Точность размеров соответствует 12 - 15 квалитетам. ШероховатостьRz= 160. - 80 мкм. Материал – чугун, сталь, сплавы цветных металлов. Применяются в серийных и массовых производствах для отливок сложной формы массой 0,25 - 7 т.

6. Литье под давлением. Точность размеров по 10 - 12 квалитетам. Шероховатость Rz=80-20 мкм. Материалы – сплавы цветных металлов. Применяется в крупносерийном и массовом производствах для получения отливок сложной формы массой до 0,1 т.

7. Центробежное литье. Точность размеров по 12 - 14 квалитетам. Шероховатость Rz= 40-20 мкм. Материалы - чугун, сталь, бронза и другие сплавы. Применяется в серийном и массовом произ­водстве для отливок в виде тел вращения массой 0,01-1 т.

Из рассмотренных методов наиболее высокий коэффициент использования металла (0,9 и выше) обеспечивают метода 4 и 7. Хороший коэффициент использования металла (0,8 - 0,9) получают применением методов 3 и 6. Метода 2 и 5 в настоящее время хорошо механизированы, а метода 3, 4, 6 и 7 частично или полностью автоматизированы.

Заготовки, получаемые обработкой давлением

К методом получения исходных заготовок обработкой давлением относится свободная ковка, горячая штамповка и холодная штамповка. Механические свойства кованых и штампованных заготовок выше свойств заготовок, получаемых литьем. Ниже приведены наиболее распространенные метода ковки и штамповки заготовок из углеродистых и легированных сталей и специальных сплавов.

1. Ковка на молотах и прессах. Точность размеров по ГОСТ 7829-70 (на молотах) и по ГОСТ 7062-67 (на прессах). Шероховатость Rz = 320 мкм. Применяется в единичном и мелкосерийное производствах для заготовок простой конфигурации массой до 250 т.

2. Ковка на молотах и в подкладных штампах и кольцах, точность размеров по ГОСТ 7828-70. Шероховатость - до Rz = 320 мкм. Заменяется в мелкосерийном производстве для заготовок с конфигурацией средней сложности, и массой 0,01 т и более.

3. Ковка на радиалъно-ковочных машинах:

- горячая ковка для диаметров свыше 50 мм; точность размеров-до 0,6 мм; шероховатость до Rz = 320 мкм;

- холодная ковка для диаметров до 50 мм; точность размеров до 0,04 – 0,4 мм; шероховатость до Rz = 6,3 мкм.

Применяется в серийном производстве для заготовок в виде ступенчатых валов (тел вращения) диаметром до 90 мм.

4. Штамповка на молотах и прессах (облойная). Для стальных поковок точность регламентируется по ГОСТ 7505-74. Шероховатость Rz = 320 – 80 мкм. В серийном и массовом производстве метод применяется для заготовок массой до 0,2 т.

5. Горячая штамповка в закрытых штампах (безоблойная). Точность размеров регламентируется по ГОСТ 7505-74. Шероховатость Rz. = 320 – 80 мкм. Применяется в крупносерийном и массовом производстве для заготовок простой формы массой до 0,015 т.

6. Штамповка с последующей калибровкой. Достигаемая точность 0,05 – 0,1 мкм. Шероховатость Rz =40-10 мкм. Применяется в серийном и массовом производстве для заготовок с площадью калибруемой поверхности 2,5 – 80 см².

7. Штамповка с высадкой на горизонтально-ковочных машинах. Достигаемая точность – 9-11 квалитеты. Шероховатость Rz = 20-6,3 мкм. Применяется в серийном и массовом производстве при изготовлении крепежных деталей, мелких: ступенчатых валиков, пальцев диаметром 1-30 мм.

8. Волочение прутков. Достигается точность 0,05 – 0,1 мм. Шероховатость Rz= 20–6,3 мкм. Применяется для мелких заготовок. Производство серийное и массовое.

Из рассмотренных методов наиболее высокий коэффициент использования металла (примерно 0,9) обеспечивают методы 7 и особенно 8.

Эти же методы наиболее автоматизированы. При изготовлении деталей из высокопрочных и жаропрочных листовых материалов толщиной до 6 мм и размером до 2 м в серийном производстве эффективны гидровзрывная и электрогидравлическая штамповки. Точность полученного профиля заготовки при диаметре 2 м достигает 2-3 мм.