Контрольная работа по "Материаловедению"

2. возможность полной механизации и автоматизации процесса получения заготовок, начиная от загрузки заготовок в приемную часть нагревательного устройства до получения готового периодического проката;
3. переход от одного профиля заготовки к другому без замены валков, только за счет смены копира или программы (это позволяет прокатывать широкий сортамент заготовок при малом парке инструмента);
4. простота в переналадке стана к выпуску нового типоразмера проката (это дает возможность использовать способ для получения заготовок в условиях мелкосерийного производства);
5. низкая стоимость и малый расход инструмента при изготовлении деталей по сравнению со штамповкой.

Ковка возникла еще в бронзовом веке, когда  вручную получали сначала изделия  из меди, а затем из самородного  метеоритного железа. С развитием  металлургии бронзы и железа ковка получила очень широкое распространение. В настоящее время область применения ковки сокращается, но в ряде случаев ковка по-прежнему остается наиболее экономичным способом получения деформированных заготовок, т. е. поковок.

При ковке формоизменение происходит вследствие течения металла  в стороны, перпендикулярные к движению деформирующего инструмента-бойка. Применяемый при ковке инструмент не создает значительного сопротивления течению металла при деформировании, что и отличает ковку от других видов обработки давлением, причем это течение ограничено лишь трением на контактной поверхности инструмент — деформируемый металл.

Применение  ковки для получения заготовок  объясняется рядом ее преимуществ  по сравнению с другими видами обработки:

1)     возможностью изготовления крупногабаритных поковок массой несколько сотен тонн, получение которых другими способами невозможно; использованием сравнительно маломощного оборудования при обработке таких поковок, так как обработка ведется деформированием отдельных участков заготовки;

2)       возможностью получать поковки широкого ассортимента благодаря применению универсального оборудования и универсальной оснастки;

3)       значительным улучшением качества металла, повышением его механических свойств, особенно пластичности и ударной вязкости.

Виды проката, способы его переработки и  области применения

В таблице 3.1 указаны основные способы переработки сортового и специального проката до готовых деталей.

Таблица 3.1 - основные способы переработки сортового и специального проката до готовых деталей.

Основные недостатки ковки следующие:

1. низкая производительность, значительная трудоемкость изготовления поковок, особенно на прессах;
2. большие напуски, припуски и допускаемые отклонения размеров поковки, что приводит к увеличению объема механической обработки и расхода металла.

В таблицах 3.2 и 3.3 приведены припуски и допускаемые отклонения размеров поковок, изготавливаемых ковкой на молотах и прессах.

Ковка является рациональным и экономически выгодным процессом получения качественных заготовок с высокими механическими  свойствами в условиях мелкосерийного и единичного производств. Ковкой изготавливают  самые разнообразные поковки, масса  которых находится в пределах от нескольких десятков граммов до сотен тонн.

Наиболее ответственные  детали, такие как валы и диски  турбин, роторы, коленчатые валы судовых  двигателей, барабаны котлов высокого давления и т. п., к которым предъявляются  высокие требования по качеству металла и механическим свойствам, изготавливают из поковок.

Ковка осуществляется при температурах горячей деформации, поэтому для такого вида обработки  применяют все стали и сплавы, используемые при обработке металлов давлением. Шероховатость поверхности поковок, полученных ковкой, Rz = 320 -г- 80 мкм. При использовании подкладных штампов параметр шероховатости поверхности Rz поковок может быть доведен до 80-40 мкм. Коэффициент весовой точности поковок не превышает 0,3-0,4, что вызывает большой объем механической обработки. Поэтому в условиях мелкосерийного производства целесообразно применять несложные подкладные штампы, групповую или секционную штамповку.

Для снижения расхода металла при партиях более 30-50 поковок одного наименования рекомендуется применять подкладные открытые или закрытые штампы (рисунок 3.3). В этом случае возможно получение без напусков поковок относительно сложной формы с припусками и допусками примерно на 15-20 % ниже, чем при ковке на универсальном инструменте.

Подкладные  штампы можно применять для получения  поковок массой до 150 кг, но преимущественно  подкладные штампы применяют для  поковок массой до 10-15 кг.

Как видно из данных, приведенных на рисунке 3.3, применение подкладного штампа позволяет повысить коэффициент весовой точности и улучшить качество поковки за счет более рационального распределения металла, уменьшить объем механической обработки и снизить стоимость получения готовой детали.

Рисунок 3.3 - подкладные открытые или закрытые штампы.

В таблице 3.3 приведены экономические показатели, полученные в результате совершенствования технологических процессов ковки для некоторых деталей.

Горячая объемная штамповка наиболее широко применяется  для получения качественных заготовок. Горячей объемной штамповкой получают заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов, самолетов, металлообрабатывающих станков, швейных машин и т. д. Более 65 % массы всех поковок и до 20 % массы деталей большинства машин изготавливаются из заготовок, полученных горячей объемной штамповкой. Этот способ штамповки наиболее эффективен при массовом, крупносерийном и серийном производствах деталей массой от нескольких граммов до нескольких тонн (примерно до 3 т). Наиболее целесообразно изготовление штамповкой поковок массой не более 50-100 кг.

Таблица 3.3 - изменение технико-экономических показателей при ковке за счет применения подкладных штампов и универсальной оснастки.

По сравнению  с ковкой горячая объемная штамповка имеет следующие преимущества:

1. поковки, изготавливаемые штамповкой, имеют более сложную форму и лучшее качество поверхности;
2. поковки можно получать со значительно меньшими допусками, чем при ковке, а при точной штамповке допуски можно довести до долей миллиметра и подвести под классы точности, получаемые при обработке резанием;
3. припуски снижаются в два-три раза (как правило, механической обработке подвергаются только сопрягаемые поверхности);
4. значительно повышается производительность труда (десятки и сотни поковок в час);
5. за счет наличия в конструкции штамповочного оборудования выталкивателей штамповочные уклоны значительно меньше, чем при получении штамповок на молотах.