Технология конструкционных материалов и станочные приспособления

Чертеж (7).pdf

31 0 6 .0 7 .0 0 .0 0 0 .

Модуль 4 ковка горячая объёмная штамповка.pdf

Модуль 4. Ковка. Горячая объемная штамповка.
Ковка – способ обработки давлением при котором деформирование
нагретого (реже холодного) металла осуществляется или многократными
ударами молота или однократным давлением пресса.
Формообразование при ковке происходит за счет пластического
течения металла в направлениях перпендикулярных к движению
деформирующего инструмента. При свободной ковке течение металла
ограничено частично трением на контактной поверхности деформируемый
металл – поверхность инструмента: бойков плоских или фигурных
Ковкой получают разнообразные поковки массой до 300 т.
Первичной заготовкой для поковок являются:
слитки для изготовления массивных крупногабаритных поковок;
прокат сортовой горячекатаный простого профиля (круг квадрат).
Ковка может производиться в горячем и холодном состоянии.
Холодной ковке поддаются драгоценные металлы – золото серебро; а
также медь. Технологический процесс холодной ковки состоит из двух
чередующихся операций: деформации металла и рекристаллизационного
отжига. В современных условиях холодная ковка встречается редко в
основном в ювелирном производстве.
Горячая ковка применяется для изготовления различных изделий а
также инструментов: чеканов зубил молотков и т.п.
Материалом для горячей ковки являются малоуглеродистые стали
углеродистые инструментальные и некоторые легированные стали. Каждая
марка стали имеет определенный интервал температур начала и конца ковки
зависящий от состава и структуры обрабатываемого металла. Температурные
интервалы начала и конца ковки для углеродистых сталей приведены в
Температурные интервалы начала и конца ковки для углеродистых сталей
Различают ковку предварительную и окончательную. Предварительная
(или черновая) ковка представляет собой кузнечную операцию обработки
слитка для подготовки его к дальнейшей деформации прокаткой
прессованием и т.п. Окончательная (чистовая ковка) охватывает все методы
кузнечной обработки с помощью которых изделию придают окончательную
Предварительные операции
Биллетирование – превращение слитка в болванку или заготовку:
включает сбивку ребер и устранение конусности.
Обжатие при биллетировании составляет 5 20%. Проковка слитка
предназначена для обжатия металла в углах слитка с целью
предварительного деформирования литой структуры – дендритов которые
имеют стыки в этих углах. Биллетирование способствует заварке воздушных
пузырей и других подкорковых дефектов литой структуры созданию
пластичного поверхностного слоя металла благоприятно влияющего на
дальнейшую деформацию. После биллетирования производят обрубку
донной части слитка.
Рубка – применяется для отделения от основной заготовки негодных
частей или для разделения заготовки на части.
Рубка производится в холодном и горячем состоянии. В холодном
состоянии рубят тонкие и узкие полосы и прутки сечением 15 20 мм. Более
толстые заготовки нагревают.
Схема рубки основана на действии деформирующей силы на малую
площадь соприкосновения инструмента с заготовкой а реакция этой силы со
стороны нижней части распределена по большой поверхности заготовки и
пластической деформации здесь не возникает.
Рис.4.1. Схема рубки
В зависимости от габаритов и формы заготовок используют способы
с одной стороны – для тонких заготовок;
с двух сторон сначала осуществляется предварительная надрубка
заготовки на 05 075 высоты после кантовки на 1800 проводится
окончательная рубка;
с трех сторон – для круглых и крупных заготовок осуществляются две
надрубки на глубину 04 диаметра заготовки с кантовкой на 1200 после
второй кантовки на 1200 проводят окончательную рубку;
с четырех сторон – для крупных заготовок после надрубки с четырех
сторон в центре остается перемычка прямоугольного сечения по месту
которой производят разделение заготовки на части.
Осадка – операция обработки давлением в результате которой
уменьшается высота и одновременно увеличиваются поперечные размеры
заготовок (рис.4.2.а).
Осадку применяют для получения формы поковки с целью
уменьшения глубины прошивки для обеспечения соответствующего
расположения волокон в будущей детали (при изготовлении шестерней
обеспечивается повышенная прочность зубьев в результате радиального
расположения волокон) как контрольную операцию (из-за значительной
деформации по периметру на боковой поверхности вскрываются дефекты).
При выполнении осадки требуется чтобы инструмент перекрывал
заготовку. Вследствие трения боковая поверхность осаживаемой заготовки
приобретает бочкообразную форму это характеризует неравномерность
деформации. Повторяя осадку несколько раз с разных сторон можно
привести заготовку к первоначальной форме или близкой к ней получив при
этом более высокое качество металла и одинаковые его свойства по всем
Средний диаметр заготовки определяется по формуле:
Осадке подвергают заготовки для которых высота не превышает
3 диаметра. В противном случае возможен или продольный изгиб
заготовки или образование седлообразности.
Разновидностями осадки являются высадка и осадка разгонкой торца.
Рис.4.2. Схемы осадки и ее разновидностей
Высадка – кузнечная операция заключающаяся в деформировании
части заготовки (концевой части или середины).
Для проведения операции используют местный нагрев например в
середине заготовки (рис.4.2.б) или ограничивают деформацию на части
заготовки кольцевым инструментом (рис.4.2.в).
Осадка разгонкой торца позволяет уменьшить высоту и увеличить
площадь ренее осаженной заготовки (рис.4.2.г). Локализация деформации
позволяет уменьшить усилие осадки.
Протяжка (вытяжка) – кузнечная операция в результате которой
происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее
поперечного сечения.
Протяжка не только изменяет форму заготовок но и улучшает качество
металла. Операция заключается в нанесении последовательных ударов и
перемещении заготовки при этом между бойками во время удара находится
только часть заготовки. После каждого обжатия заготовка продвигается на
величину меньшую чем длина бойка (рис.4.3.а).
Протягивать можно плоскими (рис.4.3.а) и вырезными (рис.4.3.б)
Протяжка на плоских бойках может выполняться двумя способами.
Первый способ. Протяжка выполняется по всей длине слитка или
заготовки вначале с одной стороны а после кантовки на 90 0 – с другой
Большие по длине поковки могут изгибаться в бойках концами вниз.
Чтобы исправить изгиб поковки кантуют сначала на 180 0 а потом на 90 0.
Рис.4.3. Схемы протяжки и ее разновидностей
Второй способ. Поочередная протяжка на плоских бойках (по
винтовой линии) – после каждого обжатия следует кантовка на 90 в одну и ту
же сторону после каждых четырех обжатий следует подача. Способ более
трудоемкий применяется при ковке твердых инструментальных сталей.
При протяжке на плоских бойках в центре изделия могут возникнуть
(особенно при проковке круглого сечения) значительные растягивающие
напряжения которые приводят к образованию осевых трещин.
Протяжка в вырезных бойках или в комбинации плоских бойков с
вырезными используется при ковке легированных сталей с пониженной
пластичностью. Благодаря боковому давлению создаваемому жесткими
стенками инструмента повышаются сжимающие напряжения увеличивается
пластичность металла. Получают поковки более точные по форме и
размерам. Возрастает скорость протяжки.
При протяжке с круга на круг в вырезных бойках силы направленные
с четырех сторон к осевой линии заготовки способствуют более
равномерному течению металла и устранению возможности возникновения
Разновидностями протяжки являются разгонка протяжка с оправкой
раскатка на оправке.
Разгонка (расплющивание) – операция увеличения ширины части
заготовки за счет уменьшения ее толщины (рис. 4.3.в).
Операция выполняется за счет перемещения
направлении перпендикулярном оси заготовки.
Протяжка на оправке – операция увеличения длины пустотелой
заготовки за счет уменьшения толщины ее стенки и уменьшения наружного
диаметра (рис. 4.3.г).
Протяжку выполняют в вырезных бойках (или нижнем вырезном 3 и
верхнем плоском 2) на слегка конической оправке 1. Протягивают в одном
направлении – к расширяющемуся концу оправки что облегчает ее удаление
из поковки. Оправку предварительно нагревают до температуры 160 200 0С.
Раскатка на оправке – операция одновременного увеличения
наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет
уменьшения толщины ее стенок (рис.4.3.д).
Заготовка 5 опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую
оправку 6 устанавливаемую концами на подставках 7 и деформируется
между оправкой и узким длинным бойком 4. После каждого обжатия
заготовку поворачивают относительно оправки.
Протяжку с оправкой и раскатку на оправке часто применяют
совместно. Вначале раскаткой уничтожают бочкообразность предварительно
осаженной и прошитой заготовки и доводят ее внутренний диаметр до
требуемых размеров. Затем протяжкой с оправкой уменьшают толщину
стенок и увеличивают до заданных размеров длину заготовки.
Прошивка – операция получения в заготовке сквозных или глухих
отверстий за счет вытеснения металла (рис.4.4.).
Рис. 4.4. Схемы прошивки (аб) гибки (в) штамповки в подкладных штампах (г)
Инструментом для прошивки служат прошивни сплошные и
пустотелые. Пустотелые прошивают отверстия большого диаметра (400 900
При сквозной прошивке сравнительно тонких поковок применяют
подкладные кольца (рис. 4.4.б). Более толстые поковки прошивают с двух
сторон без подкладного кольца (рис.4.4.а). Диаметр прошивня выбирают не
более половины наружного диаметра заготовки при большем диаметре
прошивня заготовка значительно искажается. Прошивка сопровождается
Гибка – операция придания заготовке или ее части изогнутой формы
по заданному контуру (рис.4.4.в).
поперечного сечения заготовки и уменьшением его площади в месте изгиба
(утяжка). Для компенсации утяжки в зоне изгиба заготовке придают
увеличенные поперечные размеры. При гибке возможно образование складок
по внутреннему контуру и трещин по наружному. Для избежания этого
явления по заданному углу изгиба подбирают соответствующий радиус
скругления. Радиус в месте изгиба не должен быть меньше полутора толщин
Этой операцией получают угольники скобы крючки кронштейны.
Скручивание – операция заключающаяся в повороте одной части
поковки вокруг общей оси по отношению к другой ее части под
Различают два случая:
поворот на угол до 1800 – для пространственной ориентации отдельных
многократное скручивание на 3600 – для придания витого характера
(используется как элемент украшения композиций решеток перил
К скручиванию относится и свивание нескольких тонких прутков
При изготовлении небольшой партии поковок с относительно сложной
конфигурацией применяют штамповку в подкладных штампах (рис. 4.4.г).
Подкладной штамп может состоять из одной или двух частей в которых
имеется полость с конфигурацией поковки или ее отдельных участков.
Технологический процесс ковки включает операции: резку исходной
заготовки в требуемый размер нагрев материала до требуемой температуры
формообразующую операцию очистку заготовок от окалины контроль
Точность и производительность резки определяется способом резки.
На практике обычно применяют нагрев в пламенной печи как способ
не требующий дополнительных затрат.
Основная операция включает переходы: установку – снятие заготовки
формоизменяющую операцию (осадку вытяжку прошивку и т.д.).
Очистку поковок от окалины осуществляют в галтовочных барабанах
обдувкой стальной дробью травлением в водных растворах серной или
При контроле поковок выявляют внешние и внутренние дефекты
проверяют соответствие геометрическим и функциональным техническим
Кузнечной сваркой соединяют в одно целое отдельные части или
концы заготовки. С появлением и усовершенствованием других способов
сварки кузнечная сварка в значительной степени вытеснена ими и
применяется теперь очень редко при ремонте отдельных деталей машин и
изготовлении мелких поковок из стали. Перед сваркой части подлежащие
сварке нагревают до температуры несколько выше ковочной (1200-1380° С).
Для предупреждения пережога металла и шлакования окалины нагреваемые
части перед окончанием нагрева обильно присыпают флюсами – обычно
кварцевым песком с добавкой буры и реже поваренной соли. Затем
поверхности нагретые под сварку быстро и тщательно очищают скребками
щетками и метелками. Очистке при этом также способствуют указанные
флюсы. Наложенные друг на друга подготовленные таким образом
поверхности и совместно обжатые заготовки хорошо свариваются.
Необходимое для сварки обжатие получается при совместной протяжке или
высадке свариваемых друг с другом частей. Наиболее употребительны
следующие способы сварки: внахлестку (рис.1 а) враструб (рис.1 б) врасщеп
(рис.1 в) и встык. Цифрами показана последовательность операций при
каждом способе сварки.
Рис. 4.5. Способы кузнечной сварки
Оборудование для ковки
В качестве оборудования применяются ковочные молоты и ковочные
Оборудование выбирают в зависимости от режима ковки данного
металла или сплава массы поковки и ее конфигурации. Необходимую
мощность оборудования определяют по приближенным формулам или
справочным таблицам.
Продолжительность деформации на них составляет тысячные доли секунды.
Металл деформируется за счет энергии накопленной падающими частями
молота к моменту их соударения с заготовкой. Часть энергии теряется на
упругие деформации инструмента и колебания шабота – детали на которую
устанавливают нижний боек. Чем больше масса шабота тем выше КПД.
Обычно масса шабота в 15 раз превышает массу падающих частей что
обеспечивает КПД на уровне 08 09.
Для получения поковок массой до 20 кг применяют ковочные
пневматические молоты работающие на сжатом воздухе. Сила удара
определяется силой давления сжатого воздуха и может регулироваться в
широких пределах.падающих частей составляет 50 1000 кг.
Основные параметры молотов регламентируются ГОСТами.
Для получения поковок массой до 350 кг применяют ковочные
паровоздушные молоты. Они приводятся в действие паром или сжатым
воздухом давлением 07 09 МПа.падающих частей составляет
00 8000 кг. Параметры регламентируются ГОСТами.
Различают молоты простого действия когда пар или воздух только
поднимают поршень и двойного действия когда энергоноситель создает
дополнительное деформирующее усилие.
Прессы ковочные гидравлические – машины статического действия.
Продолжительность деформации составляет до десятков секунд. Металл
деформируется приложением силы создаваемой с помощью жидкости
(водной эмульсии или минерального масла) подаваемой в рабочий цилиндр
пресса. Выбираются прессы по номинальному усилию которое составляет
100 МН. Применяют в основном для получения крупных заготовок из
Конструирование кованых заготовок
Чертеж поковки составляют по рабочему чертежу детали
установлением припусков на механическую обработку допусков на ковку и
напусков на поковку. Значения этих величин устанавливаются ГОСТами: на
поковки получаемые на молотах – ГОСТ 7829; на поковки получаемые на
прессах – ГОСТ 7869.
При разработке чертежа поковки следует учитывать специфику
техники ковки и избегать нехарактерных для нее форм и конфигураций.
Поковки должны быть простыми очерченными цилиндрическими
поверхностями и плоскостями (рис. 4.6. 1 4).
Рис. 4.6. Правильные и нежелательные формы поковок
В поковках следует избегать конических (рис. 4.6. 5) и клиновых (рис.
6. 6) поверхностей взаимных пересечений цилиндрических поверхностей
(рис. 4.6. 7) а также пересечений цилиндрических поверхностей с
призматическими участками деталей (рис.4.6. 8). Предпочтительнее
назначать односторонние выступы взамен двухсторонних особенно для
мелких деталей. Следует избегать ребристых сечений бобышек выступов и
т.п. так как эти элементы в большинстве случаев получить ковкой
невозможно. Ребра жесткости в поковках недопустимы. Детали с резкой
разницей размеров поперечных сечений или сложной формы следует
заменять сочетанием более простых кованых деталей. Детали сложной
формы целесообразно выполнять сварными из нескольких поковок или из
кованых и литых элементов.
Горячая объемная штамповка
Объемной штамповкой называют процесс получения поковок при
котором формообразующую полость штампа называемую ручьем
принудительно заполняют металлом исходной заготовки и перераспределяют
его в соответствии с заданной чертежом конфигурацией.
Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом
производстве. При использовании этого способа значительно повышается
производительность труда снижаются отходы металла обеспечиваются
высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой
можно получать очень сложные по форме изделия которые невозможно
получить приемами свободной ковки.
Объемную штамповку осуществляют при разных температурах
исходной заготовки и в соответствии с температурой делят на холодную и
горячую. Наиболее широкое распространение получила горячая объемная
штамповка (ГОШ) которую ведут в интервале температур обеспечивающих
Исходным материалом для горячей объемной штамповки являются
сортовой прокат прессованные прутки литая заготовка в крупносерийном
производстве – периодический прокат что обеспечивает сокращение
подготовительных операций.
Формообразование при горячей объемной штамповке
Основная операция ГОШ может быть выполнена за один или несколько
переходов. При каждом переходе формообразование осуществляется
специальной рабочей полостью штампа – ручьем (гравюрой). Переходы и
ручьи делятся на две группы: заготовительные и штамповочные. Схема
технологического процесса получения сложной заготовки в нескольких
ручьях представлена на рис. 4.7.
Рис.4.7. Стадии получения сложной поковки в нескольких ручьях
– черновой ручей; 2 – подкатной ручей; 3 – протяжной ручей; 4 – чистовой ручей 5 –
Фасонирование – перераспределение металла заготовки с целью
придания ей формы обеспечивающей последующую штамповку с малым
К заготовительным ручьям относятся протяжной подкатной гибочный
и пережимной а также площадка для осадки.
Протяжной ручей предназначен для увеличения длины отдельных
участков заготовки за счет уменьшения площади их поперечного сечения
выполняемого воздействием частых слабых ударов с кантованием заготовки.
Подкатной ручей служит для местного увеличения сечения заготовки
(набора металла) за счет уменьшения сечения рядом лежащих участков то
есть для распределения объема металла вдоль оси заготовки в соответствии с
распределением его в поковке. Переход осуществляется за несколько ударов
Пережимной ручей предназначен для уменьшения вертикального
размера заготовки в местах требующих уширения. Выполняется за 1 3
Гибочный ручей применяют только при штамповке поковок имеющих
изогнутую ось. Служит для придания заготовке формы поковки в плоскости
разъема. Из гибочного ручья в следующий заготовку передают с поворотом
При штамповке поковок имеющих в плане форму окружности или
близкую к ней часто применяют осадку исходной заготовки до требуемых
размеров по высоте и диаметру. Для этого на плоскости штампа
предусматривают площадку для осадки.
Штамповочные ручьи предназначены для получения готовой
поковки. К штамповочным ручьям относятся черновой (предварительный) и
чистовой (окончательный).
Черновой ручей предназначен для максимального приближения формы
заготовки к форме поковки сложной конфигурации. Глубина ручья несколько
больше а поперечные размеры меньше чем у чистового ручья (чтобы
заготовка свободно укладывалась в чистовой ручей). Радиусы скругления и
уклоны увеличиваются. В открытых штампах черновой ручей не имеет
облойной канавки. Применяется для снижения износа чистового ручья но
может отсутствовать.
Чистовой ручей служит для получения готовой поковки имеет
размеры «горячей поковки» то есть больше чем у холодной поковки на
величину усадки. В открытых штампах по периметру ручья предусмотрена
облойная канавка для приема избыточного металла. Чистовой ручей
расположен в центре штампа так как в нем возникают наибольшие усилия
разнообразием и определяется выбором самого изделия и применяемым
Технологический процесс зависит от формы поковки. По форме в
плане поковки делятся на две группы: диски и поковки удлиненной формы.
К первой группе относятся круглые или квадратные поковки имеющие
сравнительно небольшую длину: шестерни диски фланцы ступицы
крышки и др. Штамповка таких поковок производится осадкой в торец
исходной заготовки с применением только штамповочных переходов.
Ко второй группе относятся поковки удлиненной формы: валы рычаги
шатуны и др. Штамповка таких поковок производится протяжкой исходной
заготовки (плашмя). Перед окончательной штамповкой таких поковок в
штамповочных ручьях требуется фасонирование исходной заготовки в
заготовительных ручьях штампа свободной ковкой или на ковочных
Так как характер течения металла в процессе штамповки определяется
типом штампа то этот признак можно считать основным для классификации
способов штамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в
открытых и закрытых штампах (рис.4.8.).
Рис.4.8. Схемы штамповки в открытых и закрытых штампах: 1 – облойная канавка
Штамповка в открытых штампах (рис. 4.8.а) характеризуется
переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В
этот зазор вытекает часть металла – облой который закрывает выход из
полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В
конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла
находящиеся в полости что позволяет не предъявлять высокие требования к
точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно
получить поковки всех типов.
Штамповка в закрытых штампах (рис. 4.8.б) характеризуется тем
что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор
между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой
образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов
зависит от типа машины на которой штампуют. Например нижняя половина
штампа может иметь полость а верхняя – выступ (на прессах) или верхняя –
полость а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две
взаимно перпендикулярные плоскости разъема (рис.4.8.в).
При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать
равенство объемов заготовки и поковки иначе при недостатке металла не
заполняются углы полости штампа а при избытке размер поковки по высоте
будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую
Существенное преимущество штамповки в закрытых штампах –
уменьшение расхода металла из-за отсутствия облоя. Поковки имеют более
благоприятную структуру так как волокна обтекают контур поковки а не
перерезаются в месте выхода металла в облой. Металл деформируется в
условиях всестороннего неравномерного сжатия при больших сжимающих
напряжениях это позволяет получать большие степени деформации и
штамповать малопластичные сплавы.
Чертеж поковки является основным документом при разработке
технологического процесса и проектировании штампа. Его выполняют на
основе чертежа детали по ГОСТ 7505-89 – Поковки стальные штампованные.
Сначала необходимо выбрать поверхность разъема т.е. поверхность
по которой соприкасаются между собой верхняя и нижняя половины штампа.
Обычно эта поверхность является плоскостью или сочетанием плоскостей.
Она необходима для установки исходной заготовки и удаления из штампа
готовой поковки. Поверхность разъема устанавливают в плоскости двух
наибольших габаритных размеров при этом полости штампа имеют
При штамповке в открытых штампах плоскость разъема должна
обеспечивать контроль сдвига верхней и нижней частей штампа после
обрезки облоя. Для этого она должна пересекать вертикальную поверхность
поковки (рис.4.9.а). Желательно плоскость разъема располагать так чтобы
естественные уклоны облегчали удаление поковки из штампа (рис.4.9.б) даже
без выталкивателей и без существенного упрощения формы детали.
Рис. 4.9. Выбор плоскости разъема штампа
В некоторых случаях положение плоскости разъема определяется
макроструктурой металла. Например при штамповке шестерен плоскость
разъема должна быть перпендикулярна к оси детали. В этом случае
макроструктура получается одинаковой у всех зубьев шестерни и
обеспечивает их высокую прочность. На рис. 4.9. показан выбор положения
разъема штампа по условиям работы детали. Если деталь работает на срез по
линии а – а то волокна металла должны располагаться перпендикулярно к
линии среза (положение II – II). Положение плоскости разъема I – I в данном
случае нежелательно.
Рис. 4.10. Схема к выбору плоскости разъема с учетом условий работы детали
При выборе плоскости разъема необходимо учитывать использование
поверхностей поковки в качестве баз при механической обработке. Базы
должны быть цилиндрическими без штамповочных уклонов. При этом
припуск на механическую обработку должен быть одинаков в направлении
При штамповке в закрытых штампах плоскость разъема выбирают по
торцевой наибольшей поверхности детали.
Припуски на механическую обработку регламентируются ГОСТ 750589 с учетом точности поковки которая определяется видом оборудования и
технологией ГОШ (открытая или закрытая) и назначаются в основном на
сопрягаемые поверхности.
Допуски учитывают возможные отклонения от номинальных размеров
вследствие недоштамповки по высоте сдвига частей штампов их износа и
К кузнечным напускам относятся штамповочные уклоны внутренние
радиусы закруглений перемычки отверстий.
Штамповочные уклоны назначаются сверх припуска они повышают
отход металла при механической обработке и утяжеляют поковку. Для
наружных поверхностей вследствие температурной усадки уклоны меньше
чем для внутренних поверхностей.
Все пересекающиеся поверхности сопрягаются по радиусам. Это
необходимо для лучшего заполнения полости штампа и предохранения его от
преждевременного износа и поломок. Радиусы скругления зависят от
глубины полости штампа. Внутренние радиусы скругления в 3 4 раза
больше чем наружные.
При штамповке в штампах с одной плоскостью разъема нельзя
получить сквозное отверстие в поковке поэтому наносят только наметку
отверстия с перемычкой-пленкой удаляемой впоследствии в специальных
устанавливается в зависимости от
штампах. Толщина перемычки
но не должна быть менее 4 мм. Отверстия
диаметром менее 30 мм не штампуются
Технологический процесс горячей объемной штамповки
Технологический процесс изготовления поковки включает следующие
операции: отрезка проката на мерные заготовки нагрев штамповка обрезка
облоя и пробивка пленок правка термическая обработка очистка поковок от
окалины калибровка контроль готовых поковок.
Перед штамповкой заготовки должны быть нагреты равномерно по
всему объему до заданной температуры. При нагреве должны быть
минимальными окалинообразование (окисление) и обезуглероживание
поверхности заготовки. Используются электроконтактные установки в
которых заготовка зажатая медными контактами нагревается при
пропускании по ней тока; индукционные установки в которых заготовка
нагревается вихревыми токами; газовые печи с безокислительным нагревом
заготовок в защитной атмосфере.
Штамповку осуществляют в открытых и закрытых штампах. В
открытых штампах получают поковки удлиненной и осесимметричной
формы. В закрытых штампах – преимущественно осесимметричные поковки
в том числе из малопластичных материалов. Поковки простой формы
штампуют в штампах с одной полостью. Сложные поковки с резкими
изменениями сечений по длине с изогнутой осью и т.п. штампуют в
многоручьевых штампах.
После штамповки в открытых штампах производят обрезание облоя и
пробивку пленок в специальных штампах устанавливаемых на кривошипных
прессах (рис. 4.11.).
Рис. 4.11.. Схемы обрезания облоя (а) и пробивки пленок (б)
Правку штампованных поковок выполняют для устранения
искривления осей и искажения поперечных сечений возникающих при
затрудненном извлечении поковок из штампа после обрезания облоя после
термической обработки. Крупные поковки и поковки из высокоуглеродистых
и высоколегированных сталей правят в горячем состоянии либо в чистовом
ручье штампа сразу после обрезания облоя либо на обрезном прессе
(обрезной штамп совмещается с правочным штампом) либо на отдельной
машине. Мелкие поковки правят на винтовых прессах в холодном состоянии
после термической обработки.
Термическую обработку применяют для получения требуемых
механических свойств поковок и облегчения их обработки резанием. Отжиг
снимает в поковках из высокоуглеродистых и легированных сталей
остаточные напряжения измельчает зерно снижает твердость повышает
пластичность и вязкость. Нормализацию применяют для устранения
крупнозернистой структуры в поковках из сталей с содержанием углерода до
Очистку поковок от окалины производят для облегчения контроля
поверхности поковок уменьшения износа металлорежущего инструмента и
правильной установки заготовки на металлорежущих станках. На
дробеструйных установках окалину с пковок перемещающихся по ленте
конвейера сбивают потоком быстро летящей дроби диаметром 1 2 мм. В
галтовочных барабанах окалина удаляется благодаря ударам поковок друг о
друга и о металлические звездочки закладываемые во вращающийся
Калибровка поковок повышает точность размеров всей поковки или
отдельных ее участков. В результате этого последующая механическая
обработка устраняется полностью или ограничивается только шлифованием.
Различают плоскостную и объемную калибровку. Плоскостная калибровка
служит для получения точных вертикальных размеров на одном или
нескольких участках поковки. Объемной калибровкой повышают точность
размеров поковки в разных направлениях и улучшают качество ее
поверхности. Калибруют в штампах с ручьями соответствующими
конфигурации поковки.
Оборудование для горячей объемной штамповки
штамповочные горячештамповочные кривошипные прессы горизонтальноковочные машины. Процессы штамповки на этих машинах имеют свои
особенности обусловленные устройством и принципом их действия.
Горячая объемная штамповка на молотах
Основным типом молотов являются паровоздушные штамповочные
молоты. Их конструкция несколько отличается от ковочных молотов. Стойка
станины устанавливается непосредственно на шаботе. Молоты имеют
усиленные регулируемые направляющие для движения бабы.шабота
превышает массу падающих частей в 30 30 раз. Все это обеспечивает
необходимую точность соударения штампов.
Масса падающих частей составляет 630 25000 кг.
Используются молоты бесшаботной конструкции. Шабот заменен
подвижной нижней бабой связанной с верхней бабой механической или
гидравлической связью. Энергия удара поглощается механизмами молота.
При соударении верхней и нижней баб развивается значительная энергия что
позволяет штамповать поковки в одноручьевых штампах.
Особенностями ГОШ на молотах являются ударный характер
деформирующего воздействия и возможность регулирования хода
подвижных частей и величины удара при одновременном кантовании
заготовки что позволяет более эффективно производить перераспределение
металла. На молотах возможно выполнение всех заготовительных переходов
в том числе протяжки и подката. Верхняя часть штампа заполняется лучше.
Части штампа при штамповке на молоте должны смыкаться.
При штамповке в открытых штампах облойная канавка имеет вид
представленный на рис. 4.12.
Рис. 4.12. Виды облойной канавки при штамповке на молотах
Размеры облойной канавки (рис. 4.12.а) назначаются в зависимости от
сложности поковки и ее размеров в плане. Клиновая облойная канавка (рис.
12.б) позволяет снизить потери на облой в результате повышения
сопротивления течению металла.
При закрытой штамповке на молотах применяются штампы с одним и
двумя замками. Конструкции штампов представлены на рис.4.13.
Штампы с одним замком используются чаще так как они проще в
изготовлении. Но они требуют точной наладки и хорошего состояния
оборудования. Второй замок (больший конус) предохраняет первый замок и
упрощает наладку штампа но при этом увеличиваются его размеры и масса.
Рис. 4.13. Конструкции закрытых молотовых штампов
а – с одним замком; б – с двумя замками
Геометрическая точность поковок полученных на молотах
На молотах поковки изготавливаются с самыми низкими классами
точности: Т4 Т5. Это обусловлено возможностью смещения частей штампа
отсутствием направляющих в конструкции штампа ударным характером
Допускаемые отклонения от номинальных размеров поковки
соответствуют припускам поэтому также являются увеличенными.
Кузнечные напуски имеют максимальные значения. Ввиду ударного
характера работы молота в конструкции штампа нельзя использовать
выталкиватели поэтому для извлечения поковки из ручья штампа на
штамповочные уклоны: наружные – до 7 внутренние – до 100. Радиусы
закругления назначаются для облегчения течения металла повышения
стойкости штампа обеспечения расположения волокон.
Горячая объемная штамповка на прессах
Наиболее часто используются кривошипные горячештамповочные
прессы. Выбор пресса осуществляется по номинальному усилию которое
составляет 67 100 МН.
К особенностям конструкции пресса следует отнести жесткий привод
не позволяющий изменять ход ползуна отсутствие ударных нагрузок.
Жесткий привод не позволяет производить переходы требующие
постепенно возрастающего обжатия с кантованием (протяжка подкат). Для
фасонирования заготовки могут быть использованы заготовительные ручьи:
пережимной гибочный. Поэтому при штамповке на прессах сложных
заготовок имеющих удлиненную форму в плане (шатуны турбинные
лопатки) фасонирование осуществляется ковочными вальцами свободной
ковкой высадкой на горизонтально-ковочных машинах.
Отсутствие ударных нагрузок позволяет не применять массивные
шаботы использовать сборную конструкцию штампов (блок-штампы).
При открытой штамповке на прессах части штампа не должны
смыкаться на величину равную толщине облоя. Полость штампа
выполняется открытой и облойная канавка имеет вид показанный на
Рис. 4.14. Вид облойной канавки при штамповке на прессах
Для закрытой штамповки используются штампы двух видов:
с цельной матрицей для изготовления поковок типа тел вращения
усилие распора в них воспринимается матрицей и не передается
с разъемной матрицей для легкого извлечения из полости штампа
поковок что позволяет значительно уменьшить штамповочные уклоны.
Поковки полученные на прессах характеризуются высокой точностью
которая достигается за счет снижения припусков на механическую обработку
(в среднем на 20 30 % по сравнению с поковками полученными на
молотах) и допускаемых отклонений на номинальные размеры снижения
штамповочных уклонов в два – три раза. Наличие постоянного хода приводит
к большей точности поковок по высоте а жесткость конструкции пресса
делает возможным применение направляющих колонок в штампах что
Производительность труда повышается в среднем в 14 раза за счет
однократности и повышения мощности деформирующих воздействий. В
результате себестоимость поковок снижается на 10 30 %. Как показывают
исследования штамповка на прессах может быть экономически выгодной
даже при загрузке оборудования на 35 45 %.
При штамповке на прессах деформация глубже проникает в заготовку
что позволяет штамповать малопластичные материалы применять штампы с
разъемной матрицей с боковым течением металла.
Процессу штамповки на прессах присущи недостатки:
окалина вдавливается в тело поковки для предотвращения этого
необходимо проводить малоокислительный или безокислительный
нагрев или полную очистку заготовки от окалины;
из-за невысокой скорости деформирования время контакта металла с
инструментом больше чем на молотах поэтому имеет место
переохлаждение поверхности заготовки что приводит к худшему
заполнению полости штампа.
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах
Горизонтально-ковочная машина представляет собой механический
кривошипный штамповочный пресс имеющий разъемную матрицу одна
часть которой является подвижной – зажимной.
Кроме главного деформирующего ползуна имеется ползун движение
которого перпендикулярно движению главного.
Горизонтально-ковочные машины выбираются по номинальному
усилию которое составляет 1 315 МН.
Схема горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной
машине показана на рис.4.15.
Штамп состоит из трех частей: неподвижной матрицы 3 подвижной
матрицы 5 и пуансона 1 размыкающихся в двух взаимно перпендикулярных
плоскостях. Пруток 4 с нагретым участком на его конце закладывают в
неподвижную матрицу. Положение конца прутка определяется упором 2.
При включении машины подвижная матрица 5 прижимает пруток к
неподвижной матрице упор автоматически отходит в сторону и только
после этого пуансон 1 соприкасается с выступающей частью прутка и
деформирует ее. Металл при этом заполняет формующую полость
расположенную впереди зажимной части. Формующая полость может
находиться только в матрице только в пуансоне а также в матрице и
После окончания деформирования пуансон движется в обратном
направлении выходя из полости матрицы. Матрицы разжимаются
деформированную заготовку вынимают или она выпадает из них.
Рис.4.15. Схема горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине
Штамповка выполняется за несколько переходов в отдельных ручьях
оси которых расположены одна над другой. Каждый переход осуществляется
за один рабочий ход ползуна. Осуществляются операции: высадка прошивка
пробивка. За один переход можно высадить выступающий из зажимной
части матрицы конец прутка только в том случае если его длина не
превышает трех диаметров. При большей длине возможен изгиб заготовки
поэтому предварительно необходимо произвести набор металла. Набор
металла осуществляется в полости пуансона которой придают коническую
В качестве исходной заготовки используют пруток круглого или
квадратного сечения трубный прокат. Штампуют поковки: стержни с
утолщениями и глухими отверстиями кольца трубчатые детали со
сквозными и глухими отверстиями.
Так как штамп состоит из трех частей то напуски на поковки и
штамповочные уклоны малы или отсутствуют.
К недостаткам горизонтально-ковочных машин следует отнести их
малую универсальность и высокую стоимость.
Свободная ковка. Ее достоинства и недостатки. Область применения.
Основные операции свободной ковки.
Технология изготовления поковки.
Инструмент свободной ковки. Ковочное оборудование.
Горячая объемная штамповка. Достоинства и недостатки. Область
Открытый и закрытый штампы. Особенности их конструкции.

Модуль 5 холодная штамповка.pdf

Модуль 5. Холодная штамповка.
Холодная штамповка производится в штампах без нагрева заготовок и
сопровождается деформационным упрочнением металла.
Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных
методов получения высококачественных заготовок небольших и точных из
стали и цветных металлов. Она обеспечивает достаточно высокую точность и
малую шероховатость поверхности при малых отходах металла и низкой
трудоемкости и себестоимости изготовления изделий. Возможность
осуществления холодной штамповки и качество заготовок определяются
качеством исходного материала. Большое значение имеет подготовка
поверхности заготовок: удаление окалины загрязнений и поверхностных
Процессы холодной штамповки часто выполняют за несколько
технологических переходов постепенно приближая форму и размеры
заготовок к форме и размерам готовых изделий и осуществляя
промежуточный отжиг для снятия наклепа и восстановления пластических
свойств металла. В зависимости от характера деформирования и конструкции
штампов холодную штамповку делят на объемную и листовую.
Объемная холодная штамповка
Холодную объемную штамповку выполняют на прессах или
разновидностями являются: высадка выдавливание объемная формовка
Высадка – образование на заготовке местных утолщений требуемой
формы в результате осадки ее конца (рис. 5.1.).
Рис.5.1. Схема высадки
Заготовкой обычно служит холоднотянутый материал в виде проволоки
или прутка из черных или цветных металлов. Высадкой изготавливают
стандартные и специальные крепежные изделия кулачки валы-шестерни
детали электронной аппаратуры электрические контакты и т.д.
Длина высаживаемой части
требуемого утолщения
рассчитывается с учетом объема
Расчет числа переходов производится в основном по соотношению
длины высаживаемой части
и диаметра заготовки
характеризует устойчивость к продольному изгибу. При
большом количестве переходов происходит упрочнение металла поэтому
Последовательность переходов изготовления деталей показана на рис.
2.: за три перехода (рис. 5.2.а); за пять переходов (рис. 5.2.б).
Рис.5.2. Последовательность переходов изготовления детали
Высадка осуществляется на прессах горизонтально-ковочных
машинах автоматических линиях оснащенных холодновысадочными прессавтоматами.
Выдавливание – формообразование сплошных или полых изделий
благодаря пластическому течению металла из замкнутого объема через
отверстия соответствующей формы.
Особенностью процесса является образование в очаге деформации
схемы трехосного неравномерного сжатия повышающего технологическую
пластичность материала.
выдавливание (рис. 5.3).
При прямом выдавливании металл течет из матрицы 2 в направлении
совпадающем с направлением движения пуансона 1 (рис.5.3.а 5.3.б). Этим
способом можно получить детали типа стержня с утолщением трубки с
фланцем стакана с фланцем.
При обратном выдавливании металл течет в направлении
противоположном направлению движения пуансона в кольцевой зазор
между пуансоном и матрицей для получения полых деталей с дном (рис.
3.в) или в полый пуансон для получения деталей типа стержня с фланцем
При боковом выдавливании металл течет в боковые отверстия матрицы
под углом к направлению движения пуансона (рис.5.3.ж). Таким образом
можно получить детали типа тройников крестовин и т.п. Для обеспечения
удаления заготовок из штампа матрицу выполняют состоящей из двух
половинок с плоскостью разъема проходящей через осевые линии исходной
заготовки и получаемого отростка.
При комбинированном выдавливании металл течет по нескольким
направлениям (рис.5.3.д 5.3.е). Возможны сочетания различных схем.
Заготовки для выдавливания отрезают от прутков или вырубают из
листа. Размер заготовок рассчитывают с учетом потерь на последующую
обработку. Форма заготовки и ее размеры для полых деталей без фланца
соответствуют наружным размерам детали; для деталей с фланцем –
диаметру фланца; для деталей стержневого типа – размерам головки.
Выдавливание можно осуществлять и в горячем состоянии.
Рис. 5.3. Схемы выдавливания: а б – прямого; в г – обратного; д е – комбинированного;
Объемная формовка – формообразование изделий путем заполнения
металлом полости штампа.
Схемы объемной формовки представлены на рис.5.4.
Рис.5.4. Схемы объемной формовки: а – в открытых штампах; б – в закрытых штампах
Она производится в открытых штампах где излишки металла вытекают
в специальную полость для образования облоя (рис.5.4.а) и в закрытых
штампах где облой не образуется (рис.5.4.б). Формовку в закрытых штампах
применяют реже из-за больших сложности и стоимости получения заготовок
точного объема необходимости использования более мощного оборудования
и меньшей стойкости штампов. В закрытых штампах получают в основном
детали из цветных металлов.
Объемной формовкой изготавливают пространственные детали
сложных форм сплошные и с отверстиями. Холодная объемная формовка
требует значительных удельных усилий вследствие высокого сопротивления
металла деформированию в условиях холодной деформации и упрочнения
металла в процессе деформации. Упрочнение сопровождается снижением
пластичности металла. Для облегчения процесса деформирования
оформление детали расчленяется на переходы между которыми заготовку
подвергают рекристаллизационному отжигу. Каждый переход осуществляют
в специальном штампе а между переходами обрезают облой для уменьшения
усилия деформирования и повышения точности размеров деталей.
Заготовкой служит полоса или пруток причем процесс штамповки
может осуществляться непосредственно в полосе или прутке или из штучных
В качестве оборудования используют прессы однопозиционные и
многопозиционные автоматы.
Чеканка – образование рельефных изображений на деформируемом
Чеканка осуществляется в закрытых
фрикционных и гидравлических прессах.
При холодной штамповке коэффициент использования материала
достигает 95 %. При холодном деформировании формируется благоприятная
ориентированная волокнистая структура металла что придает деталям
высокую усталостную прочность при динамических нагрузках. Это
позволяет получать конструкции с меньшими размерами и металлоемкостью
чем у конструкций полученных обработкой резанием не снижая при этом их
надежность. Но для холодной объемной штамповки требуется
дорогостоящий специальный инструмент что делает целесообразным ее
применение только в массовом и крупносерийном производствах.
Листовая штамповка – один из видов холодной обработки давлением
при котором листовой материал деформируется в холодном или подогретом
Листовой штамповкой изготавливаются разнообразные плоские и
пространственные детали – от мелких массой от долей грамма и размерами в
доли миллиметра (секундная стрелка часов) до средних (металлическая
посуда крышки кронштейны) и крупных (облицовочные детали
Толщина заготовки при листовой штамповке обычно не более 10 мм
но иногда может превышать 20 мм в этом случае штамповка осуществляется
с предварительным подогревом до ковочных температур.
При листовой штамповке используют: низкоуглеродистые стали
пластичные легированные стали цветные металлы и сплавы на их основе
драгоценные металлы а также неметаллические материалы: органическое
стекло фетр целлулоид текстолит войлок и др.
Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях
самолетостроении приборостроении электротехнической промышленности.
Основные преимущества листовой штамповки:
возможность изготовления прочных легких и жестких тонкостенных
деталей простой и сложной формы получить которые другими
способами невозможно или затруднительно;
высокие точность размеров и качество поверхности позволяющие до
минимума сократить механическую обработку;
сравнительная простота механизации и автоматизации процессов
штамповки обеспечивающая высокую производительность (30 000 40
0 деталей в смену с одной машины);
хорошая приспособляемость к масштабам производства при которой
листовая штамповка может быть экономически выгодна и в массовом и
в мелкосерийном производствах.
Холодная листовая штамповка заключается в выполнении в
определенной последовательности разделительных и формоизменяющих
операций посредством которых исходным заготовкам придают форму и
Операции листовой штамповки
Операцией листовой штамповки называется процесс пластической
деформации обеспечивающий характерное изменение формы определенного
Различают разделительные операции в которых этап пластического
формообразующие операции в которых заготовка не должна разрушаться в
процессе деформирования. При проектировании технологического процесса
изготовления деталей листовой штамповкой основной задачей является
выбор наиболее рациональных операций и последовательности их
эксплуатационными свойствами при минимальной себестоимости и хороших
Все операции выполняются при помощи специальных инструментов –
штампов которые имеют различные конструкции в зависимости от
назначения. Штампы состоят из рабочих элементов – матрицы и пуансона и
вспомогательных частей – прижимов направляющих ограничителей и т.д.
Пуансон вдавливается в деформируемый металл или охватывается им а
матрица охватывает изменяющую форму заготовку и пуансон.
Разделительные операции предназначены или для получения заготовки
из листа или ленты или для отделения одной части заготовки от другой.
Операции могут выполняться по замкнутому или по незамкнутому контуру.
Отделение одной части заготовки от другой осуществляется
относительным смещением этих частей в направлении перпендикулярном к
плоскости заготовки. Это смещение вначале характеризуется пластическим
деформированием а завершается разрушением.
Отрезка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру на
специальных машинах – ножницах или в штампах.
Рис. 5.5. Схемы действия ножниц: а – гильотинных; б – дисковых
Обычно ее применяют как заготовительную операции для разделения
листов на полосы и заготовки нужных размеров.
Основные типы ножниц представлены на рис. 5.5.
Ножницы с поступательным движением режущих кромок ножа могут
быть с параллельными ножами для резки узких полос с одним наклонным
ножом – гильотинные (рис. 5.5.а). Режущие кромки в гильотинных ножницах
наклонены друг к другу под углом 1 50 для уменьшения усилия резания.
Лист подают до упора определяющего ширину отрезаемой полосы В. Длина
отрезаемой полосы L не должна превышать длины ножей.
Ножницы с вращательным движением режущих кромок – дисковые
(рис. 5.5.б). Длина отрезаемой заготовки не ограничена инструментом.
Вращение дисковых ножей обеспечивает не только разделение но и подачу
заготовки под действием сил трения. Режущие кромки ножей заходят одна за
другую это обеспечивает прямолинейность линии отрезки. Для обеспечения
захвата и подачи заготовки диаметр ножей должен быть в 30 70 раз больше
толщины заготовки увеличиваясь с уменьшением коэффициента трения.
Вырубка и пробивка – отделение металла по замкнутому контуру в
При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки
одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой
оформляют наружный контур детали а пробивкой – внутренний контур
(изготовление отверстий).
Вырубку и пробивку осуществляют металлическими пуансоном и
матрицей. Пуансон вдавливает часть заготовки в отверстие матрицы. Схема
процессов вырубки и пробивки представлена на рис. 5.6.
радиальный зазор между пуансоном и матрицей . Зазор назначают в
зависимости от толщины
и механических свойств заготовки он
приближенно составляет
. При вырубке размеры отверстия
матрицы равны размерам изделия а размеры пуансона на меньше их. При
пробивке размер пуансона равен размерам отверстия а размеры матрицы на
Уменьшение усилия резания достигается выполнением скоса на
матрице при вырубке на пуансоне – при пробивке.
При штамповке мало- и среднегабаритных деталей из одной листовой
заготовки вырубают несколько плоских заготовок для штамповки. Между
смежными контурами вырубаемых заготовок оставляют перемычки
шириной примерно равной толщине заготовки. В отдельных случаях
смежные заготовки вырубают без перемычек (экономия металла при
ухудшении качества среза и снижении стойкости инструмента).
Рис. 5.6. Схема процессов вырубки (а) и пробивки (б) 1 – пуансон 2 – матрица 3 –
Расположение контуров смежных вырубаемых заготовок на листовом
материале называется раскроем. Часть заготовки оставшаяся после вырубки
Высечка составляет основной отход при листовой штамповке. Тип
раскроя следует выбирать из условия уменьшения отхода металла в высечку
Экономия металла может быть получена: уменьшением расхода
металла на перемычки применением безотходного и малоотходного раскроя
повышением точности расчета размеров заготовки и уменьшением
припусков на обрезку.
Рис. 5.7. Примеры раскроя материала с перемычками (а) и без перемычек (б)
Формообразующие операции листовой штамповки
При формообразующих операциях стремятся получить заданную
величину деформации чтобы заготовка приобрела требуемую форму.
Основные формообразующие операции: гибка вытяжка отбортовка
обжим раздача рельефная формовка.
Схемы формообразующих операций представлены на рис. 5.8. Гибка –
образование угла между частями заготовки или придание заготовке
криволинейной формы.
При гибке пластически деформируется только участок заготовки в зоне
контакта с пуансоном 1 (рис. 5.8.а): наружные слои заготовки растягиваются
а внутренние – сжимаются. Деформация растяжения наружных слоев и
сжатия внутренних увеличивается с уменьшением радиуса скругления
рабочего торца пуансона при этом возрастает вероятность образования
трещин. Поэтому минимальный радиус пуансона ограничивается величиной
в пределах 0.1 20 от толщины заготовки в зависимости от механических
При снятии нагрузки растянутые слои заготовки упруго сжимаются а
сжатые – растягиваются что приводит к изменению угла гибки т.е. к
пружинению детали. Это следует учитывать или уменьшением угла
инструмента на величину пружинения или применением в конце рабочего
хода дополнительного усилия.
Гибку производят в штампах а также вращающимися фигурными
роликами играющими роль матрицы на профилегибочных станах.
Рис. 5.8. Формообразующие операции листовой штамповки
Вытяжка – образование полого изделия из плоской или полой
заготовки (рис. 5.8.б).
Вырубленную заготовку диаметром
и толщиной укладывают на
плоскость матрицы 3. Пуансон 1 надавливает на заготовку и она смещаясь в
отверстие матрицы образует стенки вытянутой детали диаметром .
Формоизменение при вытяжке оценивают коэффициентом вытяжки
который в зависимости от механических характеристик металла и
условий вытяжки не должен превышать 21.
возможны потеря устойчивости фланца и
образование складок при вытяжке. Их предотвращают прижимом 2 фланца
заготовки к матрице с определенным усилием
Высокие детали малого диаметра получают за несколько операций
вытяжки с постепенным уменьшением диаметра D полуфабриката и
увеличением его высоты (рис. 5.8.в). При последующих переходах для
предотвращения разрушения металла принимают
Промежуточный отжиг для устранения наклепа позволяет увеличить
Опасность разрушения заготовок устраняют применением смазочных
материалов для уменьшения сил трения между поверхностями заготовок и
При вытяжке зазор между матрицей и пуансоном составляет
Отбортовка – получение борта диаметром
центральной части заготовки с предварительно пробитым отверстием
матрицу (рис.5.8.г).
Формоизменение оценивают коэффициентом отбортовки
который зависит от механических характеристик металла заготовки и
ее относительной толщины
. Большее увеличение диаметра можно
получить если заготовку отжечь перед отбортовкой или изготовить
отверстие резанием создающим меньшее упрочнение у края отверстия.
Отбортовку применяют для изготовления кольцевых деталей с
фланцами и для образования уступов в деталях для нарезания резьбы сварки
а также для увеличения жесткости конструкции при малой массе.
Выделяется отбортовка наружного контура – образование невысоких
бортов по наружному криволинейному краю заготовки.
Обжим – уменьшение периметра поперечного сечения концевой части
Производится заталкиванием заготовки в сужающуюся полость
матрицы (рис. 5.8.д). За один переход можно получить
большего формоизменения выполняют несколько последовательных
Раздача – увеличение периметра поперечного сечения концевой части
полой заготовки коническим пуансоном; это операция противоположная
Рельефная формовка – местное деформирование заготовки с целью
образования рельефа в результате уменьшения толщины заготовки (рис.
Формовкой получают конструкционные выступы и впадины ребра
жесткости лабиринтные уплотнения.
Штампы для листовой штамповки делятся по технологическому
признаку в зависимости от выполняемой операции: вырубные гибочные
вытяжные и т.д. В зависимости от числа выполняемых операций различают
одно- и многооперационные штампы. Многооперационные штампы бывают
последовательного действия в которых операции выполняются
последовательно при перемещении заготовки по нескольким рабочим
позициям штампа и совмещенного действия в которых операции
выполняются на одной позиции например одновременно вырубка и
пробивка вырубка и вытяжка и т.д.
В настоящее время применяют специальные конструкции штампов в
которых металлические пуансоны или матрицы отсутствуют и давление на
материал осуществляется при помощи резины жидкости или сжатого
воздуха (рис. 5.9). При этом резина или жидкость легко удаляются из
штампованной детали а матрица должна быть разъемной.
При изготовлении небольших по глубине изделий пуансон заменяет
резиновая подушка (рис. 5.9.а). С помощью резины можно осуществлять все
операции: вырубку гибку вытяжку формовку. Матрица 3 крепится к столу
а резиновая подушка помещенная в стальную обойму 1 крепится к ходовой
части пресса (толщина заготовки 2 – до 15 мм).
Резиновые пуансоны цилиндрической формы применяются при
вытяжке изделий сложной формы при необходимости увеличения
диаметральных размеров средней части цилиндрических полуфабрикатов
Рис.5.9 Специальные конструкции штампов
При гидравлической вытяжке (рис. 5.9.в) полые детали
цилиндрической конической сферической или другой формы получают
надавливанием на заготовку жидкостью или жидкостью заключенной в
эластичную оболочку.
Прессование – вид обработки давлением при котором металл
выдавливается из замкнутой полости через отверстие в матрице
соответствующее сечению прессуемого профиля.
Это современный способ получения различных профильных заготовок:
прутков диаметром 3 250 мм труб диаметром 20 400 мм с толщиной
стенки 15 15 мм профилей сложного сечения сплошных и полых с
площадью поперечного сечения до 500 см2.
Впервые метод был научно обоснован академиком Курнаковым Н.С. в
13 году и применялся главным образом для получения прутков и труб из
оловянисто-свинцовых сплавов. В настоящее время в качестве исходной
заготовки используют слитки или прокат из углеродистых и легированных
сталей а также из цветных металлов и сплавов на их основе (медь
алюминий магний титан цинк никель цирконий уран торий).
Технологический процесс прессования включает операции:
подготовка заготовки к прессованию (разрезка предварительное
обтачивание на станке так как качество поверхности заготовки
оказывает влияние на качество и точность профиля);
нагрев заготовки с последующей очисткой от окалины;
укладка заготовки в контейнер ;
непосредственно процесс прессования;
отделка изделия (отделение пресс-остатка разрезка).
Прессование производится на гидравлических прессах с вертикальным
или горизонтальным расположением плунжера мощностью до 10 000 т.
Применяются две метода прессования: прямой и обратный (рис. 5.10.)
При прямом прессовании движение пуансона пресса и истечение
металла через отверстие матрицы происходят в одном направлении. При
прямом прессовании требуется прикладывать значительно большее усилие
так как часть его затрачивается на преодоление трения при перемещении
металла заготовки внутри контейнера. Пресс-остаток составляет 18 20 % от
массы заготовки (в некоторых случаях – 30 40 %). Но процесс
характеризуется более высоким качеством поверхности схема прессования
Рис. 5.10. Схема прессования прутка прямым (а) и обратным (б) методом 1 – готовый
пруток; 2 – матрица; 3 – заготовка; 4 - пуансон
При обратном прессовании заготовку закладывают в глухой контейнер
и она при прессовании остается неподвижной а истечение металла из
отверстия матрицы которая крепится на конце полого пуансона происходит
в направлении обратном движению пуансона с матрицей. Обратное
прессование требует меньших усилий пресс-остаток составляет 5 6 %.
Однако меньшая деформация приводит к тому что прессованный пруток
сохраняет следы структуры литого металла. Конструктивная схема более
Процесс прессования характеризуется следующими основными
параметрами: коэффициентом вытяжки степенью деформации и скоростью
истечения металла из очка матрицы.
Коэффициент вытяжки определяют как отношение площади сечения
к площади сечения всех отверстий матрицы .
Скорость истечения металла из очка матрицы пропорциональна
коэффициенту вытяжки и определяется по формуле:
– скорость прессования (скорость движения пуансона).
При прессовании металл подвергается всестороннему неравномерному
сжатию и имеет очень высокую пластичность.
К основным преимуществам процесса относятся:
возможность обработки металлов которые из-за низкой пластичности
другими методами обработать невозможно;
возможность получения практически любого профиля поперечного
получение широкого сортамента изделий на одном и том же прессовом
оборудовании с заменой только матрицы;
высокая производительность до 2 3 ммин.
Недостатки процесса :
повышенный расход металла на единицу изделия из-за потерь в виде
появление в некоторых случаях заметной неравномерности
механических свойств по длине и поперечному сечению изделия;
высокая стоимость и низкая стойкость прессового инструмента;
высокая энергоемкость.
Сущность процесса волочения заключается в протягивании заготовок
через сужающееся отверстие (фильеру) в инструменте называемом волокой.
Конфигурация отверстия определяет форму получаемого профиля. Схема
волочения представлена на рис. 5.16.
Волочением получают проволоку диаметром 0002 4 мм прутки и
профили фасонного сечения тонкостенные трубы в том числе и
капиллярные. Волочение применяют также для калибровки сечения и
повышения качества поверхности обрабатываемых изделий. Волочение чаще
выполняют при комнатной температуре когда пластическую деформацию
сопровождает наклеп это используют для повышения механических
характеристик металла например предел прочности возрастает в 15 2 раза.
Рис. 5.11. Схема волочения. 1 – волока; 2 - заготовка
Исходным материалом может быть горячекатаный пруток сортовой
прокат проволока трубы. Волочением обрабатывают стали различного
химического состава цветные металлы и сплавы в том числе и драгоценные.
Основной инструмент при волочении – волоки различной конструкции.
Волока работает в сложных условиях: большое напряжение сочетается с
износом при протягивании поэтому их изготавливают из твердых сплавов.
Для получения особо точных профилей волоки изготавливают из алмаза.
Конструкция инструмента представлена на рис. 5.12.
Рис.5.12. Общий вид волоки
Волока 1 закрепляется в обойме 2. Волоки имеют сложную
конфигурацию ее составными частями являются: заборная часть I
включающая входной конус и смазочную часть; деформирующая часть II с
(6 18 0 – для прутков 10 24 0 – для труб);
цилиндрический калибрующий поясок III длиной 04 1 мм; выходной конус
Технологический процесс волочения включает операции:
предварительный отжиг заготовок для получения мелкозернистой
структуры металла и повышения его пластичности;
травление заготовок в подогретом растворе серной кислоты для
удаления окалины с последующей промывкой после удаления окалины
на поверхность наносят подсмазочный слой путем омеднения
фосфотирования известкования к слою хорошо прилипает смазка и
коэффициент трения значительно снижается;
волочение заготовку последовательно протягивают через ряд
постепенно уменьшающихся отверстий;
отжиг для устранения наклепа: после 70 85 % обжатия для стали и 99
% обжатия для цветных металлов;
отделка готовой продукции (обрезка концов правка резка на мерные
Технологический процесс волочения осуществляется на специальных
волочильных станах. В зависимости от типа тянущего устройства различают
станы: с прямолинейным движением протягиваемого металла (цепной
реечный); с наматыванием обрабатываемого металла на барабан
(барабанный). Станы барабанного типа обычно применяются для получения
проволоки. Число барабанов может доходить до двадцати. Скорость
волочения достигает 50 мс.
Процесс волочения характеризуется параметрами: коэффициентом
вытяжки и степенью деформации.
Коэффициент вытяжки определяется отношением конечной и
начальной длины или начальной и конечной площади поперечного сечения:
Степень деформации определяется по формуле:
Обычно за один проход коэффициент вытяжки не превышает 13 а
степень деформации – 30 %. При необходимости получить большую
величину деформации производят многократное волочение.
Поскольку волочение производят в условиях холодной деформации
оно обеспечивает точность размеров (стальная проволока диаметром 1 16
мм имеет допуск 002 мм) низкую шероховатость поверхности получение
очень тонкостенных профилей. Схема волочения труб на жесткой оправке и
примеры профилей полученных волочением представлены на рис. 5.13.
Волочение на жесткой оправке применяется для трубчатых изделий
ограниченной длинны. Для труб большой длинны применяется метод
волочения на «плавающей» оправке.
Рис.5.13. Схема волочения труб на жесткой оправке (а) и примеры профилей полученных
Операции объемной и холодной штамповки. Изделия. Область
Операции холодной листовой штамповки. Изделия. Область
Технология получения изделий листовой штамповки.
Технологические схемы прямого и обратного прессования прутков и
Технологическая схема волочения проволоки и прутков. Конструкция.
Технологические схемы волочения труб (трубок).

Перечень (16).pdf

31 0 6 .1 6 .0 0 .0 0 0 .

Модуль 16 спечённые изделия.pdf

Модуль 16. Производство
Пластмассы. Получение изделий из пластмасс.
Производство спеченных изделий
Спеченное изделие – изделие полученное из порошка путем его
формования и спекания.
Формование – придание бесформенной массе порошка заданной
формы (и предварительное закрепление этой формы).
Спекание – нагрев формованного изделия до высокой температуры (но
без расплавления основы) для окончательного закрепления формы.
Основа – основной (плавный) компонент в смеси порошков.
Порошковая металлургия – производство производящее спеченные
Порошки из которых производят
металлические и неметаллические.
Историческая справка
26 год – русский ученый П.Г. Соболевский впервые применил
технологию порошковой металлургии (порошковую технологию) для
изготовления из порошкообразной платины монеты по 3 6 12 рублей.
Конец XIX века – порошковая технология используется для получения
из порошкообразного вольфрама компактного металла (слитков).
26 год – порошковая технология используется для получения из
порошков карбидов и кобальта твердых сплавов.
Рис. 16.1. Технологическая схема производства спеченных изделий
«Отделка» или дополнительная обработка может применяться с целью
повышения точности размеров спеченных изделий (обработка резанием
холодная объемная штамповка) или придания новых свойств (пропитка
маслом расплавленным металлом) и с др. целями. Очень часто «отделка»
отсутствует. Процесс изготовления спеченных изделий завершается
Производство порошков
Способов производства порошков очень много. Все их можно
разделить на две группы: механическое измельчение физико-химические.
Механическое измельчение твердого металла – размол в мельницах.
Рис. 16.2. Схема помола в шаровых мельницах1– барабан; 2 – шары; 3 – измельченный
материал; n – частота вращения барабана n=10 500 обмин
Когда барабан вращается шары в нем перекатываются и дробят
попадающий под них материал. Чем материал хрупче тем размол
Принципиально другой способ механического
дробление (распыление) жидкого материала.
Рис. 16.2. Получение металлических порошков дроблением жидкого металла
Струю расплава 3 подают из емкости 2 на вращающийся со скоростью
до 24000 обмин водоохлаждаемый диск 6 на его вогнутой поверхности
образуется пленка жидкого металла 5 от которой затем отрываются капличастицы 4 преимущественно размером 100 мкм и кристаллизуются в
атмосфере инертного газа со скоростью 105 106 0Ссек.
Получение порошка электролитическим способом (в электролизере)
Рис. 16.3. Электролитический способ получения порошков (меди).
Металлические порошки электролитическим способом получают в
ванне электролизера 1 наполненной электролитом 2 (CuSO4 +H2SO4+H2O).
Если приложить к электролизеру напряжение как показано на рисунке 16.3.
то медный анод 4 будет растворяться а на катоде 3 будет выделяться медь.
При определенных условиях электролиза (напряжение концентрация и
температура раствора) медь на катоде будет выделяться в виде рыхлого
пористого осадка который осыпается на дно ванны в виде порошка.
Существуют десятки других способов физико-химического получения
порошков металлов и неметаллов.
Любой материал раздробленный в порошок сильно отличается по
свойствам от того же самого плотного компактного материала. Например
практически любой химически инертный компактный материал
раздробленный в порошок становится токсичным (ядовитым) и пирофорным
(пожаро- и взрывоопасным).
Подготовка порошков к формованию
- удаляются с поверхности порошковых частиц адсорбированный на
- удаляется с поверхности порошковых частиц оксид (кислород)
MeO + H 2 Me + H 2 O пар
Классификация – разделение порошка на фракции по крупности
1. Рассеивание на ситах.
Сито имеет ячейки определенных размеров. При рассеивании порошка
на сите остаются частицы порошка более крупные чем ячейки сита а более
мелкие чем ячейки сита проваливаются.
2. Седиментация. Порошок разбалтывают в жидкости. Полученную
суспензию отстаивают. Первыми выпадают на дно самые крупные частицы
затем более мелкие. Если сливать суспензию через определенные
промежутки времени то на дне будут оставаться частицы определенной
1. Смешивают частицы одной физической природы (одного вещества)
разной крупности в определенных пропорциях.
2. Смешивают частицы разной физической природы (разных веществ)
в определенных пропорциях.
Способов формования (принципиально разных) существует много
(десятки). Для примера рассмотрим один из них простейший (самый
наглядный) - формование прессованием.
Рис. 16.4. Схема формования прессованием.
На рисунке 16.4. показана завершающая фаза прессования. Процесс
начинается с того что в собранную матрицу (к корпусу 2 присоединено дно
) засыпается порция порошка. Пуансон 1 опускается сверху вниз входит в
матрицу и спрессовывает порошок в изделие 4 определенной формы и
размеров (прессовку). Прессовка обладает невысокой прочностью (частицы
порошка слабо сцеплены между собой).
t сп - температура спекания;
t пл - температура плавления основного компонента в смеси порошков.
Поскольку в смеси порошков из которой получена прессовка могут
более легкоплавкие и более тугоплавкие чем основной компоненты есть
разные процессы спекания.
Спекание в твердой фазе. Ни один из компонентов прессовке не
Спекание с жидкой фазой. Легкоплавкие компоненты прессовки
расплавляются при t сп . В этом случае возможны два варианта развития
1. Спекание с исчезающей жидкой фазой. Расплавившийся компонент
в процессе спекания (при t сп ) растворяется в переплавившейся (твердой)
2. Спекание с неисчезающей жидкой фазой. Расплавившийся
компонент остается жидким до конца процесса спекания затвердевает при
охлаждении после спекания.
окончательно закрепляется форма изделия.
идет процесс развития сил межчастичного сцепления. Главное за
счет чего обеспечивается увеличение прочности прессовки диффузия.
мелкие частицы объединяются в более крупные.
уменьшается пористость прессовки (изделия).
уменьшаются размеры изделия.
Разновидности спеченных изделий
Компактные тугоплавкие металлы.
Тугоплавкие металлы (Nb Mo Ta W) получают методами
гидрометаллургии (реакции в водных растворах). Гидрометаллургия выдает
свою продукцию в виде металлических порошков. Получать слитки
непосредственно плавлением порошков и кристаллизацией расплавов в
изложницах очень трудно. t пл = +2500оС t пл Mo = +2620оС t пл Ta = +2900оС
Поэтому слитки получают «обходным путем». Из порошка
тугоплавкого металла прессуют изделия в виде прямоугольных
параллелепипедов (штабики) и спекают их при температуре существенно
более низкой чем температура плавления тугоплавкого металла.
Соединения тугоплавких металлов (W Ta Hf Nb) с углеродом азотом
бором кремнием обладают чрезвычайно высокой термостойкостью
существенно превышающей +3000оС (некоторые даже больше +4000оС). Все
эти карбиды нитриды бориды и силициды очень хрупкие. Такое сочетание
свойств очень затрудняет изготовление изделий из них. Единственный
эффективный способ получения суперогнеупорных (термостойких) изделий –
порошковая металлургия (из порошка-огнеупора прессуют изделие и
сплавов (главного материала современных
металлорежущих инструментов) – карбиды WC TiC TaC. Они очень
твердые хрупкие тугоплавкие. Для получения из них пластинок которыми
оснащаются режущие инструменты порошки карбидов смешивают с
небольшим количеством порошка кобальта. Из смеси прессуют пластинки
которые затем спекают.
Аналогичным способом изготовляются и другие современные
инструментальные материалы (минералокерамика керметы сверхтвердые).
Дисперсно-упрочненные материалы
Типичный представитель этого типа материалов:
Если раздробить алюминий до крупности частиц 1 мкм то на воздухе
они окислятся. Из окисленной алюминиевой пудры прессуют заготовку. При
прессовании пленки оксида (Al2O3) рвутся и между частицами алюминия
происходит (частично) холодная сварка. При последующем спекании
получается сплошная алюминиевая матрица в которой равномерно
распределены упрочняющие сферические (сфероидезация произошла путем
диффузии) частицы Al2O3.
САП материал с плотностью алюминия и прочностью стали (средней
Если порошок получен способом дробления жидкого металла то
частицы будут шариками. Отсортировав (на сите отсеяв) частицы одной
крупности можно сформовать материал с порами строго заданной
крупности. Из такого материала изготовляют эффективные фильтры
самосмазывающиеся подшипники.
«Потеющие» материалы
Пористый материал (см. выше) изготовляют из тугоплавкого металла
(например W t пл W=+3380 оС). Этот пористый материал (матрица)
пропитывают расплавом более легкоплавкого металла (например Cu t пл Cu =
+1083 оС). Этот металл (Cu) имеет температуру кипения ниже температуры
плавления тугоплавкой матрицы (W). В результате получается материал
(изделие) чрезвычайно высокой термостойкости. Если его нагревать (с любой
степенью интенсивности) то нагреть удастся только до температуры кипения
пропитки ( t кип Cu = +2600 С ). Дальше температура повышаться не будет до тех
пор пока вся пропитка не выкипит.
Фрикционные материалы
Это очень сложные композиции составленные из разных сильно
отличающихся по физическим свойствам компонентов (медь графит
сульфиды асбест кремнезем и т.д.). Объединить их в единое целое можно
только по технологии порошковой технологии. Получаются очень
эффективные тормозные колодки.
Конструкционные материалы.
То что было перечислено выше создает впечатление что порошковая
металлургия изготовляет какие-то особенные изделия с очень высокими
Но ее можно применить и для изготовления из порошков железа меди
и др. металлов (и неметаллов) обычных рядовых деталей машин и приборов
(втулки кольца валики кулачки зубчатые колеса и др.). Причем эти изделия
могут оказаться и более дешевыми и с более высокими служебными
Пластические массы или пластмассы - это группа материалов
состоящих полностью или частично из полимеров и обладающих на
некоторой стадии переработки пластичностью. Пластичность - способность
тела к пластической деформации которая заключается в изменении формы
тела под влиянием внешних механических усилий без нарушения связи
между частицами. При этом новая форма сохраняется после прекращения
внешних воздействий. Механическая прочность отдельных видов пластмасс
превышает прочность дерева металла и керамики в то же время они
значительно легче этих материалов. Пластические массы могут быть не
только твердыми но и эластичными как каучук. Они отличаются высокими
диэлектрическими свойствами и без труда подвергаются переработке в
готовые изделия самых различных и сложных форм: легко прессуются
отливаются шлифуются полируются вытягиваются в нити и плёнки. Эти
замечательные качества пластических масс обеспечили им широчайшее
распространение в технике при изготовлении деталей машин приборов в
производстве летательных аппаратов автомобилей вагонов судов и т.п. в
медицине быту и сельском хозяйстве. Трудно назвать отрасль народного
хозяйства в которой бы не применялись пластические массы. Однако
пластмассы имеют низкую теплостойкость подвержены "старению".
Большинство из них может работать при температурах до 150 градусов и
только некоторые до 300. Старение пластических масс - процесс при
котором под влиянием различных факторов (окисления облучения и т.п.)
изменяются состав и структура макромолекул.
Примеры пластических масс
Некоторые пластические массы состоят только из полимера - простые
пластмассы другие представляют собой композицию в которой помимо
полимера присутствуют наполнители пластификаторы красители
отвердители стабилизаторы - наполненные пластмассы. Основой всякой
пластмассы являются высокомолекулярные полимерные вещества
связывающие воедино все компоненты композиции. Эти полимеры
называются связующими. Наполнители - вещества непластичные. Это могут
быть тонко измельченные твердые материалы - древесная мука гипс каолин
сажа графит тальк и др. волокнистые - хлопок текстильные очесы
асбестовое волокна и т.д. Наполнители улучшают механические и
химические свойства пластмасс например повышают теплостойкость
прочность не горючесть водостойкость электроизоляционные свойства
улучшают внешний вид и т.п. Поскольку в качестве наполнителей
используют дешевые вещества введение их в композицию снижает
стоимость готовых изделий. Пластификаторы - вещества главным образом
жидкости добавление которых в композицию облегчает переход смеси в
пластическое состояние а следовательно улучшает процесс формирования
изделий из пластических масс. В качестве пластификаторов используют
камфору касторовое масло дибутилфталат и другие вещества. Красители
вводят в смеси для придания изделиям определённой окраски. Отвердители
добавляют в смесь для изменения структуры полимеров - превращение
линейных молекул в пространственные и тем самым получения
нерастворимой и твердой массы.
способствующие сохранению первоначальных свойств полимеров и
предотвращающие изменение их свойств со временем. Пластические массы в
зависимости от химической природы и способа синтеза полимеров делятся
Пластмассы на основе высокомолекулярных соединений
полученных цепной полимеризацией: пластмассы на основе полимеров
этилена винилового спирта и их производных.
полученных поликонденсацией: пластмассы на основе фенолоальдегидных
(фенопласты) аминоформальдегидных смол (аминопласты) и др.
Пластмассы содержащие природные полимеры: простые и сложные
эфиры целлюлозы (целлулоид этролы) белковые вещества (галлалит) и др.
Пластмассы на основе природных и нефтяных асфальтов а также на
Кроме того в промышленности получают пластмассы смешанного
типа которые содержат смолы различных классов; при этом получают
материалы обладающие разнообразными свойствами. В зависимости от типа
полимеров входящих в состав пластических масс различают
термопластичные пластмассы (термопласты) и термоактивные пластмассы.
Некоторые органические пластические материалы встречаются в
природе например асфальт битум шеллак смола хвойных деревьев и копал
(твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные
органические формуемые вещества называют смолами. В ряде случаев в
качестве сырья применяются природные полимеры – целлюлоза каучук или
канифоль; чтобы достичь желаемой эластичности их подвергают различным
химическим реакциям. Например целлюлозу посредством разнообразных
реакций можно превратить в бумагу моющие средства и другие ценные
материалы; из каучука можно получить резину и изолирующие материалы
используемые как покрытия; канифоль после химической модификации
становится более прочной и устойчивой к действию растворителей.
Хотя модифицированные природные полимеры и находят
промышленное применение большинство используемых пластмасс являются
синтетическими. Органическое вещество с небольшой молекулярной массой
(мономер) сначала превращают в полимер который затем прядут отливают
прессуют или формуют в готовое изделие. Сырьем обычно являются
простые легко доступные побочные продукты угольной и нефтяной
промышленности или производства удобрений.
Слово «полимер» - греческого происхождения. Буквально полимер это молекула состоящая из многих (поли-) частей (мерос) каждая из которых
представляет собой мономерное т.е. состоящее из одной (монос) части звено
полимерной цепи. Реакция получения полимера из мономера называется
полимеризацией. Полимерные молекулы обычно представляют собой очень
длинные цепи линейные или разветвленные. Образование этих молекул
возможно благодаря тому что атомы углерода легко и прочно соединяются
друг с другом и со многими другими атомами.
полимеризация и поликонденсация.
В присоединительной полимеризации мономеры присоединяются друг
к другу непосредственно без изменения состава. Например молекулы
этилена H2C=CH2 состоящие из 6 атомов каждая соединяются образуя
полиэтилен. Фрагмент полиэтиленовой цепи выглядит следующим образом:
Вся цепь содержит более 6000 атомов. Углеродные атомы цепи
соединены простыми (одинарными) а не двойными связями (рис. 16.5.).
Полиэтиленовая цепь представленная шаро-стержневой моделью в которой
стержни изображают химические связи (в данном случае все связи простые)
большие шары - атомы углерода малые - водорода. Темный фрагмент слева
от центра представляет мономерную единицу из 2 атомов углерода и 4
атомов водорода. Каждая молекула этилена (исходного мономера) перед тем
как она вошла в цепь содержала двойную связь.
Рис. 16.5. Полиэтиленовая цепь.
Эту реакцию можно записать как nH2C=CH2 [–CH2–CH2–]n где n
(число составных звеньев) может достигать 1000 и более т.е. структура в
скобках должна повторяться 1000 и более раз. Сходным образом этиленоксид
C2H4O превращается в полиэтиленоксид согласно схеме:
Эти структуры возможны поскольку углеродный атом образует четыре
связи с другими атомами кислород – две а водород – одну связь.
Присоединительная полимеризация редко идет самопроизвольно. Она
может быть инициирована определенными катализаторами обычно
свободнорадикальными катионными или анионными. Инициированные ими
реакции экзотермические (идущие с выделением тепла). Промышленные
полимеризационные процессы проводимые в интервале температур от –800С
до 1200С дают большие выходы полимеров за короткое время.
При поликонденсации два или несколько различных мономеров
реагируют образуя цепь. При этом от их молекул отщепляются небольшие
фрагменты которые соединяясь друг с другом обычно образуют воду т.е. в
конечном полимерном продукте присутствуют не все атомы мономеров.
Важное условие поликонденсации состоит в том чтобы каждый мономер
был бифункциональным т.е. содержал две функциональные группы; обе они
могут реагировать с функциональными группами другого компонента.
Функциональные группы - это те части молекулы которые непосредственно
участвуют в химической реакции т.е. места где атомы ионы радикалы или
другие группы могут либо отщепляться от молекулы либо присоединяться к
Например гексаметилендиамин H2N(CH2)6NH2 имеет две аминогруппы
HOOC(CH2)4COOH имеет две карбоксильные группы COOH поэтому ее
называют дикарбоновой или двухосновной кислотой. В реакции
поликонденсации типичной для всех диаминов и двухосновных кислот
гексаметилендиамин и адипиновая кислота отщепляя воду образуют цепь:
Реакция на этом не заканчивается поскольку образующиеся
промежуточные соединения также бифункциональны и могут реагировать с
мономерами или друг с другом. Конечным результатом являются длинные
линейные цепи повторяющихся звеньев –HN(CH2)6NH(O)C(CH2)4CO–. Схема
реакции показана ниже. Полимеры такого типа называют полиамидами
поскольку они содержат много амидных групп C(O)– они более известны
под общим названием нейлоны.
Другим большим семейством продуктов поликонденсации являются
полиэфиры. Из них особенно важен полимер получаемый взаимодействием
терефталевой кислоты HOOC–C6H4–COOH и этиленгликоля HO–CH2–CH2–
OH. Этот полимер известный как терилен или дакрон состоит из
повторяющихся звеньев следующего строения:
Термопласты. Все линейные или слегка разветвленные полимеры
термопластичны. Это означает что они могут многократно размягчаться при
нагревании и затвердевать при охлаждении. При этом в сущности
физическом процессе похожем на повторяющиеся расплавление и
кристаллизацию металла химических изменений не происходит.
Молекулы линейных полимеров химически инертны по отношению
друг к другу и связаны между собой лишь силами Ван-дер-Ваальса. При
нагревании вязкость таких полимеров уменьшается и они способны обратимо
переходить сначала в высокоэластическое а затем и в вязкотекучее
состояния (рис. 16.6.).
Рис.16.6. Схематическая диаграмма вязкости термопластичных полимеров в зависимости от
температуры: Т1 – температура перехода из стеклообразного в высоко эластичное
состояние Т2 – температура перехода из высокоэластичного в вязкотекучее состояние.
пластмассы). Если процесс полимеризации протекает более чем в двух
направлениях то возникают молекулы образующие не линейные цепи а
трехмерную сетку. Эти полимеры можно размягчить нагреванием но при
охлаждении они превращаются в твердые неплавящиеся тела которые
невозможно снова размягчить без химического разложения. Материалы
такого рода называют реактопластами. Необратимое затвердевание
вызывается химической реакцией сшивки цепей.
Важным процессом этого
полимеризация дивинилбензола:
В дивинилбензоле две двойные винильные связи. В ходе
полимеризации они образуют трехмерную сетчатую структуру. При
нагревании полученный полимер медленно разлагается.
Хорошо известный реактопласт – феноло-формальдегидную смолу –
получают поликонденсацией фенола с формальдегидом. Первая стадия
выглядит следующим образом:
Тригидроксиметилфенол реагируя с фенолом способен отщеплять
воду и образовывать трехмерную сетчатую структуру:
Из вышесказанного следует простой и логичный вывод: все линейные
полимеры термопластичны а все сшитые сетчатые полимеры
реактопластичны (термореактивны). Очевидно структура мономерных
единиц и их функциональных групп позволяют предсказать тип пластмассы
получаемой при полимеризации.
Технические свойства пластмасс.
Механические и физические свойства пластмасс можно изменять в
широких пределах смешиванием полимеров добавлением пластификаторов
и наполнителей подбором условий формования и конструкции формуемых
Наполнители. Наилучшие результаты получены рациональным
подбором наполнителей. Термореактивные смолы по своей природе хрупки
и за исключением фенольных редко используются без волокнистых
наполнителей. Чаще всего применяются древесные опилки хлопковые
очесы целлюлозные волокна и ткани асбест и стекловолокно. Последнее
позволяет получать слоистые структуры со значительно большей
прочностью чем целлюлозные или органические волокна.
Плотность большинства пластмасс лежит в пределах 092 154 гсм3
что много ниже плотности легких металлов. Введение хлора в молекулу
повышает плотность например у поливинилхлорида она равна 17 гсм3. У
полипропилена наименьшая плотность среди пластиков; полистирол лишь
чуть тяжелее воды. У пластиков с минеральными наполнителями плотность
возрастает пропорционально содержанию наполнителя. Пенопласты и
сотовые структуры сделанные из бумаги и тканей пропитанных пластиками
открывают возможность получения легких материалов высокой прочности.
Прозрачность. Аморфные полимеры светлые и прозрачные. Степень
прозрачности оценивается по пропусканию света. У полиметилметакрилатов
она наибольшая (свыше 90% светопропускания); полистирол и органические
простые и сложные эфиры целлюлозы также обладают хорошей
светопроницаемостью.
Электрическое сопротивление некоторых пластиков велико и они
находят разнообразные применения в электронном оборудовании.
Полистирол полиэтилен полиметилметакрилат полипропилен и тефлон
(политетрафторэтилен) обладают прекрасными диэлектрическими и
изолирующими свойствами.
Термостойкость. Некоторые пластические материалы особенно
полиимиды кремнийорганические полимеры и тефлон проявляют
исключительную термостойкость но с трудом поддаются прямому
прессованию или литьевому формованию. Силиконовые каучуки можно
формовать как резину но процесс вулканизации продолжительный а
продукты непрочны. Тефлон можно медленно выдавливать при высоких
температурах; получающиеся изделия тверды и устойчивы (без деструкции и
разложения) при температурах до 2600С в течение длительного времени.
Несмотря на несколько большую термостойкость термоотверждающиеся
пластики (реактопласты) не выдерживают продолжительного нагрева до
00С; этот предел можно повысить примерно до 2500С добавлением
минеральных наполнителей.
Хладостойкость существенна для гибких элементов используемых на
открытом воздухе или в холодильниках. Сополимеризация и использование
пластификаторов позволяет пластмассам удовлетворительно выдерживать
Хемостойкость. Некоторые пластические материалы обладают
исключительной устойчивостью к кислотам щелочам и растворителям.
Термореактивные смолы в общем не поддаются воздействию обычных
растворителей. Щелочи и кислоты мало влияют на фенольные пластмассы
хотя их наполнители в некоторых случаях могут набухать. Пластмассы на
основе мочевины слегка набухают в водных растворах пластмассы на основе
меламина несколько более устойчивы.
Некоторые растворители влияют на большинство термопластов.
Углеводородные смолы обычно растворимы в ароматических углеводородах
но вода и низшие спирты не влияют на них. Полистирол чрезвычайно
устойчив к сильным минеральным кислотам и щелочам. Поливиниловый
спирт устойчив практически ко всем органическим растворителям но
растворим в воде. Ацетат целлюлозы проявляет хорошую устойчивость
почти ко всем растворителям кроме кетонов однако поглощает некоторое
количество воды. Ацетат- пропионат- бутират- и этилцеллюлозы не
подвержены воздействию влаги.
Прочность на растяжение. Предел прочности на растяжение есть
максимальное растягивающее усилие которое материал может выдержать
без разрыва. Большинство пластмасс имеют предел прочности на растяжение
в диапазоне 48 83 МПа; в некоторых случаях волокнистые наполнители
увеличивают прочность на растяжение. Линейные кристаллические
материалы подобные нейлону после ориентации вытягиванием значительно
повышают свою прочность на растяжение (до 276 414 МПа).
Прочность на сжатие. Предел прочности на сжатие есть
максимальное давление которое материал может выдержать без изменения
(уменьшения) объема. Армированные пластики обладают более высокими
пределами прочности на сжатие (более 200 МПа) чем ненаполненные
винильные полимеры (ок. 70 МПа).
Ударопрочность. Наполнители особенно волокнистые повышают
ударопрочность и обычно используются в термореактивных смолах.
Некоторые линейные термопласты например нейлон полиформальдегид и
поликарбонаты обладают исключительной ударопрочностью.
Переработка и использование пластмасс.
Методы обработки термопластов для получения изделий из них часто
отличаются от методов обработки термореактивных материалов; ниже
описаны наиболее важные из этих процессов.
Термопласты любого химического
обрабатываются несколькими методами.
состава - полиолефины
Экструзия (рис. 16.6.) используется для производства волокон пленок
листов труб стержней и т.п. Она сравнима с экструзией таких легких
металлов как алюминий. Пластмасса загружаемая в экструдер в виде
порошка или гранул поступает в камеру нагреваемую электричеством или
паром. Вращающийся винт (шнек) выдавливает ее из обогреваемой камеры
через отверстие желаемой формы. В потоке воздуха около отверстия или в
охлаждающей емкости материал застывает по мере того как он выходит из
экструдера. По валкам формованная пластмасса попадает на ленточный
конвейер где товар скатывают в рулоны или разрезают на отрезки
подходящей длины. Обрабатывать таким способом можно как твердые так и
поливинилхлорид и его сополимеры эфиры целлюлозы синтетические и
природные каучуки. Электрические провода и кабели обычно покрывают
изоляцией посредством экструзии.
Рис.16.6. Схематическое изображение простейшей экструзионной машины 1 – загрузочная
воронка; 2 – шнек; 3 – основной цилиндр; 4– нагревательные элементы; 5 – выходное
отверстие головки экструдера а – зона загрузки; б – зона сжатия; в – зона гомогенизации
Выдувное формование (пневмоформование) (рис. 16.7.) используют для
изготовления бутылок и других емкостей или пленок. Отмеренное
количество материала формуют в виде трубы посредством литьевого
формования (литья под давлением) или экструзии. Один конец трубы
заплавляют и помещают ее в разборную форму. Подавая воздух в горячую
пластмассовую трубу ее раздувают так что она заполняет полость формы и
превращается таким образом в готовое изделие.
Рис.16.7. Схематическая диаграмма объясняющая стадии процесса пневмоформования а –
заготовка помещенная в открытую пресс-форму; б – закрытая пресс-форма; в – вдувание
воздуха в пресс-форму; г – открывание пресс-формы. 1 – заготовка; 2 – игла для подачи
воздуха; 3 – пресс-форма; 4 – воздух; 5 – изделие изготовленное методом пневмоформования
Метод заливки (ротационное литье) (рис. 16.8). Жидкий материал
(пластизоль) заливают в полую форму где путем вращения его распределяют
по стенкам с последующим удалением избытка пластизоля. На внутренней
поверхности формы остается слой материала который при нагревании
превращается в эластомер. После охлаждения готовое изделие извлекают из
формы. Точность изготовления возможность получения деталей сложной
конфигурации и низкие производственные затраты главные преимущества
Рис. 16.8. В процессе ротационного литья полые формы наполненные полимерным
материалом одновременно вращают вокруг первичной и вторичной осей 1 – первичная ось; 2 –
вторичная ось; 3 –деталь разъемной формы; 4 – полости формы; 5 – кожух зубчатой
передачи; б – к мотору
Литьевое формование (рис. 16.9) может быть использовано для любых
термопластов от полипропилена до тефлона. Это наиболее практичный и
быстрый метод изготовления предметов со сложным профилем. Материал
обычно в виде небольших гранул нагревают в камере в отсутствие воздуха.
Когда пластмасса разжижается плунжер выдавливает ее через отверстие в
холодную форму. Материал быстро охлаждается и после затвердевания
автоматически выбрасывается при открывании формы.
Рис.16.9. Схематическое изображение процесса литьевого формования 1 –
компаундированный пластический материал; 2 – загрузочная воронка; 3 – поршень; 4 –
электрический нагревательный элемент; 5 – стационарная часть формы; 6 – подвижная
часть формы; 7 – основной цилиндр; 8 – торпеда; 9 – размягченный пластический материал;
– пресс-форма; 11 – изделие
Вакуум-формование (рис. 16.10.).термопласта толщиной до
мм и шириной до 1–2 м осторожно нагревают до размягчения. Затем его
помещают поверх формы так что вакуум засасывает пластик в полости и
выемки формы. После этого лист охлаждают и он затвердевает. Этот метод
позволяет делать большие секции стен которые было бы невозможно
отформовать стандартным литьевым формованием. Дополнительным
преимуществом является использование недорогих штампов и оборудования.
Рис.16.10. Схема процесса вакуумного формования 1 – зажим; 2 –лист термопласта; 3 –
пресс-форма; 4 – изделие полученное методом вакуумного формования
Формование в матрицу (рис. 16.11). В этом методе используются
формы с мелкими углублениями и полостями.термопласта зажимают
над формой и нагревают. После достижения температуры формования между
формой и листом создают вакуум. Атмосферное давление вдавливает
размягченный лист во все углубления формы. После остывания листа
зажимы отпускают и готовое изделие снимают. Процесс используется для
получения детального неглубокого рельефа на поверхности изделия.
Рис. 16.11. Схема процесса формования листовых термопластов 1 – лист
термопластического материала; 2 – зажим; 3 – пуансон; 4– размягченный нагревом лист; 5 –
матрица; 6 – изделие полученное методом формования листовых термопластов
«Драпировочное» формование (из листов вытяжкой на пуансоне). В
этом методе используются выпуклые формы.термопластика
поддерживается зажимами формы над ее самой высокой точкой. По мере
нагревания и размягчения лист постепенно оседает и как бы драпирует
наиболее выпуклые части формы. Когда лист нагреется до температуры
формования края листа плотно прижимают к наружному краю формы и
создают между листом и поверхностью формы вакуум для завершения
процесса. Этот метод дает возможность создать более глубокий рельеф
поскольку до подачи вакуума лист естественным путем растягивается.
Каландравание (рис. 16.12.) Процесс каландрования обычно применяют
для производства непрерывных пленок и листов. Основной частью аппарата
металлических валков вращающихся в противоположных направлениях и
устройство для точного регулирования зазора между ними. Зазор между
валками определяет толщину каландрованного листа. Полимерный компаунд
подается на горячие валки а лист поступающий с этих валков охлаждается
при прохождении через холодные валки. На последнем этапе листы
сматываются в рулоны. Однако если вместо листов требуется получить
тонкие полимерные пленки применяют серию валков с постепенно
уменьшающимся зазором между ними. Обычно в листы каландруют такие
полимеры как поливинилхлорид полиэтилен каучук и сополимер
бутадиена стирола и акрилонитрила.
Рис.16.12. Схема аппарата для каландрования 1 – полимерный компаунд; 2 – каландровочные
валки: горячие (3) и холодный (4); – каландрованный лист; 6 – направляющие валки; 7 –
сматывающее устройство
При использовании в каландровочной машине профилированных
валков можно получать тисненые листы различных рисунков. Различные
декоративные эффекты такие как имитация под мрамор могут быть
достигнуты путем введения в каландр смеси компаундов различных цветов.
Технология обработки под мрамор обычно используется в производстве
плиток для пола из поливинилхлорида.
Вспенивание. Для приготовления пенопластов требуется либо
использование газовыделяющего агента равномерно распределенного в
массе либо растворение газа в мягкой пластической массе под давлением с
последующим вспениванием массы когда давление снимается. Варианты
метода зависят от используемого пластика. Ацетат целлюлозы поливинилы
полиэтилен фенольные смолы полистирол и полиэпоксиды можно легко
вспенить. Пенопласты используют как флотационный материал
теплоизолятор и ударопрочную арматуру. В авиапромышленности они
используются как легкие армирующие элементы для крыльев причем
материал обычно вспенивают на месте в крыле.
Рис.16.13. Схематическое изображение ячеистых структур открытого и закрытого типов
образующихся в процессе вспенивания 1- дискретные (закрытые) ячейки; 2 –
взаимопроникающие (открытые) ячейки; 3 –стенки ячеек
Термореактивные материалы всякого рода например фенолоформальдегидные и мочевино-формальдегидные смолы эпоксидные смолы и
бисмалеимиды обрабатывают следующими методами.
Прямое прессование. Этот способ используется в производстве
твердых термостойких устойчивых к деформации предметов - гребней
оправ для очков ручек кастрюль телефонных трубок пепельниц корпусов и
панелей радиоприемников и телевизоров холодильников стиральных машин
Рис.16.12. Схематическое изображение пресс-формы используемой в процессе прямого
формования 1 – полость формы наполненная термореактивным материалом; 2 –
направляющие шипы; 3– заусенец; 4 – сформованное изделие
Порошкообразную пластмассу обычно предварительно спрессовывают
в заготовки имеющие чуть больший объем и вес чем готовое изделие. Часто
желательно особенно в случае больших размеров детали и вязких
материалов предварительно нагреть заготовку поместив ее между
электродами высокочастотной печи. Время и температуру предварительного
нагревания следует контролировать не допуская преждевременной
вулканизации. После введения заготовки в нагреваемую полость прессформа закрывается и подается давление; материал переходит в полужидкое
состояние и заполняет пресс-форму. Его выдерживают в форме пока он не
заполимеризуется и станет неплавким. Время вулканизации зависит от
толщины формуемого изделия. С помощью многогнездных пресс-форм за
один цикл формовки можно получить несколько изделий при этом число
гнезд ограничено размерами и мощностью пресса. Пресс-формы бывают
поршневые и полупоршневые а также с отжимным рантом (последние
наиболее употребительные). После окончания вулканизации давление
снимают форму открывают и изделия выталкиваются. Все части формы
делают из закаленной стали и частично хромируют чтобы они выдерживали
металлические включения и его профиль сложен а в остальном похоже на
прямое формование. Прессуемое соединение загружают в отдельную камеру
и когда форма закрывается тесно прилегающий плунжер выдавливает
вещество из камеры в полость формы.
Получение слоистых материалов (ламинирование). Слоистые
материалы (ламинаты) получают из бумаги или ткани пропитанной
термореактивной смолой. В качестве наполнителей применяются текстиль
бумага и глина обычно в форме листов; так формуют простые предметы листы стержни или трубы. Под воздействием температуры и давления слои
спекаются. Толщина слоистого материала определяется числом листов
помещаемым между пластинами пресса.
Рис. 16.13. Схематическое изображение метода наслоения листов вручную 1 - чередующиеся
слои полимера и стеклоткани; 2 - пресс-форма; 3 - прокатывающий ролик
Декоративные ламинаты имитирующие различные породы дерева
мрамор и цветные плиты широко применяются для изготовления столешниц
и облицовки стен. В производстве слоистых материалов для промышленного
использования в качестве пропитки используются формальдегидные смолы а
в производстве светлоокрашенных декоративных материалов - меламиновые
полиэфирные и эпоксидные смолы.
Разработаны смолы которые можно формовать при атмосферном
давлении. Армированные пластики включают полиэфиры усиленные
стекловолокном. Многие полиэфирные слоистые материалы можно
изготовить контактным прессованием формуя насыщенный волокном
материал в открытых формах и вулканизируя их нагревом светом или
каталитически. Применяется также вакуумное формование. Для достижения
требуемой точности обработки и гладкости поверхности используют
чистовые металлические штампы.
Литье (рис. 16.14.). Термореактивные материалы (мочевиноформальдегидные и феноло-формальдегидные смолы) и термопласты
(полистирол и полиакрилаты) часто формуют литьем. Применение давления
необязательно формы используются недорогие. Поскольку материалы для
литья не содержат наполнителей они обладают прекрасными оптическими
свойствами. Феноло-формальдегидные материалы заливаются в свинцовые
формы в виде сиропообразной густой смолы. Вулканизация нагреванием
требует нескольких суток. С катализаторами время вулканизации можно
сократить до нескольких часов. Акрилатные смолы для получения листов
вулканизируют в формах из зеркального стекла и в простых стальных
формах. Метод литья можно использовать для инкапсуляции мелкого
электрического или магнитного оборудования - генераторов моторов
сопротивлений конденсаторов.
Рис.16.14. Простейшее изображение процесса литья в форме б – наполнение чашки Петри
форполимером и отвердителем; б - нагревание в печи; б – извлечение из формы остывшего
Реакционное литьевое формование - формование с отвердителем
ускоряющим реакцию образования сшивок. Метод в котором физический
процесс формования соединен с химическим процессом сшивки в
термореактивных системах: два компонента смолы например эпоксиолигомер и ангидрид (как вулканизирующий агент) быстро и тщательно
смешивают и вводят в форму где материал затвердевает. При помощи этого
процесса изготавливают довольно крупные пластмассовые изделия
обладающие значительной твердостью жесткостью и деформационной
стойкостью например капоты крылья двери и крыши автомобилей.
Рис. 16. Схема процесса реакционно-литьевого формования
Технологическая схема получения спеченных изделий.
Способы получения порошков.
Способы формования изделий из порошков.
Технология спекания.
Области применения спеченных изделий
Что такое полимер? Что такое пластмасса? Классификация пластмасс.
Основные эксплуатационные свойства пластмасс.
Изделия изготовляемые из пластмасс (область применения пластмасс).
Способы получения изделий из пластмасс.

Чертеж (9).pdf

31 0 6 .0 9 .0 0 .0 0 0 .

Чертеж (19).pdf

31 0 6 .1 9 .0 0 .0 0 0 .

Методичка литье.pdf

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Уральский государственный технический университет – УПИ
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методические указания к выполнению курсовой работы
по разделу «Литейное производство» для студентов всех форм
обучения машиностроительных специальностей
Составители В.И. Черменский М.Д. Харчук Р.А. Сидоренко
Научный редактор доц. канд.техн.наук В.Н. Гулин
Электронная версия В.А. Воробьев
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТЕРИАЛОВ:
Методические указания к выполнению курсовой работы по разделу «Литейное
производство» В.И. Черменский М.Д. Харчук Р.А. Сидоренко. Екатеринбург:
Методические указания предназначены для студентов всех форм
обучения изучающих курс «Технология конструкционных материалов» и
выполняющих курсовую работу по разработке технологии изготовления
отливок в разовых песчано-глинистых формах. Описаны методика
проектирования техпроцесса порядок выполнения работы правила
графического изображения элементов литейных форм и отливок методика
расчета литниковых систем. Приложение содержит необходимый справочный
Библиогр.: 11 назв. Прил. 1.
Подготовлено кафедрой «Электронное машиностроение».
Уральский государственный
Технический университет УПИ 2007
ТЕМА КУРСОВОЙ РАБОТЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО МЕТОДИКЕ
РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ..
1. Последовательность действия студента при
2 Оценка технологичности детали выбор способа
формовки и формовочных смесей
3 Назначение припусков на механическую обработку .
3.1. Общие положения ..
3.2. Последовательность назначения припусков
3.3 Выбор класса точности отливки и ряда припусков .
3.4. Определение допусков на размеры отливок
3.5. Назначение припусков
3.6. Оформление назначенных припусков в курсовой работе.
4. Выполнение чертежа элементов литейной формы и
5. Оформление пояснительной записки
Одной из важнейших заготовительных баз машиностроения является
литейное производство на долю которого приходится около половины выпуска
всех заготовок для изготовления деталей машин. Инженеру-механику важно
знать не только общие принципы производства литых заголовок (отливок) но и
особенности разработки их технологии. Большинство отливок получают литьем
в разовые песчаные формы изготавливаемые из формовочной смеси в состав
которой входят кварцевый песок огнеупорная глина вода и специальные
добавки. Из чугуна делают более 75% а из стали около 15% отливок. Темой
настоящей курсовой работы является разработка технологического процесса
изготовления чугунной или стальной отливки литьем в разовые песчаные
машиностроительных специальностей после прослушивания лекций по разделу
«Литейное производство» в базовом курсе «Технология конструкционных
материалов». Работа состоит из графической части – 1-го листа формата А2 или
А3 с чертежом элементов литейной формы и отливки и пояснительной заливки
объемом до 15 листов формата А4.
По чертежу детали приведенному в приложении разрабатывается чертеж
литейной песчано-глинистой формы для производства отливки. Отливка будет
являться заготовкой для производства данной детали обработанной резанием.
Целью курсовой работы является:
Ознакомить студентов с методикой и основными приемами разработки
практической технологии литья расширив и углубив тем самым материал
лекционной части курса по литейному производству;
Приобщить к работе с технической литературой и государственными
Дать навыки проведения инженерных расчетов оформления
конструкторской и технологической документации в соответствии с
требованиями ЕСКД и ЕСТД.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО МЕТОДИКЕ РАЗРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ
Основой для разработки технологического процесса изготовления
отливки является чертеж детали. Выбор наилучшего варианта изготовления
отливок производится путем анализа технологичности конструкции детали с
точки зрения процессов литья основными среди которых являются
формовка и усадка. Понятие технологичности применяется для обозначения
степени соответствия изделия требованию наиболее экономичной
технологии его изготовления. Технолог-литейщик на основе анализа
технологичности детали уясняет следующий круг вопросов:
Сложность конфигурации детали которую подразделяют на пять групп
[1]. К первой группе сложности относятся отливки простой конфигурации
изготовляемые преимущественно без стержней: крышки валки кольца и
т.д. Отливки второй группы имеют вид простейших геометрических фигур с
небольшими выступами и углублениями их отдельные части выполняются
стержнями; типовые представители этой группы отливок: фигурные
крышки рычаги стаканы опоры маховики и др. К третьей группе
сложности относятся отливки имеющие открытую коробчатую
сферическую полусферическую цилиндрическую и другие формы:
зубчатые колеса без литых зубьев корпуса и крышки редукторов и т.п.
Отливки четвертой группы сложности имеют криволинейные и
прямолинейные наружные поверхности с примыкающими к ним
конструктивными элементами сложной конфигурации. Внутренние полсти
этих отливок имеют значительное количество выступов и углублений. К
пятой группе сложности относятся отливки особо сложной конфигурации
наружных и внутренних поверхностей: станины станков корпуса насосов
крыльчатки фасонные цилиндры и др.
Характер внешнего очертания и конструкция литой детали должны
быть по возможности простыми чтобы модель и форму для нее можно было
изготовить с одним плоским разъемом; модель или части модели должны
при формовке легко извлекаться из формы. Для проверки этого требования
используется метод теневого рельефа: если на деталь или ее части (приливы
бобышки и т.п.) направить пучок параллельных лучей перпендикулярных
предполагаемой плоскости разъема то отсутствие на чертеже теневых мест
означает выполнение этого требования.
Характер внутренних полостей и отверстий в отливке
Рекомендуется по возможности выполнять их без применения стержней
за счет выступающих частей формы – «болванов»; в случае применения
стержней конфигурация внутренних полостей должна быть наиболее
простой; при наличии замкнутых полостей в отливке необходимо
предусмотреть технологические отверстия для выхода знаковых частей
стержня; отверстия в отливках особенно с малым диаметром и большой
глубиной значительно осложняют технологический процесс и они могут не
выполняться например в стальной отливке если их диаметры не
превышают при массовом производстве 20 серийном 30 и единичном 50 мм.
Толщина стенок отливки
Толщина стенок назначается наименьшей но обеспечивающей
необходимую прочность детали и в то же время достаточной для
заполнения формы жидким металлом. Стенки отливки должны быть по
возможности одинаковой толщины.
Чтобы исключить осыпание формовочной смеси в углах модели при ее
извлечении из формы выполняют скругления при сопряжении стенок
отливки. При сопряжении стенок одинаковой толщины t во всех случаях
когда позволяет конструкции литой детали целесообразно применять
максимальные радиусы скруглений R= (3-5)t [2 c.394] Найденные из
приведенных соотношений радиусы округляют до ближайших стандартных
размеров R=123581015253040 мм.
Стенки с разницей сечений рекомендуется соединить клиновидными
переходными участками длиной 1>=5 (T-t) где T и t – толщины сопрягаемых
Места скопления метала
У литых деталей в местах пересечений и сопряжений стенок
расположения выступов приливов и бобышек а также при утолщении
стенок вследствие назначения припусков на механическую обработку
образуются так называемые скопления жидкого металла или горячие
(термические) узлы. Для устранения их вредного влияния на качество
отливки при ее изготовлении применяют принцип
затвердения располагая отливку в форме таким образом чтобы
затвердевание началось в тонких местах постепенно распространялось на
более толстые и заканчивалось в прибылях устанавливаемых на самых
массивных местах; в ряде случаев для обеспечения равномерного или
направленного затвердевания применяют внутренние или внешние
Положение отливки в форме
Решение этого вопроса производится прежде всего с учетом требования
равномерного и направленного затвердения металла. Необходимо
учитывать что положение отливки в форме должно обеспечивать удобство
изготовления и сборки формы. Всю отливку рекомендуется располагать в
одной опоке (нижней) во избежание перекосов и других дефектов.
Положение отливки в форме должно обеспечивать применение
минимального количества стержней хорошую вентиляцию полости формы
и спокойное заполнение ее расплавом исключающее разрушение струей
металла участков формы и стержней. От положения в форме зависит
качество поверхностей отливки: нижние и боковые получаются более
чистыми а верхние преимущественно поражаются газовыми раковинами
формовочными и шлаковыми включениями. Поэтому обрабатываемые
поверхности ответственного назначения желательно располагать в нижних и
боковых частях формы.
Плоскость разъема модели и формы
Выбор разъема модели и формы зависит от размеров отливки ее
конфигурации и характера производства; при этом необходимо обеспечить
удобство изготовления и сборки формы. Количество разъемов формы
должно быть минимальным а поверхности разъемов - плоскими; не
обрабатываемые или базовые поверхности литой детали.
По уяснению вопросов технологичности конструкции детали далее
выбирают способ формовки – ручной или машинной. Это зависит главным
образом от характера производства: в единичном производстве применяется
обычно ручная формовка а в массовом – машинная. Следует иметь в виду
что ручная формовка особенно в тяжелом машиностроении в настоящее
время оснащена большим количеством разнообразных механизмов для
встряхивающими столами пескометами и т.п. При извлечении моделей из
форм также применяются различные подъемные устройства. Поэтому
ручная формовка в чистом виде в единичном производстве почти не
используется и при выборе следует иметь в виду степень этой механизации.
После выбора способа формовки определяют его разновидность
например в опоках безопочная в почве в кессоне в стержнях и т.д. В
рамках настоящей работы применяют как правило формовку и опоках.
Затем выбирают составы формовочной и стержневой смесей для
изготовления литейных форм и стержней. Этот выбор определяется
материалом детали ее массой и способом формовки. Форму делают из
единой (одной) смеси или двух смесей: облицовочной и наполнительной.
Облицовочной смесью обкладывают модель а остальное пространство
опоки заполняют дешевой наполнительной смесью. Стержневые смеси
работают в более тяжелых условиях нежели формовочные и должны
отвечать дополнительным требованиям по непригораемости к отливке
податливости малой газотворной способности и легкости выбивки.
С учетом вида сплава его массы преобладающей толщины стенки
отливки выбирают устройство литниковой системы и выпоров составы
формовочной и стержневых смесей.
Температуру заливки сплава необходимость установки прибылей и их
конфигурацию определяют по согласованию с руководителем работы.
В местах подлежащих механической обработке назначают припуски на
механическую обработку.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
В качестве задания на курсовую работу студентам выдается чертеж
детали. Кроме того они должны получить у руководителя работы или взять
в библиотеке настоящие методические материалы чтобы руководствоваться
ими при выполнении работы.
1. Последовательность действий студента при выполнении работы:
Внимательно изучить чертеж детали установить группу ее сложности.
Выявить все поверхности детали подлежащие механической обработке.
Выбрать положение отливки в форме.
Назначить припуски на механическую обработку.
Определить размеры знаков стержней.
Рассчитать размеры литниковой системы.
Воспроизвести чертеж детали (формат А2 или А3).
Выполнить чертеж элементов литейной формы и отливки.
Составить пояснительную записку к курсовой работе.
2. Оценка технологичности детали выбор способа формовки и
Изучив чертеж детали следует уяснить группу сложности данной детали
технологические достоинства и недостатки ее конструкции в соответствии с
требованиями и рекомендациями изложенными в разделе 3. По
рекомендациям приведенным в разделе 3 и после согласования с
преподавателем назначается способ формовки и его конкретная
разновидность. Для выбора составов формовочных смесей следует
использовать приложение (табл. П.1 П.2). Можно обратиться к литературе
указанной в конце данных метод указаний для чугунного [3] и стального [4]
3. Назначение припусков на механическую обработку – важная часть
разработки литейной технологии. На этом этапе определяются размеры
отливки в соответствии с которыми изготавливают модельный комплект.
Умение определить припуски важно не только при выполнении курсовой
работы но и в профессиональной деятельности инженера-механика
особенно при приеме отливок на механическую обработку. Припуски ниже
нормативных могут привести к тому что в результате механической
обработки отливки можно не получить требуемых чертежом размеров и
шероховатости поверхности детали. Припуски выше нормативных приводят
помимо перерасхода металла к увеличению стоимости механической
3.1. Общие положения
Припуски на механическую обработку (в дальнейшем - припуски)
назначают на поверхностях отливки на которых такая обработка
предусмотрена чертежом детали. Размеры для необрабатываемых
поверхностей отливки должны находиться в пределах нормативного
Допуск - это разность между наибольшим и наименьшим предельными
Припуск – слой отливки (любой заготовки вообще) предназначенный для
удаления режущим инструментом.
При назначении припусков номинальным (указанным на чертеже)
размером является расстояние между обработанной поверхностью и базой ее
механической обработки. Под базовой понимают исходную поверхность
отливки определяющей положение детали при обработке. При обработке
поверхностей вращения номинальным размером является их диаметр. У
наклонных конических и фасонных поверхностей заданных координатами
от одной базы за номинальный размер при назначении допусков и
припусков следует принимать наибольший из размеров.
3.2. Последовательность назначения припусков:
В соответствии со стандартом [6] для назначения припусков необходимо:
Выбрать класс точности размером конкретной оливки и ряд припусков
Определить допуски на размеры отливки табл. П.4.
Назначить основной припуск в зависимости от квалитета точности
механической обработки отливки табл. П.5.
Предусмотреть дополнительный припуск в связи с возможным
колебанием отливки и смещением ее размеров по плоскости разъема
Приведенная последовательность назначения припусков реализуется
профессиональными технолагами-литейщиками. В рамках настоящей
курсовой работы достаточно выполнить пункты 1.-4. т.е. назначить лишь
3.3. Выбор класса точности отливки и ряда припусков.
Стандартом (6) предусмотрено 16 классов точности размеров отливок и 6
дополнительных (более точных) классов – 3т 5т 7т 9т 11т и13т. выбор
класса точности и ряда припусков производится по таблице П.3. Поскольку
этот выбор является наиболее ответственным решением от которого в
первую очередь зависит величина припусков и требует соответствующих
навыков и знаний по литейному производству студенту следует согласовать
свое решение с руководителем курсовой работы и лишь после этого
осуществлять пункты 2 3.
3.4. Определение допусков на размеры отливок.
Допуски литейных размеров отливок определяются по таблице П.4. По
сравнению со стандартом (6) в этой таблице исключены допуски для классов
точности 1-5т поскольку курсовая работа не предусматривает разработку
технологии изготовления отливок литьем под давлением или по
выплавляемым моделям с помощью которых возможно обеспечение таких
классов точности. Допуски размеров элементов отливки образованные
двумя полуформами и перпендикулярные к плоскости разъема следует
устанавливать соответствующему классу точности размеров отливки.
Допуски размеров элементов образованных одной частью формы или одним
стержнем устанавливают на 1-2 класса точнее.
Допуски размеров элементов образованных тремя или более частями
формы несколькими стержнями а также толщины стенок ребер и фланцев
устанавливают на 1-2 класса грубее.
Допуски размеров указанные в таблице П.4. не учитывают смещение и
коробление отливок. Учет этих факторов предусмотренных стандартом [6]
выходит за рамки настоящей курсовой работы.
3.5. Назначение припусков
Основной припуск на механическую обработку (на сторону) в
зависимости от допусков размеров отливок следует назначить по табл. П.5
дифференцированно для каждого элемента отливки. В табл. П.5. для
каждого интервала значений допусков размеров отливки предусмотрены два
значения припуска. Меньшие значения припуска назначают при более
грубых квалитетах точности обработки деталей большие значения
припусков назначают при более точных квалитетах согласно табл. П.6.
Значения припусков в табл. П.5 указаны для поверхностей отливок
находящихся при заливки снизу или сбоку. На верхние при заливке
поверхности следует увеличить припуск до значения соответствующего
следующему ряду припусков согласно табл. П.5.
3.6. Оформление назначенных припусков в курсовой работе
На чертеже детали назначенные припуски на всех поверхностях наносят
красным карандашом в соответствии с масштабом. Припуски попавшие в
разрезы штрихуют тем же цветом сплошными линиями под углом 45
В пояснительной записке следует привести эскиз контуров детали с
указанием положения отливки в форме и обозначить поверхности на
которые назначены припуски. Все назначенные припуски свести в таблицу
Выбранный класс точности
размеров и ряд припусков
4. Выполнение чертежа элементов литейной формы и отливки
В соответствии с ГОСТ 3.1125-88 [5] чертежи элементов литейной формы
и отливки выполняются на эскизе или копии чертежа детали. Студенты делая
настоящую курсовую работу выполняют простым карандашом копию
полученного в качестве задания чертежа детали на листе ватмана формата А3
или А2 согласовав с преподавателем масштаб изображаемой детали.
Расстояние между проекциями следует увеличить чтобы поместить между
ними изображения литниковой системы.оформляется стандартной
основной надписью («штампом») в которую под названием детали
записывается название «Элементы литейной формы и отливки». Далее
приступают к вычерчиванию этих элементов применяя цветные карандаши
Решается вопрос о выборе положения отливки в форме и плоскости
разъема модели и формы. Положение отливки в форме при заливке обозначают
буквами В (верх) и Н (низ)которые проставляют у стрелок показывающих
направление разъема формы.
Разъем модели и формы показывают отрезком или ломаной
штрихпунктирной линией под которой указывается буквенное обозначение
разъема – «МФ». Направление разъема показывают сплошной основной
линией ограниченной стрелками и перпендикулярной к линии разъема. При
применении неразъемных моделей указывают только разъем формы – «Ф».
Разъем модели и формы сложных отливок указывают на минимально
необходимом числе изображений. При использовании конструкций модели
отъемных частей их обозначают буквами ОЧМ и порядковым номером
например ОЧМ1. Поверхность соприкосновения отъемной части с моделью
показывают сплошной тонкой линией. Все вышеперечисленные изображения
выполняются красным карандашом.
Технологические припуски применяются для упрощения и облегчения
процесса изготовления отливки. К ним относятся уклоны напуски приливы
усадочные ребра и стяжки галтели. Формовочные уклоны служат для удобства
извлечения формы без разрушения ее. Уклоны назначают на поверхностях
(стенках) перпендикулярных к плоскости разъема формы. Величины уклонов
зависят от вида формовочной смеси материала и высоты модели и
определяются по ГОСТ 1312-80 [7]. Студенты должны выбрать для своих
отливок все необходимые уклоны (табл. П.7) и свести их в таблицу которая в
дальнейшем войдет в состав расчетно-пояснительной записки. На чертеже
уклоны изображают величиной угла или их можно не изображать записав их
технических указаниях к чертежу что «формовочные уклоны основных
формообразующих поверхностей модельного комплекта выполняются по ГОСТ
Напуск служит для упрощения изготовления отливки и назначается
взамен элементов которые не выполняют при литье: небольшие отверстия
пазы канавки углубления резьбы и т.п. Он изображается на чертеже
перечеркиванием указанных элементов двумя сплошными тонкими линиями
Приливы назначают для удобства крепления отливки в приспособлении
при механической обработке или для удобства захвата при транспортировке.
Ребра и стяжки предусматривают для предохранения отливки от коробления во
время затвердевания охлаждения и термической обработки. Конструирование
этих элементов студенты должны обязательно согласовать с преподавателем.
Радиусы галтелей и клиновые сопряжения студенты предусматривают в
соответствии с п. 5 раздела 3 и изображают на выполняемом чертеже в
заданном масштабе; радиусы указывают стрелкой и цифрой с буквой R (н-р
R10) клиновые сопряжения указывают их длиной и высотой.
Прибыли применяются при изготовлении отливок из сталей из белого и
высокопрочного чугунов а также в случае тяжелых толстостенных отливок из
серого чугуна с низким содержанием углерода. Прибылью называется
специальный технологический прилив к поверхности отливки затвердевающий
позднее самой отливки; в прибыли формируется усадочная раковина поэтому
применение прибылей позволяет получить отливки без усадочных дефектов.
Прибыли различают по месту расположения – верхние боковые; по
конфигурации – открытые закрытые; по способу заливки – проточные
сливные независимого действия; по способу воздействия на металл для его
перемещения в отливку – гравитационные газовые атмосферные; по условиям
обогрева – обычные утепленные подогреваемые; по способу отделения от
отливок – отрезаемые и отбиваемые (легко отделяемые).
Форма прибыли определяется геометрией питаемого теплового узла. Так
например для цилиндрических отливок форма прибыли делается
цилиндрической для плоских – форма прибыли призматическая.
При конструировании прибылей руководствуются следующими
Прибыль должна застывать позже отливки и обеспечивать в
течение всего периоде затвердевания достаточное питание теплового
прибыль следует размещать по возможности в верхней части
отливки с тем чтобы она выполняла еще и роль выпора;
конструкция прибыли должна обеспечивать удобство формовки и
удаления ее при обрубке отливки.
При упрощенном выборе прибыли (что допускается при выполнении
настоящей работы) нижний диаметр прибыли берется в 13 раза больше
толщины стенки и питаемого узла. Высота принимается в 15 раза больше
диаметра. Величина уклона стенок прибылей принимается равной 1:10.
Прибыль на чертеже обозначают порядковым номером на линиивыноски перед которым ставят слово «Прибыль». Если на отливке
устанавливается несколько одинаковых прибылей то им присваивают
одинаковые номера и для одной из прибылей на полке линии-выноски после
номера прибыли указывают общее число устанавливаемых на отливке
прибылей этого номера (н-р «Прибыль №1»; 3шт.).
Размеры прибылей указывают во всех случаях за исключением
применения прибылей на которые имеются стандарты (в этом случае дается
ссылка на стандарт). Прибыль изображают сплошной линией без штриховки
которую допускается выполнять красным цветом.
Выпоры предназначены для вывода воздуха и газа из полости формы при
заливке уменьшения динамического давления металла на форму. Выпоры
располагают на самых высоких точках отливки со стороны противоположной
отводу металла. Не следует ставить выпоры на массивных частях так как
выпор имея меньшее сечение и затвердевая раньше будет питаться за счет
отливки и в результате под ним будет образовываться усадочная раковина или
Сечение выпора у основания принимается равным 12-13 площади
сечения стенки отливки. Для удобства отделения (обрубки) выпора от стенки
отливки у его основания делается пережим. Если всю отливку помещают в
нижней полуформе следует ставить отводные (боковые) выпоры которые не
вызывают усадочной пористости в отливке. Конусность выпоров можно
назначить по таблице уклонов (см. прил. табл. П.7).
Выпоры как и прибыли выполняются на чертеже сплошными тонкими
линиями в двух проекциях. Если есть возможность указать все их размеры на
одной проекции то вторая проекция для них вычерчивается.
Значения литейной усадки выбирают в соответствии с маркой
применяемого литейного материала используя справочные материалы данные
приведенные в литературе (см.табл. П.11). При единичном и мелко серийном
производстве для изготовления модельного комплекта применяются типовые
усадочные метры где средняя усадка для серого чугуна – 1% для стали 3%. В
этом случае на чертеже элементов литейной формы в примечании записывают:
«Модель изготовить с учетом одного процента усадки» «Модель изготовить по
двухпроцентному метру». Если размеры проставлены с учетом усадки то
записывают: «Модель изготовить по простому метру».
Для получения крупных отверстий и полостей в отливке применяются
стержни. Вопрос об их выборе студенты решают под руководством
преподавателя. Стержни обозначают буквами ст. и порядковыми номерами (нр «ст.5»). Номер стержня проставляют на минимально необходимом числе
изображений но достаточном для чтения и его однозначного понимания.
Места соединения литейной формы со стержнем называются знаковыми
частями (знаками). Их функция заключается в обеспечении правильного и
устойчивого положения стержней в форме.
Стержни их знаки и фиксаторы знаки модели изображают в масштабе
чертежа сплошной тонкой линией которую допускается выполнять синим
цветом. Поскольку внутри обрабатываемых отверстий или полостей контур
стержня совпадает с красной линией припуска то в этих местах надобность в
синей линии отпадает и ее не изображают. Если близкое расположение
изображений на чертеже детали не позволяет показывать знаки деталей в
масштабе то разрешается делать разрыв знака или изображать его не в
масштабе. Контуры стержней и знаков следует наносить на минимальном числе
изображений обеспечивая при этом необходимое для изготовления модельного
комплекта представление о контурах расположении стержней и размерах
Стержни в разрезе штрихуют только у контурных линий. Длина линии
штриховки 3~30 мм линии наносятся в один ряд с наклоном в
противоположную сторону по отношению к штриховке детали. При небольшом
количестве и простой конфигурации допускается стержни не штриховать.
Размеры знаков стержней и зазоры между знаками стержней и модели
принимают по ГОСТ 3606-80 [8] и наносят на выполняемый чертеж в
соответствии с его масштабом (см. табл. П.8-П.10) размерные линии зазоров в
знаках наносятся простым карандашом
Размеры знаков имеют важное технологическое значение. Они
определяются удобством сборки формы требованием точной фиксации
стержня а также с учетом действующих на стержень усилий при заливке.
В разработку литейной технологии входит конструирование и расчет
литниковой системы которая представляет собой совокупность каналов и
элементов литейной формы для быстрого и плавного подвода расплавленного
металла в полость формы обеспечивая ее заполнение и питание отливки при
затвердевании. Литниковая система должна обеспечивать также задержание
шлаковых неметаллических и засорных включений и предотвращение
попадания их в полость формы; кратчайший путь металла в форму чтобы
уменьшить потерю его температуры; минимальное количество точек подвода
металла к отливке с целью сокращения объема работ при обрубке литников и
т.д. От способа и метода подвода расплавленного металла в форму существенно
зависит качество отливок. В отливках коробчатой прямоугольной формы
расплав направляют вдоль стенок; при подводе расплава в полости
содержащие круглые стержни или выступы формы его следует направлять по
касательной что снижает силу удара струи. Во избежание перегрева отдельных
участков формы следует применить рассредоточенный подвод расплава в ее
полость располагая питатели по возможности равномерно по всему периметру
формы. С этой целью расплав подводят не в массивные узлы встречающиеся
по периметру а в более тонкие ее сечения.
Неправильно выбранный режим заполнения формы и ошибки в
построении литниковых систем приводят к возникновению в отливках
различных дефектов: неслитин спаев недоливов газовых земляных
усадочных раковин рыхлот пористости трещин и коробления ужимин
Тип и конструкцию литниковой системы студенты выбирают с помощью
применяемые для заливки отливок широкой номенклатуры состоят из
литниковой чаши и воронки стояка литникового хода (шлакоуловителя в
случае чугуна коллектора - в случае стали) питателей (см.рис. П.1).
Выбрав конструкцию литниковой системы студенты производят ее
расчет целью которого является определение размеров сечений основных
элементов литниковой системы: питателей шлакоуловителя (коллектора)
стояка. Инженерные методы расчета литниковых систем основаны на законах
гидравлики с использованием данных полученных опытным путем.
Для чугунных отливок применяют в основном заполненные литниковые
системы обеспечивающие спокойную заливку металла в форму и задержание
шлака. Суммарная площадь поперечного сечения питателей определяется по
где М - суммарная масса отливки с прибылями и выпорами;
γ – плотность жидкого металла;
– коэффициент расхода литниковой системы учитывающий потери напора
жидкого металла при его движении в литниковых каналах;
– время заполнения формы металлом;
g – ускорение силы тяжести;
Нр - расчетный напор жидкого металла при заливки формы.
С учетом того что g=98 мс2 а для жидкого чугуна
формула (4.3) упрощается
где М берется в кг в секундах а Нр в метрах.
Величина М является суммарной величиной отливки прибылей и
выпоров. Для упрощения выбора М можно принять М=13m где m – масса
отливки с учетом припусков на механообработку и технологических припусков
но без прибылей и выпоров. Для определения массы отливки m необходимо по
чертежу определить ее объем и умножить на плотность сплава. Плотность
серых чугунов составляет 7820-7850 легированных конструкционных сталей –
Время заливки формы можно определить по формуле полученной в
результате обобщения опыта разных заводов
где t – характерная толщина стенки отливки мм.
Величина коэффициента принимается равной 03-05 для тонкостенных
отливок (t ≤40 мм) и 07-08 – для толстостенных отливок.
Расчетный напор жидкого металла Нр определяется по формуле:
где Нсm – высота стояка над питателями м;
Нотл – общая высота отливки м;
h – высота отливки выше места подвода металла (высота отливки над
питателями) м. при отсутствии литниковой чаши и подводе металла по разъему
формы высота стояка равна высоте выбранной верхней опоки.
Площади поперечных сечений остальных элементов литниковой
системы-шлакоуловителя – Fшл и стояка Fст определяется из соотношений:
F F = 1 0 : 1 2 (4.5)
После нахождения величин выбирается форма поперечных сечений этих
элементов литниковой системы и определяются их размеры. Питатели и
шлакоуловители делают обычно трапециевидного а стояки круглого сечения.
При определении характерных
размеров сечения питателя необходимо
величину Fпит разделить на число питателей если в конструкции литниковой
системы их применяется более одного. Диаметр стояка определяется в месте
его контакта со шлакоуловителем то есть в наиболее узком сечении стояка
имеющего обратную конусность.
У стали в сравнении с чугуном хуже литейные свойства. Ее усадка может
составлять 2% и более; жидкая сталь плохо заполняет литейную форму и с
понижением температуры быстро теряет жидкотекучесть имеет склонность к
трещинообразованию. Поэтому конструкции литниковых систем для стальных
отливок выбирают наиболее простыми.
При расчете литниковых систем для стальных систем для стальных
отливок время заполнения формы определяется по формуле:
где S – коэффициент продолжительности заливки принимаемый в зависимости
от температуры металла и характера его подвода в форму:
тонкие части отливки
Величина Fпит определяется по уже выведенной формуле (4.1) а
поскольку плотности жидких чугуна и стали практически совпадают то можно
и для стали пользоваться формулой (4.2). соотношение площадей поперечных
сечений всех элементов литниковой системы можно принять следующим:
: Fл. х. : Fст = 1 : 11 : 12
Где Fл.х. – площадь сечения литникового хода (коллектора ил шлакоуловителя).
На чертеже элементов литейной формы и отливки литниковая система
наносится в масштабе чертежа сплошными тонкими линиями красного цвета.
Сечения всех элементов литниковой системы необходимые для ее
построения выносят на поле чертежа и вычерчивают в одном масштабе
предпочтительно 1:1; сечения не штрихуют. У каждого из этих сечений
рекомендуется указывать значение площади в квадратных сантиметрах и
Завершая выполнение чертежа элементов литейной формы и отливки
студенты выписывают на него технические условия в виде перечня следующих
данных необходимых для изготовления контроля и приемки формы и отливки:
) способ формовки и ее разновидность;
) состав формовочной смеси;
) величины формовочных уклонов;
) марка метала величина его линейной усадки;
) температура и продолжительность заливки металла в форму.
Чертеж подписывается студентом и представляется на подпись руководителю
5 Оформление пояснительной записки
Пояснительная записка к курсовой работе должна иметь обложку
оформленную как титульный лист (по образцу приведенному в П.12) далее
следует аннотация в которой кратко излагается содержание работы и
оглавление. Рекомендуется придерживаться такого порядка содержания
Характеристика материала детали; здесь приводится марка металла его
механические и литейные свойства [1011].
Эскиз детали и технологичность конструкции; приводится упрощенный
рисунок детали название и ее назначение; кратко описываются
достоинства и недостатки конструкции с точки зрения основных
технологических процессов литья в соответствии с требованиями
изложенными в разделе 3 отмечаются необходимые изменения в
Выбор способа формовки и ее разновидности; обосновывается
выбранный способ формовки приводятся составы формовочных и
стержневых смесей их свойства способы уплотнения.
Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и
формы; кратко обосновывается выбор положения отливки в форме при
формовке и заливке выбор плоскости и плоскостей разъема модели и
формы; здесь же при необходимости описывается выбор конструкции
отъемных частей модели.
Припуски на механическую обработку и технологические припуски
отливки; кратко обосновывается выбор припусков для обрабатываемых
поверхностей; принятые цифровые значения припусков следует дать в
виде таблицы форма которой приведена в разделе 4.3.6.
Выбор стержней; обосновывается выбор стержней для получения
полостей в отливке; приводится в виде таблицы их размеры и размеры
знаковых частей и зазоров по контуру знаков со ссылкой на рисунок с
эскизом литейной формы или на основной чертеж.
Формовочные уклоны; кратко описывается их назначение и приводится
таблица выбранных величин для соответствующих поверхностей.
Прибыли выпоры; кратко обосновываются места установки прибылей и
выпоров приводятся их выбранные размеры.
Конструкция и расчет литниковой системы; обосновывается выбор
конструкции литниковой системы приводится ее рисунок и исходные
данные для расчета; описывается ход расчета его результаты т.е.
конкретные размеры сечений элементов литниковой системы.
Эскиз литейной формы в сборе; приводится упрощенный эскиз литейной
формы содержащей изображение формы с литниковой системой и
стержнями; к эскизу литейной формы дается краткое описание
технологии ее изготовления (последовательности операции формовки).
В конце пояснительной записки приводится список использованной
литературы на которую в тексте должно быть даны ссылки под
соответствующими номерами источников списка.
Оформленная в соответствии с вузовским стандартом [9] и
сброшюрованная записка подписывается студентом руководителем и вместе с
чертежом элементов литейной формы и отливки предъявляется к защите.
Литейное производство: Учебник Под общ. ред. А.М.Михайлова М.:
Машиностроение 1987. 256с.
Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие.
Кн. 1 Под ред. П.Н. Учаева. М.: Машиностроение 1988. 560с.: ил.
Худокормов Д.Н. Производство отливок из чугуна: Учебное пособие.
Минск: Высш. шк. 1987. 199с.
Миляев В.М. Особенности производства отливок из стали: Учебное
пособие. Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова 1987. 80с.
ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных
форм и отливок. М.: Издательство стандартов 1988. 20с.
ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров
массы и припуски на механическую обработку. М.: Издательство
стандартов 1986. 18с.
ГОСТ 3112-80. Комплекты модельные. Стержневые знаки. Основные
размеры. М.: Издательство стандартов 1981. 12с.
ГОСТ 3606-80. Комплекты модельные. Стержневые знаки. Основные
размеры. М.: Издательство стандартов 1980. 24с.
Стандарт предприятия СТП УГТУ-УПИ 1-96. Общие требования и
правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ).
Екатеринбург: Изд. УГТУ-УПИ 1996. 33с.
Марочник сталей и сплавов В.Г. Сорокин А.В. Волосникова С.С Вяткин
и др. М.: Машиностроение 1989. 640с.
Конструкционные материалы: Справочник Б.Н. Арзамазов В.А.
Брострем Н.А. Буше и др. М.: Машиностроение 1990. 668с.
Фигура 2. Колесо зубчатое коническое
Фигура 4. Колесо зубчатое
Фигура 8. Колесо зубчатое
Фигура 10. Колесо зубчатое коническое
Рис. П.1 Литниковая система
-чаша(воронка); 2-литниковый ход (коллектор шлакоуловитель);
Рис. П.2. Эскиз литейной формы (пример)
Пример оформления титульного листа курсовой работы
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»
Кафедра «Электронное машиностроение»
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ
Пояснительная записка
классификатору ЕСКД 12
Черменский Владислав Иванович
Харчук Михаил Дмитриевич
Сидоренко Револьд Аронович
Редактор Н.П.Кубыщенко

Модуль 10.pdf

Модуль 10. Не дуговые способы сварки плавлением.
Плазменная струя применяемая для сварки представляет собой
направленный поток частиц или полностью ионизированного газа имеющего
температуру 10000 200000С. Плазму получают в плазменных горелках
пропуская газ через столб сжатой дуги. В качестве плазмообразующих газов
применяют азот аргон водород гелий воздух и их смеси.
Применяют два основных плазменных источника нагрева: плазменную
струю выделенную из столба косвенной дуги и плазменную дугу в которых
дуга прямого действия совмещена с плазменной струей.
Рис. 10.1. Схемы плазменной сварки. а) – плазменной дугой б) – плазменной струей
Плазменная струя представляет собой независимый источник теплоты
позволяющий в широких пределах изменять степень нагрева и глубину
проплавления поверхности заготовок. Тепловая мощность плазменной струи
ограничена и ее применяют для сварки и резки тонких металлических листов
и неэлектропроводящих материалов для напыления тугоплавки материалов.
Плазменная дуга обладает большой тепловой мощностью имеет более
широкое применение: для сварки высоколегированной стали сплавов титана
никеля молибдена вольфрама. Плазменную дугу применяют для резки
материалов (меди алюминия) наплавки тугоплавких материалов на
Плазменной дугой можно сваривать металл толщиной до 10 мм без
разделки кромок и применения присадочного материала. Так как плазменная
дуга обладает высокой стабильностью то обеспечивается повышенное
качество сварных швов. Это позволяет выполнять микроплазменную сварку
металла толщиной 0025 08 мм.
Недостаток плазменной сварки – недолговечность горелок.
Электрошлаковая сварка.
Сущность процесса заключается в том что тепловую энергию
необходимую для расплавления основного и присадочного металла дает
теплота выделяемая в объеме шлаковой ванны при прохождении через нее
Рис.10.2. Схема электрошлаковой сварки
Свариваемые заготовки 1 устанавливают в вертикальном положении. В
замкнутое пространство между водоохлаждаемыми медными ползунами 4 и
вертикально установленными кромками изделий засыпают флюс и подают
электродную проволоку 7 при помощи специального механизма подачи 6.
В начале процесса возбуждают дугу флюс плавится и образуется
электропроводный шлак 5. Шлак шунтирует дугу она гаснет выходная цепь
источника питания замыкается через шлак. Ток проходя через шлак
разогревает его это приводит к раславлению кромок основного металла и
электрода. Расплав стекает вниз и образует сварочную ванну 8 выжимая
шлак вверх и затвердевает.
В начальном и конечном участках шва образуются дефекты: в начале
шва – непровар кромок в конце шва – усадочная раковина и
неметаллические включения. Поэтому сварку начинают и заканчивают на
специальных планках 2 и 3 которые затем удаляют газовой резкой.
Преимущества: возможна сварка металла любой толщины (с 16 мм).
Заготовки с толщиной до 150 мм можно сваривать одним электродом
совершающим поперечное колебание в плоскости стыка при толщине более
0 мм используются нескольких проволок. Есть опыт сварки толщиной до 2
Недостаток способа – образование крупного зерна в шве и
околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения.
Необходимо проведение термической обработки: нормализации или отжига
для измельчения зерна.
машиностроении для изготовления ковано-сварных и лито-сварных
конструкций; станины и детали мощных прессов и станков коленчатые валы
судовых дизелей роторы и валы гидротурбин котлы высокого давления и
Лучевые способы сварки
Электронно-лучевая сварка.
Сущность процесса состоит в том что свариваемые детали собранные
без зазора помещают в вакуумную камеру и подают на них электродный луч
– пучок электронов движущихся с большой скоростью. При соударении с
изделием электроны тормозятся их кинетическая энергия переходит в
тепловую энергию и расплавляет металл. Температура в месте соударения
достигает 5000 6000 0С. Перемещая электронный луч вдоль стыка
получают сварной шов.
Схема установка для электронно-лучевой сварки представлена на рис.
Рис. 10.3. Схема установки для электронно-дуговой сварки
Электроны испускаемые катодом 1 электронной пушки формируются
в пучок электродом 2 расположенным непосредственно за катодом
ускоряются под действием разности потенциалов между катодом и анодом 3
составляющей 20 150 кВ и выше затем фокусируются в виде луча и
направляются специальной отклоняющей магнитной системой 5 на
обрабатываемое изделие 6. На формирующий электрод 2 подается
отрицательный или нулевой по отношению к катоду потенциал.
Фокусировкой достигается высокая удельная мощность луча. Ток
электронного луча невелик – от нескольких миллиампер до единиц ампер.
Процессу электронно-лучевой сварки присущи две характерные
- сварка протекает в вакууме обеспечивается получение зеркально
чистой поверхности и дегазация расплавленного металла;
- интенсивность нагрева очень велика что обеспечивает быстрое
плавление и затвердевание металла. Шов получается мелкозернистый с
высокими механическими свойствами с минимальной шириной что
позволяет сваривать сплавы чувствительные к нагреву.
Электронно-лучевой сваркой изготовляют детали из тугоплавких
химически активных металлов и их сплавов (вольфрамовых танталовых
молибденовых ниобиевых циркониевых) а также алюминиевых и
титановых сплавов и высоколегированных сталей. Металлы и сплавы можно
сваривать в однородных и разнородных сочетаниях со значительной
разностью толщин температур плавления. Минимальная толщина
свариваемых заготовок составляет 002 мм максимальная – до 100 мм.
Лазерная сварка – способ сварки плавлением при которых металл
нагревают излучением лазера (Рис. 10.4.).
Лазерный луч представляет собой вынужденное монохроматическое
излучение длина волны которого зависит от природы рабочего тела лазераизлучателя. Оно возникает в результате вынужденных скачкообразных
переходов возбужденных атомов рабочих тел на более низкие
энергетические уровни.
Основными параметрами режимов лазерной обработки являются
мощность излучения диаметр пятна фокусировки скорость перемещения
обрабатываемого материала относительно луча.
Преимуществом лазерной сварки является быстрый точечный нагрев
металла до плавления. Интенсивный сосредоточенный нагрев обуславливает
и чрезвычайно большую скорость охлаждения после прекращения
воздействия луча. Это позволяет свести к минимуму ширину околошовной
зоны сварочные напряжения и деформации.
Механизм процессов при лазерной сварке схож с электронно-лучевой
сваркой но не обязательно вакуумировать изделие.
Рис. 10.4. Схема квантового (лазерного) генератора. 1 - непрозрачное зеркало; 2 кристалл рубина; 3 - импульсная лампа; 4 - корпус; 5 - полупрозрачное зеркало; 6 система наблюдения; 7 - система фокусировки; 8 - источник питания
Лазером сваривают преимущественно толщины до 1 мм так как
коэффициент полезного действия преобразования энергии в лазерное
излучение довольно низкий.
При газовой сварке заготовки 1 и присадочный материал 2 в виде
прутка или проволоки расплавляют высокотемпературным пламенем 4
газовой горелки 3 (рис. 10.5).
Рис. 10.5. Схема газовой сварки
Газосварочные горелки. Эти горелки используют для образования
распространена инжекторная горелка (рис. 10.6.).
Рис. 10.6. Схема газосварочной инжекторной горелки
Кислород из баллона или по магистральному трубопроводу под
давлением поступает в горелку и через регулировочный вентиль б подается к
инжектору 5. Выходя с большой скоростью из узкого канала инжекторного
конуса кислород создает значительное разрежение в камере 4 и засасывает
горючий газ. поступающий через вентиль 7 в ацетиленовые каналы горелки и
в камеру смешения 3 где и образуется горючая смесь. Затем горючая смесь
поступает по наконечнику 2 к мундштуку 1 на выходе из которого при
сгорании образуется сварочное пламя.
Газосварочное пламя. Ацетилено - кислородное пламя состоит из трех
зон (рис. 10.7): ядра пламени 1. средней зоны 2 (сварочной) и факела пламени
В ядре пламени происходит постепенный нагрев до температуры
воспламенения газовой смеси: в сварочной зоне - первая стадия сгорания
ацетилена за счет кислорода поступающего из баллона; в факеле пламени
протекает вторая стадия горения ацетилена за счет атмосферного кислорода.
Рис. 10.7 Строение газосварочного пламени
Газосварочное пламя называют нормальным когда соотношение газов
С2Н2 равно единице. Таким пламенем сваривается большинство сталей.
При увеличении содержания кислорода (С2С2Н2>1) пламя приобретает
голубоватый оттенок. Это пламя обладает окислительными свойствами и
используется только при сварке латуни.
При увеличении содержания ацетилена (С2С2Н21) пламя становится
«коптящим» и имеет красноватый оттенок. Такое пламя называется
науглероживающим и применяют для сварки чугуна и цветных металлов.
Нагрев заготовки осуществляется более плавно чем при дуговой
сварке поэтому газовую сварку применяют для сварки металла малой
толщины (02 3 мм) легкоплавких цветных металлов и сплавов; металлов и
сплавов требующих постепенного нагрева и охлаждения (инструментальные
стали латуни); для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках.
При увеличении толщины металла снижается производительность и
увеличивается деформация.
Газокислородная резка.
Газокислородная резка основана на сгорании металла в струе
технически чистого кислорода. Металл при резке нагревают пламенем
которое образуется при сгорании какого-либо горючего газа в кислороде.
Кислород сжигающий нагретый металл называют режущим. В процессе
резки струю режущего кислорода подают к месту реза отдельно от
кислорода идущего на образование горючей смеси для подогрева металла.
Процесс сгорания разрезаемого металла распространяется на всю толщину
образующиеся окислы выдуваются из места реза струёй режущего
Металл подвергаемый резке кислородом должен удовлетворять
следующим требованиям: температура воспламенения металла в кислороде
должна быть ниже температуры его плавления; окислы металла должны
иметь температуру плавления ниже чем температура плавления самого
металла и обладать хорошей жидкотекучестью; металл не должен иметь
высокой теплопроводности тепловой эффект образования оксидов должен
быть высоким. Хорошо поддаются резке низкоуглеродистые стали. Чугун не
режется кислородом вследствие низкой температуры плавления и высокой
температуры горения; медь - из-за высокой температуры плавления и малой
теплоты сгорания; алюминий - из-за высокой тугоплавкости образующихся
оксидов. Высоколегированные стали (хромистые хромоникелевые и т.д.) не
режутся ввиду образования тугоплавких вязких шлаков.
Для газокислородной резки пригодны горючие газы и пары горючих
жидкостей дающие температуру пламени при сгорании в смеси с
кислородом не менее 1800 0С. По показателям теплоты и температуры
горения газокислородного пламени рационально применять ацетилен. Но
исходя из технико-экономических показателей для газокислородной резки в
качестве горючего газа наиболее широко применяют газы - заменители
ацетилена. Их можно разделить на сжиженные сжатые охлаждением
газовые смеси растворенные газы простые газы. Основные физические
свойства горючих газов представлены в таблице 1.
Особенно важную роль при резке имеет чистота кислорода. Для резки
необходимо применять кислород с чистотой 985 - 995 %. С понижением
чистоты кислорода очень сильно снижается производительность резки и
увеличивается расход кислорода. Так при снижении чистоты с 995 до 975 %
(т.е. на 2 %) - производительность снижается на 31 % а расход кислорода
увеличивается на 681 %.
Резка может осуществляться вручную или машинным способом
выполняемым на полуавтоматах и автоматах. Схема процесса
разделительной газокислородной резки представлена на рис. 10.6. Смесь
кислорода с горючим газом выходит из подогревательного мундштука резака
и сгорает образуя подогревательное пламя. Этим пламенем металл
нагревается до температуры начала его горения. После этого по осевому
каналу режущего мундштука подается струя режущего кислорода.
Кислород попадает на нагретый металл (до температуры
воспламенения) и зажигает его. При его горении выделяется значительное
количество теплоты которое совместно с теплотой выделяемой
подогревательным пламенем передается нижележащим слоям металла
которые также сгорают. Образующиеся при этом шлаки (оксиды железа и
т.д.) выдуваются струей режущего кислорода из зазора между кромками реза.
Рис. 10.8 Схема процесса газокислородной резки 1 - режущий мундштук; 2- режущий
кислород; 3- разрезаемый металл; 4 - подогревательный мундштук; 5 - подогревательное
Поверхность разрезаемого металла должна быть очищена от ржавчины
и других загрязнений. Металл устанавливается в положение лучше всего в
нижнее но так чтобы был свободный выход режущей струи с обратной
стороны. Операция резки начинается с предварительного подогрева в месте
реза при температуре горения металла (1200 1350 0С). Устанавливаемая
мощность подогревающего пламени зависит от рода горючего газа толщины
и состава разрезаемого металла.
Рис. 10.9. Схема универсального газо-кислородного резака
Резку ведут универсальным резаком со сменными мундштуками (рис.
9.). Режущая часть в отличие от газовой горелки состоит из
дополнительной трубки 4 для подачи режущего кислорода. В мундштуке
находятся два концентрически расположенных отверстия для выхода
подогревающего пламени 1 и режущей струи 2. Мундштук резака 3 образует
прямой угол со стволом и в него впаяна трубка 4 для подачи режущего
Начинают резку обычно с кромки металла. При толщинах до 80 100
мм можно прорезать отверстие в любом месте листа. Ядро подогревающего
пламени находится на расстоянии 2 3 мм от поверхности металла. Когда
температура подогреваемого металла достигнет необходимой величины
пускают струю режущего кислорода. Чем выше чистота режущего
кислорода тем выше качество и производительность резки. По мере
углубления режущей струи в толщу реза уменьшается скорость и мощность
струи режущего кислорода. Поэтому наблюдается ее искривление (рис. 10.7)
для уменьшения которого дается наклон режущей струи. При резке толстого
металла ширина реза увеличивается к нижней кромке из-за расширения
струи режущего кислорода. На кромках с их нижней стороны остается
некоторое количество шлака.
Рис.10.10. Отставание режущей струи (а); резак наклоненный для уменьшения
отставания струи (б)
В металле на поверхности реза повышается содержание углерода.
Причина этого в том что при горении углерода образуется окись углерода
СО при взаимодействии которой с железом в нем и повышается содержание
углерода. Возможна и диффузия углерода к кромке реза из соседних
Если производится последующая сварка для предупреждения
повышения углерода в металле шва (образование закаленных структур)
следует производить механическую обработку или зачистку поверхности
реза. В процессе реза происходит термообработка металла кромок реза
соответствующая закалке. Ширина зоны термического влияния (до 6 мм)
зависит от химического состава и возрастает с увеличением толщины
разрезаемого металла.
Низкоуглеродистая сталь закалке практически не поддается.
Происходит только укрупнение зерна и появление в структуре наряду с
перлитом участков сорбита. При резке сталей с повышенным содержанием
углерода или легирующих примесей в структуре металла может появиться
троостит и даже мартенсит. Неравномерный нагрев кромок создает
напряжения в металле и деформирует его. Кромки реза несколько
укорачиваются а в прилегающем слое возникают растягивающие
напряжения которые могут привести к образованию трещин.
Своеобразным способом является резка кислородным копьем
(прожигание отверстий). Для этого используются длинные толстостенные
трубки диаметром 8 10 мм из низкоуглеродистой стали. До начала резки
рабочий конец трубки нагревают сварочным пламенем или угольной
электрической дугой до температуры воспламенения металла в кислороде.
При включении режущего кислорода конец трубки воспламеняется. Затем
рабочий конец трубки слегка прижимают к металлу и углубляют в него
выжигая отверстие. Образующийся шлак выдувается из отверстия наружу
избыточным кислородом и образующимися газами. При значительной
глубине прожигаемого отверстия изделие нужно ставить в положение
облегчающее вытекание шлаков.
газокислородной резке. Например все стали со значительным содержанием
хрома (при резке образуется тугоплавкий окисел хрома) чугун цветные
металлы. Однако они поддаются кислородно-флюсовой резке. При этом
способе в зону резки режущим кислородом вдувается порошкообразный
флюс. Он состоит главным образом из порошка металлического железа.
Сгорая в струе кислорода порошок дает дополнительное количество тепла а
образующиеся оксиды смешиваясь с оксидами разрезаемого металла
разжижают их. В зависимости от состава разрезаемого металла во флюс
могут добавляться и другие добавки например кварцевый песок порошок
Газовая резка с водородно-кислородным или бензинокислородным
подогревающим пламенем применяется при работах под водой. При
электрокислородной резке используются стальные или графитовые трубки
через которые подается режущий
осуществляется сварочной дугой.
Газовые баллоны для хранения технологических газов.
Ацетилен поставляется к сварочному посту в ацетиленовых баллонах
вместимостью 40 л в которых при максимальном давлении 19 МПа
содержится ~55 м3 ацетилена. Для обеспечения безопасного хранения и
транспортировки ацетилена баллон заполняют пористым активированным
углем а для увеличения количества ацетилена в баллоне активированную
пористую массу пропитывают растворителем — ацетоном (один объем
ацетона растворяет 23 объема ацетилена). Баллон окрашен в белый цвет и на
нем сделана надпись «Ацетилен» красными буквами.
Кислород подается к посту сварки от кислородного баллона
вместимостью 40 л в котором при максимальном давлении 1515 МПа
содержится 6 м3 кислорода. Баллон окрашен в голубой цвет и имеет надпись
«Кислород» черными буквами.
Баллоны (рис. 10.8) для газов (горючего и кислорода) изготовляют по
ГОСТ 949—73 из стальных бесшовных труб. Они представляют собой
цилиндрический сосуд 3 с выпуклым днищем и узкой горловиной. Для
придания баллону устойчивости в рабочем (вертикальном) положении на его
нижнюю часть напрессован башмак 2 с квадратным основанием. Горловина
баллона имеет конусное отверстие 4 с резьбой куда ввертывается запорный
вентиль 5 — устройство позволяющее наполнять баллон газом и
регулировать его расход.
Рис. 10.11. Конструкция газового баллона
Для различных газов принята определенная конструкция запорного
вентиля. Различная резьба хвостовика исключает возможность установки на
баллон не соответствующего ему вентиля. Вентиль кислородного баллона
изготовляют из латуни так как она обладает высокой коррозионной
стойкостью в среде кислорода. Вентиль ацетиленового баллона изготовляют
из стали так как латунь содержащая более 70% меди при контакте с
ацетиленом образует взрывоопасную ацетиленовую медь. На горловину
баллона плотно насажено кольцо 7 с наружной резьбой для навинчивания
предохранительного колпака 6. Вентиль кислородного баллона используется
также для баллонов с азотом аргоном и углекислым газом.
Технология газо-кислородной резки металла.
Лучевые способы сварки.
Конструкции газовых баллонов

Перечень (10).pdf

31 0 6 .1 0 .0 0 .0 0 0 .

Выполнение чертежей деталей.pdf

Федеральное агентство по образованию
Уральский государственный технический университет – УПИ
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Выполнение чертежей деталей
Справочные материалы
доцент кандидат технических наук Н. Х. Понетаева
УДК 744.4 : 621 (075.8)
Рецензенты: проф. д-р техн. наук завкафедрой «Подъемно-транспортное
оборудование» Российского государственного
профессионально-педагогического университета
Уральский государственный лесотехнический университет
(проф. д-р техн. наук завкафедрой Н. Н. Черемных)
В92 ВЫПОЛНЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ ДЕТАЛЕЙ : справочные материалы сост.
А. М. Каузов. Екатеринбург : УГТУ–УПИ 2009. 17 с.
В издании приведены нормативные сведения необходимые при
выполнении рабочих чертежей деталей с чертежа общего вида изделия.
Предназначено для студентов всех специальностей и всех форм
обучения изучающих инженерную графику.
Библиогр.: 6 назв. Рис. 9. Табл. 19.
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
Шероховатостью поверхности по ГОСТ 2789-73 и ISO P468 называют
совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на
базовой длине l. Базовой длиной l называют длину базовой линии
используемой для выделения неровностей характеризующих шероховатость
поверхности и для количественного определения ее параметров. Числовые
значения шероховатости поверхности определяют от единой базы за
которую принята средняя линия профиля m. Система отсчета
шероховатости от средней линии профиля m называется системой М.
Количественно шероховатость поверхности устанавливают независимо от
способа ее обработки. По системе М шероховатость поверхности можно
оценивать одним или несколькими параметрами однако наибольшее
распространение в машиностроении получили среднее арифметическое
отклонение профиля Ra и высота неровностей профиля по десяти
в пределах базовой длины. Единица измерения этих
параметров – мкм (микрометр).
Параметр Ra является предпочтительным.
Числовые значения параметров шероховатости см. в п. 1.1 и п. 1.2.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra мкм
2. Высота неровностей профиля по 10 точкам Rz мкм
3. Соответствие между значениями параметров шероховатости
Параметры шероховатости мкм
4. Шероховатость поверхности в зависимости от видов обработки
4.1. Шероховатость поверхности отливок
Параметры шероховатости поверхности
4.2. Шероховатость поверхности при механической обработке
Внутренние цилиндрические
Параметры шероховатости Ra мкм
5. Типовые поверхности деталей и их параметры шероховатости
Типовые поверхности и детали
Нерабочие поверхности деталей
Отверстия под проход крепежных деталей
Отверстия масляных каналов
Подошвы и основания корпусов станин лап
Свободные несопрягаемые торцовые поверхности валов втулок
Поверхности фланцев и крышек негерметичных соединений
Рабочие поверхности резьбы метрической дюймовой конической
наружной и внутренней (при нарезании метчиком и плашкой)
Рабочие поверхности резьбы трапецеидальной упорной прямоугольной
Поверхности втулок колец ступиц прилегающие к другим
поверхностям но не посадочные
Канавки под уплотнительные резиновые кольца для подвижных и
неподвижных соединений
Упорные заплечики под подшипники качения
наружной и внутренней (при нарезании резцом)
Цилиндры работающие с резиновыми манжетами
Отверстия подшипников скольжения
Трущиеся поверхности малонагруженных деталей
Поверхности нарезки ходовых винтов и гаек
Посадочные поверхности на валах и в корпусах под подшипники
качения диаметром до 80 100 м
Направляющие скольжения нормальной точности
Ручьи клиноременных шкивов
Штоки и шейки валов в уплотнениях сальниковыми войлочными
Штоки и шейки валов в уплотнениях резиновыми манжетами
Направляющие скольжения повышенной точности
Поверхности качения катков колес роликов
Рукоятки ободы маховиков штурвалы ручки
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
1. Сквозные отверстия под крепежные детали
(болты винты шпильки)
(см. рисунок к п. 2.2)
2. Номинальные значения диаметров отверстий под метрическую
резьбу (крупный шаг) обычной точности
3. Места под головки винтов
Винты с цилиндрической головкой
Примечания: 1. Размеры H2 и H4 даны для нормальных и легких пружинных шайб по
Размеры H1 H4 применять если глубина разделки под головку не
указана на чертеже общего вида.
4. Места под шестигранные гайки и головки болтов
с шайбами и без шайб
Примечания: 1. Размеры D под шестигранные гайки и головки болтов без шайб или с
пружинными шайбами ГОСТ 6402-70.
Размеры D1 под шестигранные гайки и головки болтов с плоскими
шайбами ГОСТ 11371-78.
Глубина торцовки h задана чертежом общего вида.
ВЫХОД РЕЗЬБЫ НЕДОРЕЗЫ ПРОТОЧКИ И ФАСКИ
Недорез – величина части детали между концом полнопрофильной резьбы
и опорной поверхностью детали.
Сбег – часть недореза представленная резьбой неполного профиля.
В приведенных ниже таблицах под номинальным диаметром резьбы d
понимается наружный диаметр резьбы для которой указанный в
соответствующей строке таблицы шаг Р – основной (крупный).
Применение короткого недореза и узкой канавки должно быть обосновано
конструкцией устройства.
Размеры недорезов для наружной метрической резьбы
нормальный короткий длинный
Размеры недорезов для внутренней метрической резьбы
Размеры проточек для наружной метрической резьбы
Размеры проточек для внутренней метрической резьбы
5. Размеры проточек и фасок для наружной и внутренней
трапецеидальной однозаходной резьбы
(см. рисунки к п. 3.3 - тип 1 и п. 3.4 - тип.1)
ПРОЧИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
1. Размеры муфт под коническую дюймовую резьбу с углом профиля
2. Канавки для сальниковых колец
3. Посадочные места под уплотнительные резиновые кольца
круглого сечения (ГОСТ 9833-73)
Радиальное уплотнение
ТОЛЩИНА ШАЙБ ПРУЖИННЫХ (ГОСТ 6402-70)
И ПЛОСКИХ (ГОСТ 11371-78)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т.
Т. 1 3 В. И. Анурьев. М. : Машиностроение 2001.
Справочник конструктора-приборостроителя. Проектирование.
Основные нормы В. Л. Соломахо Р. И. Томилин Б. В. Цитович
Л. Г. Юдовин. Минск. : Вышэйшая школа 1988.
Общетехнический справочник под ред. Е. А. Скороходова. М. :
Машиностроение 1982.
Островский Э. В. Краткий справочник конструктора
продовольственных машин Э. В. Островский Е. В. Эйдельман. М. :
Основные конструкторские нормы и элементы конструкций для
изделий вспомогательного производства. Руководящий технический
материал РТМ 24.004.45-74 ВПТИтяжмаш. М. : Изд. отдел
технической документации 1977.
Справочные таблицы Машиностроительный завод им. М.И.Калинина.
Свердловск : Изд. отдел стандартизации 1983.
Составитель Каузов Александр Михайлович
Редактор И. В. Меркурьева
Компьютерный набор А. М. Каузова
Подписано в печать 04.06.2009
Редакционно-издательский отдел УГТУ–УПИ
0002 Екатеринбург ул. Мира 19
Ризография НИЧ УГТУ–УПИ

Перечень (22).pdf

31 0 6 .2 2 .0 0 .0 0 0 .

Перечень (23).pdf

3 1 0 6 . 2 3. 0 0 . 0 0 0 .

Описание.pdf

Устройство и работа буфера
Буфер применяется при обработке деталей на металлорежущих
станках автоматических линий.
Буфер фланцем своего корпуса поз.5 крепится к стойке станка (на
черт. не показан). В корпусе по резьбе М150х2 установлен стакан
поз.10 стопорящийся гайкой поз.2. В расточке стакана размещен
подпружиненный шток поз.13 со сферическим рабочим концом. Шток
центрируется в стакане по расточке 30 и тарелкой поз.11. В двух
выступах корпуса размещены подшипниковые узлы крепления оси
поз.7 на концах которой посажены колеса поз.3.
Деталь подается к станку транспортной системой (на черт. не
показана) и останавливается упираясь в сферический рабочий конец
штока поз.13. После обработки в станке деталь передается на
последующую операцию автоматической линии с помощью колес поз.3.
Пружина поз.9 служит для смягчения удара при остановке детали.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Ак с о н о ме т р и я

Перечень (4).pdf

31 0 6 .0 4 0 0 .0 0 0 . .
D=26; d=4; H0=100; n=65; n1 =8;

Описание (22).pdf

Тисы относятся к станочным приспособлениям и служат для
крепления деталей при обработке их на станках например фрезерных.
Тисы крепятся к столу станка четырьмя болтами (на черт. не
показаны) за подошву своего корпуса поз.5. На корпусе закреплена
стойка поз.7 и зафиксирована от смещения двумя шпонками поз.13.
Установленная в стойке втулка поз.2 является подшипниковой опорой
для цапфы винта поз.1. Резьбовой конец винта ввведен в ответное
отверстие ползуна поз.6 размещенного в продольных направляющих
корпуса. Свободный конец винта выполнен квадратным (под ключ).
На взаимно противоположных дру г другу выступе корпуса и торце
ползуна закреплены губки поз.3.
Обрабатываемую деталь помещают между губками тисков.
Вращая ключом винт сближают ползун и выступ корпуса и зажимют
деталь. Съем обработанной детали выполняют вращая винт в обратную
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа тисов
Ак с о н о ме т р и я

Модуль 15 шлифование.pdf

Модуль 15. Шлифование. Чистовые и отделочные
виды обработки. Упрочнение поверхностей методами
холодной пластической деформации.
Абразивная обработка
Абразивный инструмент в отличие от металлического лезвийного не
имеет сплошной режущей кромки а состоит из огромного числа
разобщенных режущих элементов (абразивных зерен) скрепленных между
собой связкой. Поэтому работоспособность абразивного инструмента
характеризуется не только материалом и размером режущего абразивного
зерна но также составом и количеством связки структурой (расположением
абразивных зерен и пор в инструменте). Все эти параметры маркируемые на
каждом абразивном инструменте составляют его характеристику (рис. 15.1.).
Рис. 15.1. Маркировка и структура абразивного инструмента: КАЗ — марка заводаизготовителя 14А— вид шлифовального материала 40 — номер зернистости П —
индекс зернистости С2 — степень твердости 6 — номер структуры К5 — вид связки
А — класс точности инструмента 2 — класс неуравновешенности ПП — форма круга
0 — наружный диаметр круга (мм) 50 — высота круга (мм) 305— диаметр
посадочного отверстия (мм) 35 мс—допустимая окружная скорость. На выноске: 1 —
абразивные зерна 2 — связка 3 — поры.
Абразивные материалы превосходят инструментальные стали по
твердости поэтому они обеспечивают возможность обработки металлов с
высокими скоростями резания. Абразивные инструменты в подавляющем
большинстве используются в виде шлифовальных кругов разнообразной
Типы шлифовальных кругов общего применения
Шлифование – процесс обработки заготовок резанием с помощью
инструментов (кругов) состоящих из абразивного материала.
Абразивные зерна расположены беспорядочно. При вращательном
движении в зоне контакта с заготовкой часть зерен срезает материал в виде
очень большого числа тонких стружек (до 100000000 в мин.).
Процесс резания каждым зерном осуществляется мгновенно.
Обработанная поверхность представляет собой совокупность микро-следов
абразивных зерен и имеет малую шероховатость.
Шлифование применяют для чистовой и отделочной обработки деталей
с высокой точностью.
Главным движением при шлифовании является вращение
шлифовального круга а перемещение круга относительно детали является
Различают следующие основные схемы шлифования: плоское круглое
внутреннее (рис. 15.2.)
При плоском шлифовании (рис.15.2.а) возвратно-поступательное
движение заготовок необходимо для обеспечения продольной подачи
Для обработки поверхности на всю ширину заготовка или круг должны
иметь поперечную подачу
которая осуществляется прерывисто при
крайних положениях заготовки в конце продольного хода. Периодически
осуществляется движение вертикальной подачи
в крайних положениях
заготовки в конце поперечного хода.
Плоское шлифование может осуществляться периферией или торцом
шлифовального круга.
При круглом шлифовании (рис. 15.2.б) движение продольной подачи
осуществляется возвратно-поступательным перемещением заготовки. Подача
соответствует осевому перемещению заготовки за один ее оборот.
Вращение заготовки является движением круговой подачи. Подача
глубину резания происходит при крайних положениях заготовки.
Движения осуществляемые при внутреннем шлифовании показаны на
Для выполнения процесса шлифования наружных поверхностей
деталей используются кругло-шлифовальные плоско-шлифовальные и
бесцентрово-шлифовальные станки. Для обработки сложных фасонных
поверхностей используются специальные ленто- шлифовальные станки.
В ленто-шлифовальных станках применяется инструмент в виде
бесконечной абразивной ленты. Лента в процессе шлифования поверхности
сложной формы (например: лопатки турбин) огибает сложную поверхность и
перемещается в осевом и продольном направлениях.
Рис. 15.2. Основные схемы шлифования.
Абразивный слой наносят на бумажную или тканевую основу ленты.
Шлифованием обрабатываются только жесткие детали не
формирующиеся в процессе обработки. Данный способ не допускает
обработки малых отверстий.
Технологические методы отделочной (финишной)
обработки поверхностей деталей машин
Дальнейшее развитие машиностроения связано с увеличением нагрузок
на детали машин увеличением скоростей движения уменьшением массы
Выполнить эти требования можно при достижении особых качеств
поверхностных слоев деталей.
Влияние качества поверхностных слоев на эксплуатационные свойства
коррозионная стойкость;
контактная жесткость;
прочность соединений и другие свойства.
С этой целью широко применяются отделочные методы обработки для
которых характерны малые силы резания незначительное тепловыделение
малая толщина срезаемого слоя.
Хонингование применяют для получения поверхностей высокой
точности и малой шероховатости а также для создания специфического
микро-профиля обработанной поверхности в виде сетки (для удержания
смазочного материала на поверхности деталей).
Поверхность неподвижной заготовки обрабатывается мелкозернистыми абразивными брусками закрепленными в хонинговальной
головке (хоне). Бруски вращаются и одновременно перемещаются возвратнопоступательно вдоль оси обрабатываемого отверстия (рис. 15.3.а).
Соотношение скоростей движений составляет 15 10 и определяет условия
Рис.15.3. Схема хонингования.
При сочетании движений на обрабатываемой поверхности появляется
сетка микроскопических винтовых царапин – следов перемещения
абразивных зерен. Угол пересечения этих следов зависит от соотношения
скоростей (рис.15.3.б).
Абразивные бруски всегда контактируют с обрабатываемой
поверхностью так как могут раздвигаться в радиальном направлении.
Давление бруска контролируется.
Хонингованием исправляют погрешности формы от предыдущей
обработки а чистовое – для повышения качества поверхности.
Этот процесс осуществляется на специальных хонинговальных
Суперфиниширование уменьшает шероховатость поверхности
оставшуюся от предыдущей обработки. Получают очень гладкую
поверхность сетчатый рельеф благоприятные условия для взаимодействия
Поверхности обрабатывают абразивными брусками установленными в
специальной головке. Для суперфиниширования характерно колебательное
движение брусков наряду с движением заготовки (рис.15.4.).
Рис.15.4. Схема суперфиниширования
Процесс резания происходит при давлении брусков (05 3)105 Па в
присутствии смазочного материала малой вязкости.
Амплитуда колебаний 15 6 мм. Частота колебаний 400 1200 мин -1.
Бруски подпружинены и самоустанавливаются по обрабатываемой
поверхности. Соотношение скоростей DSкр к
составляет 2 4 а в конце – 8 16.
Полированием уменьшают шероховатость поверхности.
Этим способом получают зеркальный блеск на ответственных частях
деталей (дорожки качения подшипников) либо на декоративных элементах
(облицовочные части автомобилей). Используют полировальные пасты или
абразивные зерна смешанные со смазочным материалом. Эти материалы
наносят на быстро- вращающиеся эластичные круги (фетровые) или на
Хорошие результаты дает полирование быстродвижущимися
абразивными лентами (шкурками).
При этом одновременно протекают следующие процессы:
пластическое деформирование поверхностного слоя;
химические реакции (воздействие на металл химически активных
Схема полирования представлена на рис. 9.8.
Рис. 15.5. Схема полирования.
Для процесса характерны высокие скорости до 50мсек. Заготовка
поджимается к кругу силой Р и совершает движения подачи DSкр и DSпр в
соответствии с профилем обрабатываемой поверхности.
В процессе полирования не исправляются погрешности формы.
Абразивно – жидкостная отделка
Данный вид обработки применяется для отделки объемнокриволинейных фасонных поверхностей.
На обрабатываемую поверхность имеющую следы предшествующей
обработки подают струи антикоррозионной жидкости со взвешенными
частицами абразивного порошка.
Водно-абразивная суспензия перемещается под давлением с большой
скоростью. Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и
сглаживают микронеровности.
Интенсивность съема материала регулируется зернистостью порошка
давлением струи и углом под которым подают жидкость.
Жидкостная пленка играет важную роль в данном процессе. Зерна
попадающие на выступы легко преодолевают ее а зерна попадающие во
впадины – встречают сопротивление съем материала затрудняется
шероховатость сглаживается.
Метод жидкостного полирования успешно применяется при обработке
фасонных внутренних поверхностей. Сопло вводится в полость заготовки
которая совершает вращательное и поступательное перемещения в
зависимости от профиля обрабатываемой поверхности.
Упрочнение методом пластической деформации
Основное назначение методов механического упрочнения поверхности
или поверхностно пластического деформирования (ППД) – повышение
усталостной прочности.
ППД - это обработка деталей давлением (без снятия стружки) при
которой пластически деформируется только их поверхностный слой на
глубину 002 04 мм. ППД осуществляется инструментом деформирующие
элементы (ДЭ) которого (шарики ролики или тела иной конфигурации)
взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью по схемам качения
скольжения или внедрения.
Разновидностями являются обкатка роликами алмазное выглаживание
дронование дробеструйная обработка чеканка.
При обработке роликами (рис.15.7.а) деформация осуществляется
давлением ролика из твердого металла на поверхность обрабатываемого
При усилиях на ролик превышающих предел текучести
обрабатываемого материала происходит наклеп на нужную глубину.
Обработка улучшает микрогеометрию. Создание остаточных напряжений
сжатия повышает предел усталости и долговечность изделия.
Рис. 15.6. Поверхностный слой при ППД. 1-микронеровности после обработки резанием
-деформируемый слой 3-индентор 4-наклепанный слой после снятия упругих
деформаций FN –усилие воздействия дрона S-направление подачи.
Обкатка роликами применяется при обработке шеек валов проволоки
при калибровке труб прутков.
К методам ППД в которых ДЭ работают по схеме скольжения
относятся выглаживание и дорнование. Для этих процессов ДЭ должны
изготавливаться из материалов имеющих высокую твердость (алмаз
твердый сплав и т.п.) и несклонных к адгезионному схватыванию с
обрабатываемым материалом.
Алмазное выглаживание (рис.15.7.б) применяется для ППД закаленных
сталей и деталей маложестких т.е. тогда когда невозможно применить
обработку накатыванием. Недостатком выглаживания является низкая
производительность и невысокая стойкость инструмента.
Рис. 15.7. Технологические схемы а) обкатки роликами б) алмазного выглаживания (1алмазный индентор 2-обрабатываемая деталь 3-регулятор давления)
Наиболее широко применяют способы обкатывания и раскатывания
шариковыми и роликовыми обкатниками наружных и внутренних
цилиндрических плоских и фасонных поверхностей. Цилиндрические
наружные внутренние фасонные поверхности обрабатываются как правило
на токарных револьверных сверлильных и других станках; плоские
поверхности - на строгальных фрезерных станках. Обычно этими способами
обрабатывают достаточно жесткие детали из стали чугуна и цветных
Дорнование - это деформирующее протягивание калибрование
высокопроизводительный процесс сочетающий в себе возможности
чистовой упрочняющей калибрующей и формообразующей обработки.
Формообразующая обработка применяется для получения на поверхности
детали мелких шлицов и других рифлений. Толщина упрочненного слоя при
дорновании регулируется натягом т.е. разностью диаметров дрона «D» и
отверстия «d» заготовки.
Рис. 15.8. Дорнование.
Методы накатывания выглаживания и деформирующего протягивания
относятся к методам статического поверхностного деформирования.
Характерным признаком этих методов является стабильность формы и
размеров ОД в стационарной фазе процесса.
Наряду с этими методами в машиностроении существует большое
число методов ППД основанных на динамическом (ударном) воздействии
инструмента на поверхность детали (рис.15.9.). В этих процессах инструмент
внедряется в поверхностный слой детали перпендикулярно профилю
поверхности или под некоторым углом к ней. Многочисленные удары
наносимые инструментом по детали по заданной программе или хаотично
оставляют на ней большое число локальных пластических отпечатков
которые в результате покрывают (с перекрытием или без него) всю
поверхность. Размеры очага деформации зависят от материала детали
размеров и формы инструмента и от энергии удара по поверхности.
Рис. 15.9. Схема обработки ППД при ударном воздействии инструмента.
К методам ударного ППД относятся чеканка обработка дробью
виброударная ультразвуковая центробежно-ударная обработка и др.
Дробеструйная обработка (наклеп) осуществляется с помощью
специальных дробеструйных установок (рис.15.10.) выбрасывающих
стальную или чугунную дробь на поверхность обрабатываемых деталей.
Диаметр дроби – 02 4 мм.
Рис. 15.10. Схема роторной дробеструйной установки.
Применяют для упрочнения деталей в канавках на выступах.
Подвергают изделия типа пружин рессор звенья цепей гусениц гильзы
поршни зубчатые колеса.
Поверхностное пластическое деформирование:
повышает плотность дислокаций в упрочненном слое;
измельчает исходную структуру;
повышает величину твердости поверхности;
уменьшает величину шероховатости;
повышает износостойкость деталей;
возрастает сопротивление схватыванию;
увеличивается придел выносливости.
Конструкции шлифовальных кругов. Структура круга.
Технологические схемы шлифования различных поверхностей.
Технологическая схема полирования. Назначение полирования.
Технологическая схема хонингования. Назначение хонингования.
Технологические схемы накатывания (шариком роликом) алмазного
выглаживания дронования.

Описание (9).pdf

Приспособление предназначено для изготовления сегментных
шпонок из заготовок-шайб на горизонтально-фрезерном станке.
Приспособление крепится к столу фрезерного станка болтами
(на черт. не показаны) за фланец своего корпуса поз.2. Сверху на корпусе
установлены соосно колодка поз.1 с прорезью и призма поз.6. В корпусе
имеется полость гидравлического цилиндра обратного действия
поршень поз.5 которого связан с подпружиненным (поз.8) прихватом
поз.7. На губке прихвата имеется прорезь соосная с прорезью колодки.
С другой стороны полость гидроцилиндра закрыта крышкой поз.3
снабженной отверстием-сапуном. От проворота прихват фиксируется
закрепленной на корпусе пластиной поз.4.
Стопка шайб-заготовок кладут на призму. Через отверстие в корпусе
в рабочую полость цилиндра под давлением подается гидравлическая
жидкость. Поршень перемещаясь сдвигает прихват который своей губкой
прижимает стопку заготовок к колодке. Дисковая фреза выставленная по
прорези колодки разделяет стопку заготовок так что из каждой шайбы
получается две сегментные шпонки. После сброса давления в гидросистеме
пружина возвращает прихват в исходное положение и обработанные
изделия снимают с приспособления.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа приспособления
А к с о н о м е тр и я

Описание (11).pdf

Поддерживающий ролик применяется при транспортировании на
короткое расстояние полосового материала.
Поддерживающий ролик крепится к раме транспортирующей
машины болтами (на черт. не показаны) за фланец своей стойк и поз.8.
Собственно ролик поз.7 установлен на оси поз.5 в корпусе поз.5. Корпус в
своей нижней части имеет паз боковые стенки которого охватывают стойку.
В пазу корпуса выполнены две встречно наклонные плоскости по которым
корпус взаимодействует с двумя клиньями - левым поз.2 и правым поз.3 а
клинья опираются на стойку. Соосно с пазом располагается винт поз.1 с
двумя резьбовыми концами. Резьбы имеют встречное направление нарезки и
вставлены в ответные резьбовые отверстия соответствующих клиньев. В
середине винта имеется буртик введенный в соответствующую расточку
стойки. На одном из концов винта имеется квадратный хвостовик под ключ.
Ось ролика имеет смазочные отверстия и канавки а от смещения и проворота
зафиксирована планкой поз.6. Для стопорения корпуса относительно стойки
установлены шпильки поз.16.
Ролик вращаясь на своей оси поддерживает движущуюся полосу
металла. Двухклиновой механизм необходим для настройки ролика по высоте.
Это выполняется вращением винта. при этом клинья сближаются (расходятся)
а корпус с роликом соответственно поднимается (опускается). Направление
вращения винта определяет подъем или опускание ролика. После такой
регулировки корпус с роликом стопорится шпильками.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа ролика
А к с о н о ме т р и я

Модуль 8.pdf

Модуль 8. Специальные способы литья.
В современном литейном производстве все более широкое применение
получают специальные способы литья: в оболочковые формы по
выплавляемым моделям кокильное под давлением центробежное и другие.
Эти способы позволяют получать отливки повышенной точности с
малой шероховатостью поверхности минимальными припусками на
механическую обработку а иногда полностью исключают ее что
обеспечивает высокую производительность труда. Каждый специальный
способ литья имеет свои особенности определяющие области применения.
Литье по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из
расплавленного металла в формах рабочая полость которых образуется
благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее
предварительном нагревании.
Технологические операции процесса литья по выплавляемым моделям
представлены на рис. 8.1.
Выплавляемые модели изготавливают в пресс-формах 1 (рис. 8.1.а) из
модельных составов включающих парафин воск стеарин жирные кислоты.
Состав хорошо заполняет полость пресс-формы дает четкий отпечаток.
После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель
(рис. 8.1.б) выталкивается в холодную воду.
Затем модели собираются в модельные блоки 3 (рис. 8.1.в) с общей
литниковой системой припаиванием приклеиванием или механическим
креплением. В один блок объединяют 2 100 моделей.
Формы изготавливают многократным погружением модельного блока 3
в специальную жидкую огнеупорную смесь 5 налитую в емкость 4 (рис.
1.г) с последующей обсыпкой кварцевым песком. Затем модельные блоки
сушат на воздухе или в среде аммиака. Обычно наносят 3 5 слоев
огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.
Модели из форм удаляют погружая в горячую воду или с помощью
нагретого пара. После удаления модельного состава тонкостенные литейные
формы устанавливаются в опоке засыпаются кварцевым песком а затем
прокаливают в печи в течение 6 8 часов при температуре 850 950 0C для
удаления остатков модельного состава испарения воды (рис. 8.1.д)
Заливку форм по выплавляемым моделям производят сразу же после
прокалки в нагретом состоянии. Заливка может быть свободной под
действием центробежных сил в вакууме и т.д.
После затвердевания залитого металла и охлаждения отливок форма
разрушается отливки отделяют от литников механическими методами
направляют на химическую очистку промывают и подвергают термической
Рис. 8.1. Технологические операции процесса литья по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и
сложных отливок из различных сплавов массой 002 15 кг с толщиной
Недостатком является сложность и длительность процесса
производства отливок применение специальной дорогостоящей оснастки.
Литьем по выплавляемым моделям изготавливают детали для
приборостроительной авиационной и другой отраслевой промышленности.
Используют при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов
(лопатки турбин) коррозионно-стойких сталей углеродистых сталей в
массовом производстве (автомобильная промышленность).
Технологический процесс автоматизирован и механизирован.
Литье в оболочковые формы
Литье в оболочковые формы - процесс получения отливок из
расплавленного металла в формах изготовленных по горячей модельной
оснастке из специальных песчано-смоляных смесей.
Формовочную смесь приготовляют из мелкого кварцевого песка с
добавлением термореактивных связующих материалов.
Технологические операции формовки при литье в оболочковые формы
представлены на рис. 8.2.
Металлическую модельную плиту 1 с моделью нагревают в печи до
Затем плиту 1 закрепляют на опрокидывающемся бункере 2 с
формовочной смесью 3 (рис. 8.2.а) и поворачивают на 1800 (рис. 8.2.б).
Формовочную смесь выдерживают на плите 10 30 секунд. Под действием
теплоты исходящей от модельной плиты термореактивная смола в
приграничном слое расплавляется склеивает песчинки и отвердевает с
образованием песчано-смоляной оболочки 4 толщиной 5 15 мм. Бункер
возвращается в исходное положение (рис. 8.2.в) излишки формовочной
смеси осыпаются с оболочки. Модельная плита с полутвердой оболочкой 4
снимается с бункера и прокаливается в печи при температуре 300 350 0C
при этом смола переходит в твердое необратимое состояние. Твердая
оболочка снимается с модели с помощью выталкивателей 5 (рис. 8.2.г).
Аналогичным образом получают вторую полуформу.
Для получения формы полуформы склеивают или соединяют другими
способами (при помощи скоб).
Собранные формы небольших размеров с горизонтальной плоскостью
разъема укладывают на слой песка. Формы с вертикальной плоскостью
разъема 6 и крупные формы для предохранения от коробления и
преждевременного разрушения устанавливают в контейнеры 7 и засыпают
чугунной дробью 8 (рис. 8.2.д).
Рис. 8.2. Технологические операции процесса формовки при литье в оболочковые формы
Литье в оболочковые формы обеспечивает высокую геометрическую
точность отливок малую шероховатость поверхностей снижает расход
формовочных материалов (высокая прочность оболочек позволяет
изготавливать формы тонкостенными) и объем механической обработки
является высокопроизводительным процессом.
В оболочковых формах изготавливают отливки массой 02 100 кг с
толщиной стенки 3 15 мм из всех литейных сплавов для приборов
автомобилей металлорежущих станков.
Литье в металлические формы
Литье в металлические формы (кокили) получило большое
распространение. Этим способом получают более 40% всех отливок из
алюминиевых и магниевых сплавов отливки из чугуна и стали.
Литье в кокиль – изготовление отливок из расплавленного металла в
металлических формах-кокилях.
Формирование отливки происходит при интенсивном отводе теплоты
от расплавленного металла от затвердевающей и охлаждающейся отливки к
массивному металлическому кокилю что обеспечивает более высокие
плотность металла и механические свойства чем у отливок полученных в
Схема получения отливок в кокиле представлена на рис. 8.3.
Рабочую поверхность кокиля с вертикальной плоскостью разъема
состоящую из поддона 1 двух симметричных полуформ 2 и 3 и
металлического стержня 4 предварительно нагретую до 150 180 0C
покрывают из пульверизатора 5 слоем огнеупорного покрытия (рис. 8.3.а)
толщиной 03 08 мм. Покрытие предохраняет рабочую поверхность кокиля
от резкого нагрева и схватывания с отливкой.
Покрытия приготовляют из огнеупорных материалов (тальк мел
графит) связующего материала (жидкое стекло) и воды.
Затем с помощью манипулятора устанавливают песчаный стержень 6 с
помощью которого в отливке выполняется полость (рис. 8.3.б).
Половинки кокиля соединяют и заливают расплав. После
затвердевания отливки 7 (рис. 8.3.в) и охлаждения ее до температуры
выбивки кокиль раскрывают (рис. 8.3.г) и протягивают вниз металлический
стержень 4. Отливка 7 удаляется манипулятором из кокиля (рис. 8.3. д).
Отливки простой конфигурации изготовляют в неразъемных кокилях
несложные отливки с небольшими выступами и впадинами на наружной
поверхности – в кокилях с вертикальным разъемом. Крупные простые по
конфигурации отливки получают в кокилях с горизонтальным разъемом. При
изготовлении сложных отливок применяют кокили с комбинированным
Расплавленный металл в форму подводят сверху снизу (сифоном)
сбоку. Для удаления воздуха и газов по плоскости разъема прорезают
вентиляционные каналы.
Все операции технологического процесса литья в кокиль
механизированы и автоматизированы. Используют однопозиционные и
многопозиционные автоматические кокильные машины.
Рис. 8.3. Технологические операции изготовления отливки в кокиль
Литье в кокиль применяют в массовом и серийном производствах для
изготовления отливок из чугуна стали и сплавов цветных металлов с
толщиной стенки 3 100 мм массой от нескольких граммов до нескольких
Литье в кокиль позволяет сократить или избежать расхода
формовочных и стержневых смесей трудоемких операций формовки и
выбивки форм повысить точность размеров и снизить шероховатость
поверхности улучшить механические свойства.
Недостатки кокильного литья: высокая трудоемкость изготовления
кокилей их ограниченная стойкость трудность изготовления сложных по
конфигурации отливок.
Литьем под давлением получают отливки в металлических формах
(пресс-формах) при этом заливку металла в форму и формирование отливки
осуществляют под давлением.
Отливки получают на машины литья под давлением с холодной или
горячей камерой прессования. В машинах с холодной камерой прессования
камеры прессования располагаются либо горизонтально либо вертикально.
На машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис.
4.) расплавленный металл заливают в камеру прессования 4 (рис. 8.4.а).
Затем металл плунжером 5 под давлением 40 100 МПа подается в полость
пресс-формы (рис. 8.4.б) состоящей из неподвижной 3 и подвижной 1
полуформ. Внутреннюю полость в отливке получают стержнем 2. После
затвердевания отливки пресс-форма раскрывается стержень 2 извлекается
(рис. 8.3.в) и отливка 7 выталкивателями 6 удаляется из рабочей полости
Рис.8.4. Технологические операции изготовления отливок на машинах с горизонтальной
холодной камерой прессования
Перед заливкой пресс-форму нагревают до 120 320 0C. После
удаления отливки рабочую поверхность пресс-формы обдувают воздухом и
смазывают специальными материалами для предупреждения приваривания
отливки. Воздух и газы удаляются через каналы расположенные в плоскости
разъема пресс-формы или вакуумированием рабочей полости перед заливкой
металла. Такие машины применяют для изготовления отливок из медных
алюминиевых магниевых и цинковых сплавов массой до 45 кг.
На машинах с горячей камерой прессования (рис. 8.5.) камера
прессования 2 расположена в обогреваемом тигле 1 с расплавленным
металлом. При верхнем положении плунжера 3 металл через отверстие 4
заполняет камеру прессования. При движении плунжера вниз отверстие
перекрывается сплав под давлением 10 30 МПа заполняет полость прессформы 5. После затвердевания отливки плунжер возвращается в исходное
положение остатки расплавленного металла сливаются в камеру
прессования а отливка удаляется из пресс-формы выталкивателями 6.
Получают отливки из цинковых и магниевых сплавов массой от
нескольких граммов до 25 кг. При литье под давлением температура заливки
сплава выбирается на 10 20 0C выше температуры плавления.
Литье под давлением используют в массовом и крупносерийном
производствах отливок с минимальной толщиной стенок 08 мм с высокой
точностью размеров и малой шероховатостью поверхности за счет
тщательного полирования рабочей полости пресс-формы без механической
производительностью процесса.
Рис. 8.5. Схема изготовления отливки на машинах с горячей камерой прессования
Недостатки: высокая стоимость пресс-формы и оборудования
ограниченность габаритных размеров и массы отливок наличие воздушной
пористости в массивных частях отливки.
Изготовление отливок центробежным литьем
При центробежном литье сплав заливается во вращающиеся формы.
Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил
что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.
Центробежным литьем изготовляют отливки в металлических
песчаных оболочковых формах и формах для литья по выплавляемым
моделям на центробежных машинах с горизонтальной и вертикальной осью
Металлические формы изложницы изготовляют из чугуна и стали.
Толщина изложницы в 15 2 раза больше толщины отливки. В процессе
литья изложницы снаружи охлаждают водой или воздухом.
На рабочую поверхность изложницы наносят теплозащитные покрытия
для увеличения срока их службы. Перед работой изложницы нагревают до
Схемы процессов изготовления отливок центробежным литьем
представлены на рис. 8.6.
При получении отливок на машинах с вращением формы вокруг
вертикальной оси (рис. 8.6.а) металл из ковша 4 заливают во вращающуюся
форму 2 укрепленную на шпинделе 1 который вращается от
Под действием центробежных сил металл прижимается к боковой
стенке изложницы. Литейная форма вращается до полного затвердевания
отливки. После остановки формы отливка 3 извлекается.
Отливки имеют разностенность по высоте – более толстое сечение в
нижней части. Применяют для получения отливок небольшой высоты –
коротких втулок колец фланцев.
Рис. 8.6. Схемы процессов изготовления отливок центробежным литьем
При получении отливок типа тел вращения большой длины (трубы
втулки) на машинах с горизонтальной осью вращения (рис. 8.5.б) изложницу
устанавливают на опорные ролики 7 и закрывают кожухом 6. Изложница
приводится в движение электродвигателем 1. Расплавленный металл из
ковша 4 заливают через желоб 3 который в процессе заливки металла
перемещается что обеспечивает получение равностенной отливки 5. Для
образования раструба трубы используют песчаный или оболочковый
стержень 8. После затвердевания металла готовую отливку извлекают
специальным приспособлением.
Скорость вращения формы зависит от диаметра отливки и плотности
сплава определяется по формуле:
– плотность сплава; – внутренний радиус отливки.
Центробежным литьем изготавливают отливки из чугуна стали
сплавов титана алюминия магния и цинка (трубы втулки кольца
подшипники качения бандажи железнодорожных и трамвайных вагонов).
Масса отливок от нескольких килограммов до 45 тонн. Толщина стенок
от нескольких миллиметров до 350 мм. Центробежным литьем можно
получить тонкостенные отливки из сплавов с низкой текучестью что
невозможно сделать при других способах литья.
неметаллических включений на внутренних поверхностях; возможность
появления дефектов в виде продольных и поперечных трещин газовых
Преимущества – получение внутренних полостей трубных заготовок
без применения стержней экономия сплава за счет отсутствия литниковой
системы возможность получения двухслойных заготовок что получается
поочередной заливкой в форму различных сплавов (сталь – чугун чугун –
Используют автоматические
машины с управлением от ЭВМ.
Изготовление отливок непрерывным литьем
При непрерывном литье (рис. 8.7.) расплавленный металл из
металлоприемника 1 через графитовую насадку 2 поступает в
водоохлаждаемый кристаллизатор 3 и затвердевает в виде отливки 4 которая
вытягивается специальным устройством 5. Длинные отливки разрезают на
заготовки требуемой длины.
Используют при получении отливок с параллельными образующими из
чугуна медных алюминиевых сплавов. Отливки не имеют неметаллических
включений усадочных раковин и пористости благодаря созданию
направленного затвердевания отливок.
Рис. 8.7. Схема непрерывного литья (а) и разновидности получаемых отливок (б)
Литье по выплавляемым моделям.
Литье в оболочковые формы.
Литье в металлические формы.
Литье под давлением.

Описание (3).pdf

Приспособление применяется для зажима деталей при их
обработке на фрезерных станках.
Приспособление подошвой своего корпуса поз.3 устанавливается
на столе фрезерного станка (на черт. не показан) и крепится к пазам
стола четырьмя болтами (не показаны). В корпусе выполнен продольный
паз который образует с привернутыми к корпусу планками поз.6
направляющую прямоугольного профиля. В направляющей размещены
два кулачка поз.4 и 5 а также соосный с направляющей винт поз.1
имеющий два резьбовы конца с резьбами прямоугольного профиля
встречного направления нарезки (левая и правая). В кулачках выполнены
ответные винту резьбовые отверстия. В направляющей корпуса установлен
вкладыш поз.2 фиксирующий винт в осевом направлении за его буртики.
На одном из концов винта выполнен квадратный хвостовик под ключ.
Один из кулачков снабжен фиксатором поз.7 установленным в расточке
Зажим детали осуществляют вращением винта ключом за
хвостовик. При этом кулачки симметрично перемещаются по направляющей
навстречу друг другу благодаря встречному направлению резьб на винте.
После того как кулачки зажмут деталь затягивают ключом гайку поз.9
фиксатора который стенкой паза прижимает кулачок к направляющей.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа приспособления
А к с о н о м е тр и я

Описание (12).pdf

Устройство и работа ролика
Упорный ролик служит для направления заготовок перемещаемых
при прокатке. Одновременно ролик смягчает удары при транспортировании.
Корпус поз.4 крепится болтами к раме (на черт. не показаны)
транспортирующей машины. В закрепленной на корпусе направляющей
втулке поз.5 размещен подпружиненный (поз.8) шток поз.11. На конец
штока плотно насажена вилка поз.1 с осью поз.6 на которой через втулки
скольжения поз.3 установлен ролик поз.9. Для исключения проворота штока
в направляющей втулке имеется направляющая шпонка 22.
При движении транспортируемая заготовка взаимодействует с роликом
который не допускает ее перемещения в направлении своей оси тем самым
определяя направление ее движения. Усилие взаимодействия заготовки с
роликом настраивается взведением пружины которое производится гайками
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Ак с о н о ме т р и я

Выполнение чертежей деталей с чертежа ОВ.pdf

Федеральное агентство по образованию
Уральский государственный технический университет – УПИ
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Выполнение чертежей деталей
с чертежа общего вида
Методическая разработка
для студентов всех форм обучения всех специальностей
УДК 744.4 : 621 (075.8)
Составитель – А. М. Каузов
Научный редактор – доц. канд. техн. наук Н. Х. Понетаева
ВЫПОЛНЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ деталей с чертежа общего вида : метод.
разработка сост. А. М. Каузов. Екатеринбург : УГТУ–УПИ 2009. 35 с.
В издании разобран процесс изготовления рабочих чертежей деталей с
чертежа общего вида изделия. В прил. 1 приведен образец задания и пример
его исполнения а в прил. 2 - типичные ошибки студентов при выполнении
Работа предназначена для студентов всех специальностей и всех форм
обучения изучающих инженерную графику.
Библиогр.: 12 назв. Рис. 13. Прил. 2.
Настоящее издание вместе с комплектом заданий и отдельным
справочником составляет учебный модуль предназначенный для обучения
студентов выполнению рабочих чертежей деталей машин в рамках учебного
курса «Инженерная графика» (тема 3106). Эти рамки означают что
некоторые вопросы из области профессиональной конструкторской
деятельности такие как нормирование точности термическая обработка
покрытия и ряд других обязательных технических требований не входят в
объем курса не исполняются по заданию и не рассматриваются в работе.
Информация приведенная в издании частично повторяет изложение
методических пособий к темам курса 2101 «Чертеж детали полученной
механической обработкой» и 2103 «Чертеж детали полученной из литой
заготовки» но не заменяет их.
Автор заранее благодарен специалистам и студентам за выявленные
недостатки настоящего издания.
Исходным материалом индивидуального задания является чертеж общего
вида некоторого изделия и пояснительная записка включающая техническое
описание изделия и задание на выполнение самостоятельной работы.
Чертеж общего вида – это конструкторский документ [1 2 5-7]
внутреннего пользования конструкторского подразделения который в
зависимости от стадии проектирования машины (техническое предложение
эскизный проект технический проект) имеет разные информационные
задачи. Чертеж общего вида стадии технического проекта (аналог такого
чертежа предлагается в настоящем задании) предназначен для выполнения
по нему рабочей документации – сборочных чертежей и чертежей деталей;
его информационная насыщенность соответствует назначению. Составным
элементом чертежа является «перечень составных частей» [6 разд. 2. 2. 4]
представленный на листе 2 того же чертежа - до некоторой степени аналог
спецификации но содержащий большее количество необходимой при
проектировании информации в данном случае – материал из которого
изготавливаются детали.
ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕРТЕЖУ ДЕТАЛИ
Общие требования к чертежу детали подробно описаны в стандартах [3] и
учебной литературе [9-11 и др.]. Список этих требований занимает от одной
до нескольких страниц печатного текста и приводить их здесь не будем но
читать их весьма полезно. Важно понять два основополагающих принципа
заложенных во всей системе проектирования:
- чертеж предназначен не для его изготовителя (конструктора) а для
исполнителя в данном случае – для технолога и рабочих. Это значит что
в нем должна содержаться ВСЯ информация необходимая ИМ для
формирования последовательности операций изготовления детали и для
выполнения каждой из этих операций. Любое обращение к автору чертежа
за пояснениями в процессе изготовления детали – показатель
недостаточности квалификации конструктора;
- поскольку каждая деталь в процессе изготовления идет своим
технологическим путем и ее сопровождает чертеж этой детали то
выполнение на одном чертеже двух и более деталей недопустимо*. Этот
принцип формулируется просто: одна деталь – один чертеж.
* Исключение составляет т.н. «групповой чертеж» [4] – специфический вид
конструкторского документа не рассматриваемый в настоящем курсе.
В общем случае в рамках задания на чертеже должны быть доступно
- форма изделия т.е. совокупность всех ее поверхностей (наружных и
внутренних) во взаимосвязи;
- размеры изделия и всех его поверхностей;
- состояние поверхностей изделия (шероховатость).
Вместе с тем чертеж должен быть достаточно экономичным т.е.
минимизация затрат на изготовление чертежа – показатель квалификации
Исходя из вышеприведенного можно определить основные этапы работы
над чертежом в рамках настоящей учебной задачи.
При выполнении чертежа детали допустимо пользоваться всем арсеналом
изображений предоставляемым стандартами ЕСКД [8]: виды – основные
дополнительные местные; разрезы – простые и сложные; сечения выносные
элементы и др. Главное – представить форму изделия. Существуют группы
однотипных изделий способы представления которых на чертеже более или
менее устоялись. Это описано в учебной литературе. Однако в общем случае
дать какие-либо однозначные рекомендации невозможно. Одну и ту же
деталь можно представить несколькими правильными способами. Например
простейшая косынка вырубленная из листового металла может быть
изображена в трех вариантах (см. рис.1):
- главный вид для определения конфигурации косынки и вид слева для
указания толщины (рис.1а);
- один вид (главный) с указанием толщины на выноске (рис.1б);
- главный вид с оборванным наложенным сечением (рис.1в).
Значит выполнение изображений на чертеже – наиболее творческая часть
работы. Прежде чем выполнять чертеж надлежит продумать варианты и
выбрать из них лучший. Опытный конструктор делает это быстро но
видимая легкость принятия решения не должна дезориентировать – это и
есть «опыт» к которому надо стремиться.
Разберем последовательность выполнения чертежа детали.
Перед выполнением чертежа необходимо выяснить функцию детали
(для чего она необходима и как работает) форму и назначение каждого
элемента ее поверхности. Рассмотрим пример (рис. 2).
На чертеже представлены главный вид и разрез резьбовой крышкизаглушки.
Функция крышки – завинченная по резьбе она закрывает внутреннюю
полость (скорее всего какого-то корпуса). А если крышку отвинтить то
доступ внутрь корпуса открывается. Вместе с тем эта крышка
негерметичная т.к. конструкция никаких средств герметизации не
Рис. 1. Варианты изображения косынки на чертеже
Форма крышки в целом – осесимметричное тело вращения.
Элементы поверхности :
- цилиндрический выступ 1 с наружной метрической резьбой. Назначение
– взаимодействовать с ответной внутренней резьбой в отверстии корпуса;
- фланец 2 – плоский круглый диск. Назначение – перекрывать канал
отверстия заплечики фланца – ограничить упором завинчивание крышки по
- цилиндрическая глухая выборка 3 в крышке. Назначение – облегчить
крышку (убрать «лишний» металл).
Мелкие детали поверхностей:
- цилиндрическая проточка 4 для выхода резьбы. Назначение – облегчить
нарезание резьбы. Обратить внимание: диаметр впадины проточки меньше
диаметра впадин резьбы;
- коническая фаска 5 в начале резьбы. Назначение – облегчение «захода»
резьбы при завинчивании;
- два параллельных плоских среза 6 на выступе фланца – лыски.
Назначение – облегчение завинчивания–отвинчивания крышки с помощью
- Фаски 7. Назначение – притупить острые кромки.
Параллельно с анализом формы детали полезно выполнить ее
изображение в аксонометрической проекции на отдельном листке бумаги –
«от руки» для себя (рис. 3).
Теперь можно перейти ко второму этапу выполнения чертежа.
Необходимо установить число и расположение изображений детали на
чертеже передающих форму детали.
Одна из наиболее распространенных ошибок студентов на данном этапе
работы состоит в том что на чертеж детали переносятся все изображения
детали которые только можно отыскать на заданном чертеже общего вида.
Иногда результат положителен но чаще – нет. Дело в том что назначение
Рис. 3. Эскиз крышки
этих чертежей разное: чертеж общего вида обязан показать не одну а ВСЕ
оригинальные детали устройства в их совокупности поэтому часть
изображений одной из них может оказаться излишней либо не самой
Изделие имеет внутреннюю глухую выборку 3 (см. рис. 2). Известно
что внутренние полости демонстрируют с помощью разреза поэтому
разрез крышки плоскостью проходящей через ее ось симметрии
Вид крышки по стрелке 1 (рис. 3) неизбежен – надо показывать лыску 6
Форма фланца 2 (рис. 2) отличается от правильной круговой (те же
лыски). Вид на фланец по стрелке 2 или 3 (рис. 3) обязателен.
Таким образом набирается три изображения. Начнем на них экономить.
Деталь симметричная поэтому имеем право совместить половину вида с
половиной разреза (направление взгляда по стрелке 1) и это будет главный
вид на чертеже. Тогда справа от главного вида расположится вид слева
(направление взгляда по стрелке 2). Однако и тут можно сэкономить: в таком
случае на виде слева придется отрисовывать резьбу две фаски и диаметр
выборки. Зачем? Проще повернуть изображение главного вида так чтобы
фланец оказался слева тогда на виде слева останется только контур фланца с
его фаской. А поскольку фланец симметричен то можно ограничиться
изображением лишь половины вида.
Мы получили изображения детали (рис. 4).
Рис. 4. Изображения детали «крышка»
Выберем масштабы изображений и формат чертежа. При этом надо
помнить что чертеж должен легко читаться человеком который взял его в
руки в первый раз. Поэтому
изображения не должны быть мелкими;
чертеж не должен быть «тесным» от линий;
чертеж не должен быть «пустым».
Снова обратимся к примеру.
Габариты изделия таковы: диаметр фланца 60 мм длина крышки от торца
до торца 18 мм резьба М48х15. Таким образом размеры детали в целом
приемлемы для исполнения чертежа в масштабе 1:1 на формате А4. Но на
крышке имеется небольшая проточка для выхода резьбы. В масштабе 1:1
прорисовать ее с указанием размеров не представляется возможным а тем
более разобраться в них поэтому можно
увеличить масштаб изображения (пожалуй раза в 4). Но тогда будет
мало и форматаа формат А2 будет «пустым»;
применить изображение называемое «выносной элемент» [8] т.е.
выполнить отдельно увеличенное в 4 раза изображение профиля
проточки с указанием локального масштаба. А для основных
изображений оставить масштаб 1:1. И формат останется А4.
Вывод: выбор масштаба и формата чертежа может привести к появлению
дополнительных изображений на чертеже (см. рис. 5).
2. Простановка размеров
О простановке размеров много и подробно написано в учебниках и
стандартах ЕСКД. Конструкторский опыт позволяет добавить к этому два
размеры одного конструктивного элемента следует стараться
расставлять на одном из его изображений - не разбрасывать по
нескольким изображениям;
простановку размеров лучше всего начинать не с главного
изображения на чертеже а с самого последнего по иерархии. Тогда
главный вид не будет забит размерами.
Рис. 5. Окончательные изображения детали на формате
Применительно к рассматриваемому примеру прежде всего следует
проставить размеры связанные с проточкой на изображении выносного
элемента размеры контура фланца – на виде слева а остальные размеры – на
главном виде (см. рис. 6).
Размеры типовых элементов поверхностей (канавки проточки отверстия
под крепеж сквозные и глухие и др.) приводятся в многочисленных
справочниках по машиностроению. Для использования пригодны любые из
них. Имеются эти данные и в справочнике [12].
Рис. 6. Изображения детали с размерами
3. Простановка шероховатости обрабатываемых поверхностей
и окончательное оформление чертежа
При простановке шероховатости поверхностей деталей полезно
пользоваться таблицами с перечнем видов обработки и достижимым при
этом качеством поверхности (шероховатостью). Такие таблицы имеются в
справочной литературе.
Но прежде всего надо вернуться к сделанному в п. 2.1 анализу
поверхностей и все их разделить на три группы:
сопрягаемые поверхности по которым деталь подвижно или
неподвижно взаимодействует с ответными деталями. Сопрягаемые
поверхности двух деталей имеют одинаковый номинальный
привалочные поверхности по которым деталь лишь стыкуется с
свободные поверхности по которым деталь не контактирует ни с чем.
Совершенно очевидно что поверхности первой группы требуют наиболее
тщательной обработки – и по точности и по шероховатости. Требования к
поверхностям второй группы менее жесткие а поверхности третьей потому и
принято называть свободными что их точность и качество поверхности
жестко не регламентируются.
Разделение поверхностей на группы позволит достаточно быстро
назначить параметры их шероховатости.
Сначала оценим деталь в целом и сделаем заключение что это изделие
выполнено механической обработкой всех его поверхностей лезвийным
режущим инструментом (точение и фрезерование). Шлифование как метод
обработки применять нет смысла – деталь не ответственная. Это означает
что шероховатость самой чистой поверхности – Ra 32 25.
Вернемся к анализу поверхностей детали и их назначению и разделим их
к сопрягаемым отнесем резьбу. Шероховатость Ra 32;
к привалочным отнесем заплечики и лыски фланца. Шероховатость
к свободным поверхностям подойдем дифференцировано:
- проточку и заходную фаску резьбы потребуем выполнить почище Ra 63;
- выборку в крышке отнесем к черновой обработке - Ra 25;
- все остальные поверхности - Ra 125.
Остается нанести обозначения шероховатости поверхностей на чертеже
заполнить основную надпись - и чертеж готов (см. рис. 7).
Рис. 7. Чертеж детали «Крышка»
КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ СПРАВОЧНИКОМ
Из написанного выше ясно что чертеж общего вида должен предоставить
конструктору-деталировщику всю информацию необходимую для
выполнения чертежей деталей т.е. на чертеже общего вида должны быть
ВСЕ размеры деталей. Но если внимательно изучить такой чертеж то
обнаруживается отсутствие некоторых размеров: размеров стандартных
изделий (болтов винтов гаек подшипников качения уплотнений и пр.) а
также размеров некоторых элементов нестандартных деталей (проточек для
выхода резьбы канавок под уплотнительные элементы глубины отверстий
под резьбу мест под головки крепежных изделий и пр.). Это объясняется
тем что необходимые размеры стандартных изделий указаны в условном
обозначении приводимом в перечне составных частей (крепежных изделий
деталей уплотнений) либо легко берутся из каталогов (например
подшипников качения).
Что касается проточек канавок и др. то размеры подобных элементов
стандартизованы на уровне предприятий (стандарты предприятия – СТП) или
отраслей (нормали). Сведения о данных элементах сведены в справочники
откуда их размеры и берут при проектировании. Ведущий конструктор
разрабатывающий чертеж общего вида учитывает размеры всех этих
элементов но на чертеже их не указывает. А конструктор который
выполняет чертежи деталей в качестве исходной информации имеет чертеж
общего вида и справочники. Таких справочников очень много все они
пригодны для выполнения настоящего задания. В предлагаемом студентам
справочнике [12] необходимые сведения представлены в объеме
достаточном для выполнения задания по теме 3106. Дополнительного
пояснения требует только выполнение на чертеже изображения глухих
резьбовых отверстий.
1. Расчет размеров глухих резьбовых отверстий
Глухое резьбовое отверстие выполняется в следующем порядке: сначала
высверливается отверстие диаметра d1 под резьбу затем выполняется
заходная фаска Sx45º (рис. 8а) и наконец нарезается внутренняя резьба d
(рис. 8б). Дно отверстия под резьбу имеет коническую форму а угол при
вершине конуса φ зависит от заточки сверла. При проектировании
принимается φ = 120º (номинальный угол заточки сверл). Вполне очевидно
что глубина резьбы должна быть больше длины ввинчиваемого резьбового
конца крепежной детали. Между окончанием резьбы и дном отверстия тоже
остается некоторое расстояние а называемое «недорез».
Из рис. 9 становится ясен подход к назначению размеров глухих резьбовых
отверстий: глубина резьбы h определяется как разница стяжной длины L
резьбовой детали и суммарной толщины H притягиваемых деталей (может
быть одна а может быть их и несколько) плюс небольшой запас резьбы k
обычно принимаемый равным 2-3 шагам Р резьбы
Рис. 8. Последовательность выполнения глухих резьбовых отверстий
Рис. 9. Крепление винтом в сборе
Стяжная длина L крепежной детали указывается в ее условном
обозначении. Например: «Болт М6х20.46 ГОСТ 7798-70» – его стяжная
длина L = 20 мм. Суммарная толщина притягиваемых деталей H
высчитывается из чертежа общего вида (в эту сумму следует добавить и
толщину шайбы подложенной под головку крепежного изделия). Шаг
резьбы Р также указывается в условном обозначении крепежной детали.
Например: «Винт М12х125х40.58 ГОСТ 11738-72» - его резьба имеет мелкий
шаг Р = 125 мм. Если шаг не указывается то по умолчанию он основной
(крупный). Катет заходной фаски S обычно принимают равным шагу резьбы
Р. Глубина N отверстия под резьбу больше значения h на размер недореза а:
Некоторое отличие расчета размеров резьбового отверстия под шпильку
состоит в том что ввинчиваемый резьбовой конец шпильки не зависит от ее
стяжной длины и толщин притягиваемых деталей. Для представленных в
задании шпилек ГОСТ 22032-76 ввинчиваемый «шпилечный» конец равен
диаметру резьбы d поэтому
Полученные размеры следует округлить до ближайшего большего целого
необходимыми размерами приведено на рис. 10. Диаметр отверстия под
резьбу и угол заточки сверла на чертеже не указывают.
Рис. 10. Изображение глухого резьбового отверстия на чертеже
В таблицах справочника [12] приведены значения всех расчетных величин
(диаметры отверстий под резьбу недорезы толщины шайб и пр.).
Необходимое замечание: применение короткого недореза должно быть
обосновано. Например если деталь в месте расположения в ней резьбового
отверстия недостаточно толстая а сквозное отверстие под резьбу может
нарушить герметичность гидравлической или пневматической системы то
конструктору приходится «ужиматься» в т.ч. укорачивая недорез.
ДЕТАЛИ ПОДВЕРГАЕМЫЕ СОВМЕСТНОЙ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
обрабатываются не индивидуально а совместно с поверхностями ответных
деталей. Чертежи таких изделий имеют особенности. Не претендуя на
полный обзор возможных вариантов рассмотрим две разновидности таких
деталей встречающиеся в заданиях по теме.
1. Штифтовые соединения
Если в сборочном узле две детали стыкуются по общей плоскости и есть
необходимость точно зафиксировать их взаимное положение то применяется
соединение деталей штифтами. Штифты позволяют не только фиксировать
детали но и легко восстанавливать прежнее их положение после разборки с
ремонтными целями. Например в сборе двух корпусных деталей 1 и 2 (см.
рис. 11) необходимо обеспечить соосность расточек 48 и 40 под
подшипниковые узлы. Прижатие фланцев осуществляется болтами 3 а
настроенная один раз соосность расточек обеспечена двумя штифтами 6.
Штифт – это точный цилиндрический или конический стержень; отверстие
под штифт также выполняется весьма точным с шероховатостью
поверхности не хуже Ra 08. Очевидно что полное совпадение штифтового
отверстия половины которого расположены в разных деталях проще всего
выполнить если две детали предварительно выставить в необходимом
положении скрепить болтами и изготовить отверстие под штифт одним
проходом инструмента сразу в обоих фланцах. Это называется совместной
обработкой. Но такой прием должен быть оговорен в проектной
документации чтобы технолог его учел при формировании технологического
процесса изготовления узла. Указание совместной обработки отверстий под
штифт выполняется в конструкторской документации следующим способом.
На СБОРОЧНОМ чертеже задаются размеры отверстий под штифт
размеры их расположения и указывается шероховатость обработки
Названные размеры помечаются «*» а в технических
требованиях чертежа делается запись: «Все размеры для справок кроме
обозначенных *». Это означает что размеры по которым на собранном узле
выполняются отверстия исполнительные и они подлежат контролю. А на
чертежах ДЕТАЛЕЙ отверстия под штифт не показываются (а значит и не
2. Расточки с разъемом
В некоторых машинах расточенные отверстия под подшипники
располагаются одновременно в двух деталях с размещением плоскости их
разъема по оси подшипника (чаще всего встречается в конструкциях
редукторов – соединение «корпус-крышка»). Расточки под подшипники –
точные поверхности с шероховатостью не хуже Ra 25 изготавливаются они
совместной обработкой а на чертежах это задается следующим образом (см.
На чертежах КАЖДОЙ из двух деталей числовые значения размеров
поверхностей обрабатываемых совместно указываются в квадратных
скобках. В технических требованиях чертежа делается запись: «Обработку
по размерам в квадратных скобках производить совместно с дет. № ». Под
номером понимается обозначение чертежа ответной детали.
Рис. 11. Задание на чертеже отверстия под штифт
Рис. 12. Расточка с разъемом. Сборочный чертеж
Рис. 13. Задание расточки с разъемом на чертежах деталей
После прочтения описанного выше процесса создания чертежа детали
может возникнуть сомнение: неужели профессиональные конструкторы так
тщательно прорабатывают каждую мелкую детальку? Смею заверить –
именно так! Просто при выполнении чертежей простых и типовых деталей
все это делается в голове конструктора мгновенно но в сложных изделиях только так пошагово.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских
документов. М. : ИПК Издательство стандартов 2004.
ГОСТ 2.103-68 ЕСКД. Стадии разработки. М. : ИПК Издательство
ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам. М. : ИПК
Издательство стандартов 2004.
ГОСТ 2.113-75 ЕСКД. Групповые и базовые конструкторские
документы. М. : ИПК Издательство стандартов 2004.
ГОСТ 2.118-73 ЕСКД. Техническое предложение. М. : ИПК
ГОСТ 2.119-73 ЕСКД. Эскизный проект. М. : ИПК Издательство
ГОСТ 2.120-73 ЕСКД. Технический проект. М. : ИПК Издательство
ГОСТ 2.305-68 ЕСКД. Изображения – виды разрезы сечения. М. :
ИПК Издательство стандартов 2004.
Левицкий В. С. Машиностроительное черчение : учеб. для вузов
В. С. Левицкий. М. : Высш. шк. 1994.
Машиностроительное черчение Г. П. Вяткин [и др.]. М. :
Машиностроение 1985.
Справочное руководство по черчению В. И. Богданов. [и др.]. М. :
Машиностроение 1989.
Каузов А. М. Выполнение чертежей деталей : справочные материалы
А. М. Каузов. Екатеринбург : УГТУ-УПИ 2009.
Задание по теме 3106 и пример его исполнения
Пример исполнения задания № 26
Типичные ошибки студентов при выполнении деталировки
Ошибки чтения исходного чертежа общего вида
Изображение резьбовых отверстий
Исходное изображение на чертеже общего
Неправильное изображение на чертеже детали.
Существуют еще варианты неправильного изображения. Привести все
не представляется возможным.
Правильное изображение резьбового отверстия
Изображение внутренних полостей
Исходное изображение
на чертеже общего вида
Неправильное изображение
Расточки на чертеже детали
Правильное изображение
расточки на чертеже детали
Ошибки расположения изображений на чертеже детали
Неправильное расположение
Допустимое расположение
Правильное расположение
Комментарий к примеру. Причина ошибки студента вполне объяснима.
Главный вид болта на чертеже взят в том же положении детали что и на
чертеже общего вида (головкой вправо). Но в таком случае правее этого
изображения положено быть виду слева (по проекционному соответствию).
Однако вид слева не представляет интереса а вот вид на головку болта
Не долго думая студент размещает вид справа на месте вида слева и
обозначает его стрелкой и буквой «А» (см. «Неправильный вариант»).
ЕСКД допускает такое обозначение только если расположение вида «А»
смещено относительно главного изображения (см. «Допустимый вариант»).
Самое же правильное – подумать об ориентации изображений и
размещении видов ДО НАЧАЛА выполнения чертежа (см. «Правильный
1. Невнимательное отношение к толщинам линий на чертеже
Следует помнить что линии разного типа имеют разное назначение на
чертеже и разную толщину (основная тонкая линия невидимого контура и
т.д.). К этому следует относиться внимательно.
2. Неправильное расположение знаков шероховатости поверхностей
знак шероховатости располагается по отношению к поверхности с той
стороны с которой к ней подводится инструмент для ее обработки;
буквенно-цифровое обозначение шероховатости (например Ra 25)
должно записываться в направлении слева-направо либо снизу-вверх а
не наоборот. В неудобных случаях знак следует проставлять на
Все знаки шероховатости показаны неверно
Все знаки шероховатости показаны правильно
Необходимое замечание о качестве чертежей
Проектирование – занятие весьма трудоемкое причем не имеет значения
каково назначение чертежей – учебные они или производственные. Поэтому
чисто внешняя составляющая качества их выполнения безусловно важна ибо
демонстрирует отношение автора чертежа к своему труду: потратив много
времени на разработку чертежа добавить еще чуть-чуть и сделать свою
работу красивой – знак самоуважения.
Но помимо эстетических соображений существуют еще и требования
стандарта. В основной надписи чертежа есть графа «Н.контр.» что означает
«нормоконтроль» т.е. КАЖДЫЙ чертеж проверяется специально
назначенным в конструкторском бюро человеком – нормоконтролером. Этот
человек не вникает в техническую сторону проекта – в конечном счете его не
интересует будет ли вообще работать проектируемая машина. Он проверяет
соответствие чертежа требованиям стандартов ЕСКД. Деятельность
нормоконтролера прописана в ГОСТ 2.111-68 ЕСКД «Нормоконтроль».
В соответствии с приказом ректора УГТУ-УПИ нормоконтроль
студенческих работ производит преподаватель принимающий чертеж.
Студентам следует помнить что в указанном стандарте записано:
« 4.3. Нормоконтролер имеет право:
а) ВОЗВРАЩАТЬ конструкторскую документацию разработчику БЕЗ
РАССМОТРЕНИЯ в случаях:
нарушения установленной комплектности
отсутствия обязательных подписей
НЕБРЕЖНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ »
Составитель Каузов Александр Михайлович
Редактор И. В. Меркурьева
Компьютерный набор А. М. Каузова
Подписано в печать 04.06.2009
Редакционно-издательский отдел УГТУ–УПИ
0002 Екатеринбург ул. Мира 19
Ризография НИЧ УГТУ–УПИ

Перечень (14).pdf

31 0 6 .1 4 .0 0 .0 0 0 .

Описание (5).pdf

Настоящий предохранительный клапан является составляющей
частью устройства поворота и возврата плиты формовочной машины.
Корпус поз.2 с привертной крышкой поз.3 служат для соединения
деталей клапана а также для присоединения своими резьбовыми
отверстиями к пневматическим магистралям машины. Внутри корпуса
подвижно установлен собственно клапан поз.1 а в расточке клапана
размещен подпружиненный (поз.5) стакан поз.7. Перемещение стакана
ограничиват кольцевое седло поз.6.
Прессовые формовочные машины приводятся в действие сжатым
воздухом. Сжатый воздух давит на левый торец клапана прижимая его
правым коническим концом к конусной расточке корпуса. В таком
положении клапан закрыт. После этого воздух продолжает давить на
торец стакана заставляя его сдвигаться вправо и сжимать пружину.
Воздух через нижнее отверстие корпуса поступает в баллон (на черт. не
показан) приводя в движение плиту формовочной машины. При
возврате плиты в исходное положение давлением воздуха
поступающего из баллона стакан возвращается в исходное положение до
упора в седло клапан смещается влево и воздух выпускается в атмосферу
через правое отверстие корпуса.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа клапана
Ак с о н о м е т р и я

Титульник.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФГАОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ »
Кафедра «Электронное машиностроение»
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТАВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ
Пояснительная записка
Руководитель: В.А. Воробьёв
Студент: М.Ю. Михайлов
Екатеринбург 2011 г.

Перечень (18).pdf

31 0 6 .1 8 .0 0 .0 0 0 .
D=46; d=6; H0=210; n=13; n1 =145;

Чертеж (22).pdf

31 0 6 .2 2 .0 0 .0 0 0 .

Модуль 13 токарная обработка фрезерование.pdf

Модуль 13 Токарная обработка. Фрезерование.
Точение (токарная обработка)
Точение является основным способом обработки поверхностей тел
Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении
обрабатываемой заготовки (главное движение) и перемещении резца
Движение подачи осуществляется:
параллельно оси вращения заготовки (продольная);
перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечная);
под углом к оси вращения заготовки (наклонная).
Схемы обработки поверхностей заготовки точением представлены на
рис. 13.1. Схемы являются типовыми так как их можно реализовать на
универсальных токарных станках полуавтоматах автоматах и станках с
ЧГГУ. Обработка поверхностей осуществляется либо с продольным либо с
поперечным движением подачи (рис. 13.1.а). Формообразование
поверхностей при обработке с продольным движением подачи
осуществляется по методу следов при обработке с поперечным движением
подачи - в основном по методу копирования. Перемещения инструментов в
направлении стрелок движения подачи зависят от типа станка и управление
ими осуществляется вручную на универсальных станках от кулачков и
копиров на полуавтоматах и автоматах или по управляющим командам
программы системы ЧПУ станка.
Наружные цилиндрические поверхности обтачивают прямыми (рис.
1.б) или отогнутыми проходными резцами. Гладкие валы обтачивают при
установке заготовки в центрах. Ступенчатые валы обтачивают по схемам
деления припуска на части или по схемам деления длины заготовки на части.
Для обработки нежестких валов рекомендуют использовать проходные
резцы у которых главный угол в плане φ= 90°. При обработке заготовок
валов такими резцами радиальная составляющая силы резания Ру равна
нулю что снижает деформирование заготовок в процессе обработки и
повышает их точность. Наружные (рис. 13.1.в) и внутренние резьбы нарезают
резьбовыми резцами форма режущих кромок которых определяет профиль
нарезаемых резьб. При наладке универсальных токарно-винторезных станков
для нарезания резьбы заданного шага необходимо предварительно
определить те зубчатые колеса которые устанавливают в кинематическую
цепь. На станках с ЧПУ шаг нарезаемой резьбы устанавливает система
управления. Нарезают как однозаходные так и многозаходные резьбы.
Точение длинных пологих конусов (φ=8 10°) производят при
смещении в поперечном направлении корпуса задней бабки относительно ее
основания (рис. 13.1.г) или с использованием специального приспособления конусной линейки. Точение на станках с ЧПУ конических поверхностей с
любым углом конуса при вершине осуществляют подбором скоростей
продольной и поперечной подач. Сквозные отверстия на токарновинторезных станках растачивают проходными расточными резцами (рис.
1.д) глухие - упорными (рис. 13.1.е).
С поперечным движением подачи на токарно-винторезных станках
обтачивают кольцевые канавки (рис. 13.1.з) прорезными резцами фасонные
поверхности (рис. 13.1.и) - фасонными стержневыми резцами короткие
конические поверхности - фаски (рис. 13.1.к) - широкими резцами у которых
главный угол в плане равен половине угла при вершине конической
поверхности. Для отрезки деталей от заготовки (рис. 13.1.л) используют
отрезные резцы с наклонной режущей кромкой что обеспечивает после
отрезания чистый торец на готовой детали; для подрезания торцов (рис.
1.и) - специальные подрезные резцы.
На токарно-винторезных станках обработку отверстий выполняют
сверлами (рис. 13.1.м) зенкерами и развертками. В этом случае обработку
ведут с движением продольной подачи режущего инструмента. Обтачивание
наружных и растачивание внутренних конических поверхностей средней
длины (рис. 13.1.ж о) с любым углом конуса при вершине на токарновинторезных станках производят с наклонным движением подачи резцов при
повороте верхнего суппорта.
По технологическим возможностям точение условно подразделяют на:
черновое получистовое чистовое тонкое.
Рис. 13.1. Схемы обработки поверхностей заготовки точением
Виды и конструкция токарных резцов
В качестве режущего инструмента при точении используют резцы.
Многообразие видов поверхностей заготовок обрабатываемых на
станках токарной группы привело к созданию большого числа токарных
резцов (рис. 13.2.). Главным принципом классификации резцов является их
технологическое назначение.
Различают резцы: проходные прямые (рис. 13.2.а) отогнутые (рис.
2.б) упорные (рис. 13.2.в) и широкие (рис. 13.2.г) - для обтачивания
наружных цилиндрических и конических поверхностей; подрезные (рис.
2.д) - для подрезания торцов заготовки; отрезные (рис. 13.2.е) - для
отрезания обработанной заготовки и для протачивания кольцевых канавок;
расточные проходные (рис. 13.2.ж) и упорные (рис. 13.2.з) - для
растачивания сквозных и глухих отверстий; фасонные стержневые (рис.
2.и) круглые (рис. 13.2.к) и призматические (рис. 13.2.л) - для обработки
фасонных коротких поверхностей с длиной образующей линии до 30 40
мм; резьбовые - для нарезания наружных (рис. 13.2.м) и внутренних (рис.
2.н) метрических резьб.
Рис. 13.2. Виды токарных резцов.
По характеру обработки резцы делят на черновые получистовые и
чистовые по направлению движения подачи - на правые и левые. Правые
работают с подачей справа налево левые - слева направо.
По конструкции – целые с приваренной или припаянной пластиной со
сменными пластинами (рис. 13.2.о н)
Установка к закреплению заготовки зависит от типа станка вида
обрабатываемой поверхности характеристики заготовки ( ) точности
обработки и других факторов.
В конструкции любого режущего инструмента можно выделить
режущую (рабочую) и крепежную (корпус) части. Режущей частью
инструмент режет крепежной крепится (устанавливается) в станке. У резцов
режущая часть называется головкой а крепежная – телом. Головку
выполняют из инструментального материала обладающего высокой
твердостью прочностью износостойкостью теплостойкостью а тело из
конструкционной стали.
На рис. 13.3 изображен проходной прямой правый токарный резец.
Рис. 13.2. Проходной прямой правый токарный резец.
Форма головки этого инструмента определяется положением в
пространстве трех ее поверхностей (граней): передней главной задней и
вспомогательной задней. Передней гранью называется поверхность по
которой сходит стружка. Задними называются поверхности обращенные к
обрабатываемой заготовке. Главная задняя грань обращена к поверхности
резания (рис. 13.4.) а вспомогательная задняя грань – к обработанной
поверхности заготовки.
Пересечение передней и главной задней граней образует главную
режущую кромку (рис. 13.4.). Пересечение передней и вспомогательной
задней граней образует вспомогательную режущую кромку. Пересечение
режущих кромок образует вершину резца.
Рис. 13.4. Главная система координат проходного токарного резца.
Итак форма головки резца определяется положением в пространстве
трех граней: передней грани главной задней грани вспомогательной задней
грани. Положение в пространстве этих граней определяется в своеобразной
системе координат резца образованной тремя взаимно перпендикулярными
плоскостями занимающими определенное положение по отношению к резцу
и обрабатываемой заготовке (рис. 13.4). Каждая из плоскостей системы
координат имеет свое название: основная плоскость главная плоскость
резания главная секущая плоскость.
Основная плоскость располагается параллельно направлениям
продольной и поперечной подач. Свой нижний опорной поверхностью резец
лежит на основной плоскости. На рис. 13.4. это плоскость рисунка.
Главная плоскость резания проходит через главную режущую кромку
резца перпендикулярно основной плоскости.
Главная секущая плоскость проходит перпендикулярно основной и
главной плоскости резания пересекая главную режущую кромку.
Для однозначного определения положения плоскости в пространстве
необходимо знать два угла образуемых этой плоскостью с плоскостями
координат. Головка резца имеет три грани следовательно для определения
ее формы надо знать шесть углов. Совокупность этих углов и называется
В главной системе координат резца в главной секущей плоскости
находятся два угла γ и α (рис. 13.5.):
γ - передний угол – угол между передней гранью и основной
α - главный задний угол – угол между главной задней гранью и главной
Рис. 13.5. Углы резца в главной секущей плоскости.
В главной системе координат в основной плоскости находятся два угла
φ и φ1 (рис. 13.6.):
φ - главный угол в плане – угол между проекцией главной режущей
кромки на основную плоскость и направлением продольной подачи (S);
φ1 – вспомогательный угол в плане – угол между проекцией
вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением
обратным направлению продольной подачи (-S).
Рис. 13.6. Углы резца в плане.
Для нахождения пятого угла λ требуется дополнительный вид (рис.
λ - угол наклона главной режущей кромки и основной плоскости.
Рис. 13.7. Угол наклона главной режущей кромки к основной плоскости.
Для нахождения шестого угла требуется построить еще одну
вспомогательную систему координат (рис. 13.8.). Эта система координат
строится по отношению к вспомогательной режущей кромке аналогично
тому как была построена по отношению к главной режущей кромке главная
Рис. 13.8. Вспомогательная система координат проходного токарного резца.
Основная плоскость в ней сохраняется прежняя (от главной системы
координат). Вспомогательная плоскость резания проходит через
вспомогательную режущую кромку резца перпендикулярно основной
плоскости. Вспомогательная секущая плоскость проходит перпендикулярно
основной и вспомогательной плоскости резания пересекая вспомогательную
Шестой угол α1 находится во вспомогательной секущей плоскости (рис.
α1 – вспомогательный задний угол – угол между вспомогательной
задней гранью и вспомогательной плоскостью резания.
Рис. 13.9. Вспомогательный задний угол.
Итак найдены все шесть основных углов составляющих геометрию
α1 и φ1 определяют положение в пространстве вспомогательной задней
α и φ определяют положение в пространстве главной задней грани;
γ и λ определяют положение в пространстве передней грани.
Фрезерование – высокопроизводительный и распространенный метод
инструментом – фрезой.
Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и
внутренних поверхностей различного профиля.
Конструкции фрезерных станков многообразны. Выпускают станки
универсальные специализированные и специальные.
К универсальному виду оборудования относят консольные
горизонтально- и вертикально-фрезерные станки (рис. 13.10. а и б); они
имеют много общих узлов. В станине этих станков размещена коробка
По вертикальным направляющим станины перемещается
консоль 7. Заготовка устанавливаемая на столе 4 в тисках или
приспособлении получает движение подачи в трех направлениях:
продольном (перемещение стола по направляющим салазок 6) поперечном
(перемещение салазок по направляющим консоли) и вертикальном
(перемещение консоли по направляющим станины).
Главным движением резания является вращение шпинделя. Коробка
подач 8 размещена в консоли. На горизонтально-фрезерном станке хобот 3
служит для закрепления подвески 5 поддерживающей конец фрезерной
Горизонтально-фрезерные станки имеющие поворотную плиту
которая позволяет поворачивать рабочий стол в горизонтальной плоскости и
устанавливать его на требуемый угол называют универсальными.
На вертикально-фрезерном станке шпиндельная головка 3 может
поворачиваться в вертикальной плоскости.
Рис. 13.10. Универсальные фрезерные станки
Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы а
вспомогательным поступательное перемещение заготовки. Движение подачи
может быть и вращательное движение заготовки вокруг оси вращающегося
стола или барабана (карусельно- фрезерные и барабанно-фрезерные станки).
Каждый режущий зуб при вращении фрезы врезается в заготовку и
осуществляет резание только в пределах определенного угла поворота фрезы
а затем вращается в холостую до следующего врезания. Таким образом
особенностью процесса фрезерования является периодичность и
прерывистость процесса резания каждым зубом фрезы при чем процесс
врезания зуба сопровождается ударами.
По исполнению фрезы делятся на цилиндрические когда зубья
располагаются только на цилиндрической поверхности фрезы и торцевые у
которых режущие зубья располагаются на торцевой и цилиндрической
поверхности фрезы. В зависимости от назначения и вида обрабатываемых
поверхностей различают следующие типы фрез: цилиндрические (рис. 13.11.
а) торцовые (рис. 13.11.б з) дисковые (рис. 13.11.в) концевые (рис. 13.11.
г) угловые (рис. 13.11.д) шпоночные (рис. 13.11.е) фасонные (рис. 13.11.ж).
У цилиндрических и дисковых односторонних фрез режущие зубья
расположены на наружной поверхности цилиндра. У дисковых
двусторонних торцовых насадных концевых и шпоночных фрез режущие
зубья расположены на наружной цилиндрической поверхности и на одном из
торцов. У дисковых трехсторонних фрез режущие зубья расположены на
двух торцах и на наружной цилиндрической поверхности.
Фрезы изготовляют цельные (рис. 13.11.б - ж) или сборные (рис.
11.а з). Режущие кромки могут быть прямые (рис. 13.11.д) или винтовые
(рис. 13.11.а). Фрезы имеют остроконечную (рис. 13.11.и) или затылованную
(рис. 13.11.к) форму зуба.
Рис. 13.11. Типы фрез.
Схемы обработки заготовок
представлены на рис. 13.12.
Рис. 13.12. Схемы обработки заготовок на станках фрезерной группы.
Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных
станках цилиндрическими фрезами (рис. 13.12.а) и на вертикальнофрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 13.12.б).
Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных
станках торцовыми фрезами (рис. 13.12.в) и торцовыми фрезерными
головками а на вертикально- фрезерных станках – концевыми фрезами (рис.
Комбинированные поверхности фрезеруют набором фрез (рис. 13.12.д)
на горизонтально- фрезерных станках.
Уступы и прямоугольные пазы фрезеруют концевыми (рис. 13.12.е) и
дисковыми (рис. 13.12.ж) фрезами.
Шпоночные пазы фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами на
вертикально- фрезерных станках (рис. 13.12.з).
Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной
образующей и прямолинейной направляющей фрезеруют фасонными
фрезами соответствующего профиля (рис. 13.12.и).
Пространственно-сложные
копировально-фрезерных автоматах (рис. 13.12.к). Обработку производят
специальной концевой фрезой. Фрезерование ведут по трем координатам: x
y z (объемное фрезерование).
На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные вертикальные и
наклонные плоскости фасонные поверхности уступы и пазы различных
профилей. Особенность процесса фрезерования - прерывистость резания
каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и
выполняет работу резания только на некоторой части оборота а затем
продолжает движение не касаясь заготовки до следующего врезания.
На рис. 13.13. показаны схемы фрезерования плоскости
цилиндрической (а) и торцовой (б) фрезами. При цилиндрическом
фрезеровании плоскостей работу выполняют зубья расположенные на
цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании
плоскостей в работе участвуют зубья расположенные на цилиндрической и
торцовой поверхностях фрезы.
Цилиндрическое и торцовое фрезерование в зависимости от
направления вращения фрезы и направления подачи заготовки можно
осуществлять двумя способами: 1) против движения подачи (встречное
противоположно направлению скорости главного движения резания (рис.
13.в); 2) по направлению движения подачи (попутное фрезерование)
когда направления скоростей движения подачи и главного движения резания
совпадают (рис. 13.13.г).
Рис. 13.13. Схемы фрезерования цилиндрической (а) и торцовой (б) фрезами против
движения подачи (в) и по направлению движения подачи (г): 1- заготовка; 2 - фреза
При встречном фрезеровании нагрузка на зуб фрезы возрастает от нуля
до максимума при этом сила действующая на заготовку стремится оторвать
ее от стола что приводит к вибрациям и увеличению шероховатости
обработанной поверхности. Преимуществом встречного фрезерования
является работа зубьев фрезы «из-под корки» т.е. фреза подходит к твердому
поверхностному слою снизу и отрывает стружку при подходе к точке «В».
Недостатком является наличие начального скольжения зуба по наклепанной
поверхности образованной предыдущим зубом что вызывает повышенный
При попутном фрезеровании зуб фрезы сразу начинает срезать слой
максимальной толщины и подвергается максимальной нагрузке. Это
исключает начальное проскальзывание зуба уменьшает износ фрезы и
шероховатость обработанной поверхности. Сила действующая на заготовку
прижимает ее к столу станка что уменьшает вибрации.
обрабатываемых поверхностей.
Геометрия проходного токарного резца.
Режим резания при точении.
Общее устройство горизонтально- и вертикально-фрезерного станков.
Разновидности фрез технологические схемы их применения (виды
фрезеруемых поверхностей).

Чертеж (10).pdf

31 0 6 .1 0 .0 0 .0 0 0 .

ПЗ.docx

Темой настоящей курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в разовые песчаные формы изготавливаемые из формовочной смеси.
Важнейшей заготовительной базой машиностроения является литейное производство на долю которого приходится около половины выпуска всех заготовок для изготовления деталей машин. Инженеру-механику важно знать не только общие принципы производства литых заголовок (отливок) но и особенности разработки их технологии. Выбор правильной конструкции литой детали решает комплекс вопросов ее последующего изготовления. Это экономное расходование материалов уменьшение объема и упрощение операций механической обработки очистки отделки и сварки литых заготовок долговечность их службы возможность применения более дешевых сплавов обладающих лучшими литейными свойствами наконец общее снижение себестоимости литых заготовок определяемой не только в момент выхода из литейного цеха но и в условиях эксплуатации.
Добиваться повышения качества - значит уменьшить трудозатраты и сберегать материальные ресурсы. Решение этой задачи должно идти через технологичность конструкции ибо она определяет возможность изготовления литой детали при минимальных трудовых и материальных затратах.
Качество производимой литой заготовки определяется в первую очередь качеством литейной формы качеством приготовленного металлического расплава и качеством заливки его в форму.
Большинство отливок получают литьем в разовые песчаные формы изготавливаемые из формовочной смеси в состав которой входят кварцевый песок огнеупорная глина вода и специальные добавки. Темой настоящей курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в разовые песчаные формы.
Для изготовления корпуса дан чугун марки СЧ 20 ГОСТ 1412-85. Содержание углерода и других элементов приведено ниже в таблице 1.
Вид корпуса прилагается на чертеже формата А3.
Отливку получаем литьём в разовую песчанную форму. Характер внешнего очертания и конструкции литой детали должны быть простыми в результате модель и форму можно изготовить с одним разъёмом. Чтобы исключить осыпание формовочной смеси в углах формы при извлечении модели выполняем радиусы скруглений при сопряжении R= 6 а также для удобства изъятия отливки назначаем формовочные уклоны по ГОСТ 3112-80 которые обозгачены на рисунке 3.
Обозначение формовочных уклонов на чертеже
Высота поверхности Н мм
Т. к. положение отливки в форме должно обеспечивать удобство изготовления и сборки формы поэтому располагаем практически всю отливку в нижней опоке а отходной патрубок направляем в сторону (Рисунок 2). Высоту опок выбираем по ГОСТ 2133 -75. Выбираем опоки с габаритными размерами 2 штуки по 1100х800х400.
Так как в данном случае производство единичноето выбираем ручную формовку по сырому в опоках. Всю модель заливаем единой смесью.
Толщина стенки отливкимм
Зерновой состав песка
Предел проч. При сжатии кПа
Для формовки по сырому
Количество стержней участвующих в процессе – 1 горизонтальный сложной формы с тремя знаками.Стержневые смеси работают в более тяжелых условияхв отличии от формовочныхи должны отвечать дополнительным требованиям по непригараемости к отливкеподатливостималой газотворной способности и легкой выбивки.
Корпус относится ко второй группе сложности так как имеет открытую цилиндрическую и другие формы.
Поверхностей подлежащих обработке 10: АBCDEFGHKL. Рисунок 3.
Назначим классы точности и ряды припусков поверхностей детали в зависимости от класса сложности детали и расположения её в опоках. По ГОСТ 26645-85 определяем допуски линейных размеров отливки изменяемых и не изменяемых механической обработкой. Согласно этих допусков для каждой поверхности обрабатываемой механически назначаем основной припуск. Таблица 4.
Поверхностьподлежащая мех.обработке
Выбранный класс точности
Допуск размеров отливокмм
Назначив допуски и припуски определяем размеры отливки на рисунке 4.
Размеры литейных форм выполнены с учетом однопроцентной литейной усадки.Определяем размеры знаков стержня для получения полостей в отливке рисунок 5.
В нашем случае один стержень размеры которого представлены в таблице 5.
Расчет литниковой системы.
Для данной отливки мы выбираем литниковую систему состоящую из литниковой чаши(1) стояка (2) шлакоуловителя (3) металл в форму будет подаваться через два питателя (4) (рисунок 6).
Суммарная площадь поперечного сечения питателей определяется по формуле:
М - масса отливки с выпорами;
γ - плотность жидкого металла;
- время заполнения формы металлом;
- коэффициент расхода литниковой системы учитывая потери напора жидкого металла при его движении в литниковых каналах;
g -ускорение силы тяжести;
Hp -расчетный напор жидкого металла при заливке формы.
Определим массу отливки с выпорами:
M - масса отливки с учетом припусков на механическую обработку и технологических припусков.
M -масса отливки с учётом припусков на механическую обработку и технологических припусков. Для определения массы отливки m определим её объём и умножим на плотность сплава.
р=7100 кгм3 (плотность серого чугуна).
H1= 43 мм; D1= 400 мм; d1= 250 мм;
Н2= 5236 мм; D2=250 мм; d2= 1862 мм;
Н3=79 мм; D3= 166 мм; d3=963 мм;
H4=64 мм; D4=190 мм; d4=1324мм;
Vобщ=V1+V2+V3+V4=(H1(D12-d12)+H2(D22-d22)+H3(D32-d32)+H4(D42-d42)) 4;
Vобщ = (43 (4002 - 2502) + 5236 (2502 – 18622) + 79 (1662 – 9632) + 64 (1902 – 13242)) 4 = 167965315 мм3 = 00168 м3.
m = р V= 00168 7100 = 1193 кг;
M = 13 1193 = 1551 кг;
) плотность жидкого металла =7000 кг м3
) коэффициент расхода литниковой системы =042
) время заполнения формы металлом
где t – характерная толщина стенки отливки;
) расчётный напор жидкого металла при заливке формы
где Нст - высота стояка над питателем мм;
Homл. - общая высота отливки;
h - высота отливки выше места подвода металла (высота отливки над питателями) м.
Соотношение площадей поперечных сечений всех элементов литниковой системы можно принять следующим:
Fпит:Fш:Fст=1:11:12;
Где Fш - площадь сечения шлакоуловителя;
Fcт- площадь сечения стояка.
Мы можем найти диаметр стояка по формуле:
Сечение шлакоуловителя представляет собой трапецию высотой 24 мм основания которой равны 34 мм и 36 мм.
Получаем размеры трапецеидальных питателей высотой 24 мм и основаниями равными 30 мм и 34 мм.
Выпоры (в количестве 3 штук) предназначены для вывода газов из полости формы при заливке ставим на самые высокие точки отливки. Сечение выпора в основании принимаем равным 15 мм.
Прибыль предназначена для формирования усадочной раковины отливки сечение прибыли принимаем 60 мм.
К пояснительной записке прилагается чертеж корпуса (формат А3) и чертеж элементов литейной формы и отливки (формат А2).
Технология конструкционных материалов: методические указания к выполнению курсовой работы по разделу: «Литейное производство» В.И. Черменский М.Д. Харчук Р.А. Сидоренко. Екатеринбург: УГТУ 2000. 32с.
Д.А. Дальский ТКМ: М.: Машиностроение 2003. 512с.
В.Т. Жадан Технология металлов и других конструкционных материалов: М.: «Высшая школа» 1970. 704с.
ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров массы и припусков на механическую обработку. М.: Издательство стандартов 1986. 18с.
Марочник сталей и сплавов В.Г. Сорокин. М.: Машиностроение 1989. 640 c.

чертеж-распечатать.cdw

1. Общие допуски ГОСТ 30893.1 - m
Неуказанные радиусы скруглений 2 мм.
Формовочные уклоны по ГОСТ 3212-80
УрФУ имени Б.Н.Ельцина

StakanDrugoy razrez.pdf

893.1: H14 h14 IT142

Описание (15).pdf

Устройство и работа съемника
Винтовой съемник предназначен для снятия деталей (шестерни
подшипники и др.) туго посаженных на вал или ось.
Съемник состоит из траверсы поз.6 в которолй размещен винт
поз.1 а также соединенных с ней шарнирно трех лапок поз.3. На одном
конце винта в его головке имеется рукоять поз.5 а на другом - наконечник
поз.4 соединенный с винтом через сферическую пяту.
При сниятии детали с вала (оси) наконечник упирается в торец вала а
крюкообразные концы лапок захватывают деталь подлежащую сниятию.
При вращении винта за рукоять траверса с лапками перемещается к головке
винта стягивая при этом деталь с вала.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Ак с о н о ме т р и я

Курсовая.cdw

Профиль зуба по ГОСТ 591-69
Класс точности по ГОСТ 591-69
Диаметр окружности впадин
Диаметр делительной окружности
внутренними пластинами

Перечень (17).pdf

31 0 6 .1 7 .0 0 .0 0 0 .

Перечень (20).pdf

31 0 6 .2 0 .0 0 .0 0 0 .

Миха вар 5,2 - литье.cdw

УрФУ им. Б.Н. Ельцина
Способ литья - в песчоные формы отверждаемые в контакте с остносткой
Формовочная смесь - единая.
Состав смеси: глина -
Зерновой состав песка -
газопроницаемость 40-60 ст.вд.
предел прочности при сжатии 29-49 кПа.
Марка металла - чугун СЧ20 ГОСТ 1412-85.
Отливка 2 группы ГОСТ 977-88.
Температура заливки -1300
С; продолжительность - 2275с.
Размеры даны с припусками на механическую обработку отливки иеё 1

Перечень (2).pdf

31 0 6 .0 2 .0 0 .0 0 0 .
D=45; d=5; H0=125; n=8; n1 =95;

Чертеж (15).pdf

3 1 0 6 . 1 5. 0 0 . 0 0 0 .

Обработка заготовок на фрезрном станке.pdf

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ
Методические указания к лабораторной работе
по курсам «Технология конструкционных материалов»
«Технологические процессы в машиностроении»
для студентов всех специальностей
Составители : Лысаков М.А. Воробьев В.А.
Научный редактор доц. канд.техн.наук Алыбин В.В.
ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ: Методические указания к лабораторной работе по курсам «Технология конструкционных материалов» «Технологические процессы в машиностроении» Лысаков М.А. Воробьев В.А. Екатеринбург: ФГАОУ
ВПО УрФУ 2011 - 11 с.
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей изучающих
дисциплины «Технология конструкционных материалов» «Технологические процессы в
машиностроении». Излагается цель работы и порядок ее выполнения рассматриваются основы фрезерной обработки дается описание конструкции и органов управления фрезерного
Подготовлено кафедрой «Электронное машиностроение»
© Уральский федеральный университет
им. первого Президента России Б.Н. Ельцина 2011
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ
Цель работы: ознакомить студентов с основами фрезерной обработки назначением и
устройством горизонтально-фрезерного станка и простейшими приемами работы на нем.
Порядок выполнения работы
Изучить содержание методического руководства общее устройство станка органы
управления станком без включения электродвигателей станка. (Включать станок и выполнять практическую часть работы студентам разрешается только после проверки их
знаний преподавателем).
Пройти собеседование с преподавателем по теоретической части работы и устройству
На холостом ходу показать преподавателю (или учебному мастеру) как будете управлять
Ознакомиться с параметрами настройки станка или совместно с преподавателем (учебным мастером) произвести заданную установку параметров настройки (частота вращения
шпинделя величина подачи стола).
Получить эскиз детали установить (проверить установку) заготовку изготовить деталь.
Привести в порядок рабочее место.
Отчет должен содержать:
) Фамилию студента и номер академической группы;
) Эскиз детали с её действительными размерами;
) Расчет режима резания при котором производилась обработка;
)автора и дату выполнения работы.
НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ФРЕЗЕРОВАНИИ
1. СХЕМА ФРЕЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ (рис. 1)
Фрезерование – один из самых распространенных видов обработки резанием. Фрезерование осуществляется фрезами. Фреза – многолезвийный (многозубый) режущий инструмент.
Рис. 1. Фрезерная обработка :
n – вращение фрезы (главное движение);
S – движение заготовки на фрезу (движение подачи).
Фреза вращается вокруг своей продольной оси симметрии. Это главное движение фрезерования n. Главным оно называется потому что именно за счет него лезвия (зубья) фрезы
срезают с заготовки поверхностный слой (припуск). Заготовка поступательно движется на
фрезу. Это движение подачи S (заготовка подается на фрезу). Оно при фрезеровании (как и
почти при всех других видах обработки резанием) совершенно необходимо т.к. обеспечивает непрерывность процесса резания (непрерывность врезания фрезы в заготовку непрерывную возможность резать фрезой за счет главного движения). Фрезы бывают разными по конструкции возможны различные движения подач. За счет этого фрезерованием можно обрабатывать очень разные по форме и размерам поверхности деталей.
2. РАЗНОВИДНОСТИ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Существует очень много разных по конструкции фрезерных станков. Изучение этого вопроса не является нашей задачей. Но следует отметить что среди фрезерных станков различают
станки горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные. Эта простейшая но важная
классификация произведена по расположению в пространстве шпинделя станка. Шпиндель –
выходной вал коробки скоростей придающий вращение фрезе. Если шпиндель занимает в
пространстве вертикальное положение то станок называется вертикально-фрезерным. Если
шпиндель занимает в пространстве горизонтальное положение то станок называется горизонтально-фрезерным. В этой работе изучается горизонтально-фрезерный станок.
Фрезы очень разнообразны. По-видимому это самая многочисленная (по количеству) и
сложная (по форме конструкции) группа режущих инструментов. Покажем наиболее часто
встречающиеся наиболее широко применяемые типы фрез.
Цилиндрическая фреза (рис. 2) применяется на горизонтально-фрезерном станке для
фрезерования как правило горизонтальных плоскостей.
Рис. 2. Цилиндрическая фреза
n – главное движение (вращение фрезы);
S – движение подачи (поступательное движение заготовки на фрезу);
L – длина заготовки;
В – ширина заготовки;
С точки зрения схемы фрезерования обрабатываемая плоскость может иметь неограниченную длину (сама схема движений фрезерования не накладывает ограничений на длину
фрезеруемой плоскости). Разумеется длина фрезеруемой плоскости ограничивается техническими возможностями станка (длиной стола величиной продольного хода стола). Конструкция цилиндрической фрезы такова что ее зубья имеют острые режущие кромки только на
цилиндрической поверхности. По боковым (торцевым) поверхностям фрезы зубья режущих
кромок не имеют. Поэтому фреза не может резать заглубляясь в обрабатываемый материал.
Таким образом ширина обрабатываемой плоскости должна быть меньше длины фрезы
(В l ). На рис. 2 показана обработка цилиндрической фрезой горизонтальной плоскости.
Существует возможность обработки вертикальных и наклонных (скосов) плоскостей на заготовке.
Торцовая фреза (рис. 3) применяется на вертикально-фрезерном станке для обработки
горизонтальных и наклонных плоскостей.
Рис. 3. Торцовая фреза
n- главное движение (вращение фрезы);
S – движение подачи (поступательное движение заготовки на фрезу).
Конструкция торцовой фрезы и схема движений при фрезеровании ею таковы что
можно фрезеровать плоскость неограниченной длины и ширины. Торцовая фреза может
применяться на горизонтально-фрезерном станке для фрезерования вертикальных плоскостей.
Дисковая фреза (рис. 4) применяется на горизонтально-фрезерном станке для прорезания прямолинейных пазов.
Рис. 4. Дисковые фрезы
n – главное движение;
S – движение подачи.
Слева на рис. 4а изображена дисковая цилиндрическая фреза справа на рис. 4б изображена дисковая угловая фреза. Есть и другие по конструкции (форме сечения диска фрезы
диаметральной плоскостью) дисковые фрезы. Общим для всех дисковых фрез является то
что их диаметр D во много раз больше их толщины В. Из приведенной на рис. 4 схемы движений ясно что подача S заготовки на фрезу может осуществляться только перпендикулярно
оси вращения фрезы. При этом будет прорезаться прямолинейный паз форма сечения которого определяется конструкцией (формой сечения диска фрезы диаметральной плоскостью)
дисковой фрезы. Некоторые дисковые цилиндрические фрезы могут применяться для фрезерования прямолинейных уступов (рис. 5а). Дисковые угловые фрезы используются для фрезерования прямолинейных скосов – фасок (рис. 5б).
Рис. 5. Дисковые фрезы.
Возможно использование дисковых фрез и на вертикально-фрезерном станке.
Концевая (пальцевая) фреза (рис. 6) применяется на вертикально-фрезерном станке
для фрезерования очень разнообразных по форме поверхностей.
Рис. 6. Концевые фрезы
S1 S2 – движения подачи.
Слева на рис. 6а изображена концевая цилиндрическая фреза. В центре на рис. 6б изображена концевая коническая фреза. Справа на рис. 6в изображена концевая фасонная фреза.
Как видно из рис. 6 концевые фрезы различаются по форме конца (поверхности на которой
имеются режущие зубья) которая может быть очень разнообразна. На рис. 6 показано применение концевых фрез для фрезерования паза. Форма сечения паза определяется формой
конца фрезы. Фрезеруемый паз может быть прямолинейным если в схеме движений фрезерования отсутствует подача S2 или криволинейным если в схеме движений фрезерования
присутствуют обе подачи S1 S2. Варьируя эти подачи можно фрезеровать очень разные криволинейные пазы.
Концевые фрезы могут фрезеровать не только пазы но и другие поверхности (рис. 7).
Рис. 7. Фрезерование концевой цилиндрической фрезой.
На рис. 7а показано фрезерование концевой цилиндрической фрезой прямоугольного
криволинейного уступа. На рис. 7б показано фрезерование концевой цилиндрической фрезой
вертикальной криволинейной поверхности. Многообразие возможностей фрезерования концевыми фрезами далеко не исчерпывается тем что изображено на рис. 6 и рис. 7. Возможно
применение концевых фрез и на горизонтально-фрезерном станке.
Все остальные не упомянутые в этом методическом руководстве фрезы назовем специальными. Они очень разнообразны сложнее по конструкции чем те фрезы которые мы рассмотрели и применяются в более частных случаях (имеют специальные узкие области применения).
Внешний вид некоторых из огромного многообразия фрез представлен на рис.8.
Рис. 8. Разновидности фрез
Совокупность величин характеризующих интенсивность обработки резанием называется режимом резания. Элементы (величины) режима резания при фрезеровании цилиндрической фрезой: скорость резания V подача S глубина резания t и ширина фрезерования В.
После выполнения практической части лабораторной работы нам потребуется вычислить по
данным настройки станка режим резания при котором фрезеровали. На станке установлена
скорость вращения шпинделя (скорость вращения фрезы) n и величина минутной подачи
стола на котором закреплена заготовка Sмин. Этих данных достаточно для вычисления элементов режима резания (рис. 9).
Рис. 9. Элементы режима резания при фрезеровании цилиндрической фрезой
D – диаметр фрезы мм;
В – ширина фрезерования мм;
n – скорость (частота) вращения фрезы (шпинделя станка) мин-1;
Sмин – минутная подача заготовки (стола станка) мммин;
t – глубина резания мм;
H – высота заготовки перед фрезой (до фрезерования) мм;
h – высота заготовки за фрезой (после фрезерования) мм.
Из схемы фрезерования изображенной на рис. 9 ясно что
Действительно скорость резания V это линейная скорость движения вершины зуба
фрезы относительно заготовки. Числитель формулы Dn – путь в миллиметрах пройденный
вершиной зуба за минуту мммин. Деление этой величины на 1000 переводит мммин в
Величина подачи это скорость движения заготовки на фрезу. На рис. 9 она прямо показана. Коробка подач фрезерного станка (механизм подающий стол станка с установленной
на нем заготовкой) задает величину подачи в мммин. Поэтому ее и называют минутной подачей (Sмин мммин). Для оценки нагрузки на фрезу в процессе фрезерования необходимо
знать на сколько перемещается заготовка на фрезу за один оборот фрезы. Это подача на оборот (Sоб ммоб). Для оценки нагрузки зубьев фрезы (каждого зуба) и качества поверхности
полученной фрезерованием требуется знать на сколько перемещается заготовка на фрезу за
время поворота фрезы на угол между соседними зубьями. Это подача на зуб (Sz ммзуб). Все
три подачи выражают одну и ту же величину скорости движения заготовки на фрезу в разных единицах. Связаны они соотношением:
S мин = S об n = S z z n
z – число зубьев фрезы.
Отсюда зная минутную подачу Sмин (на коробке подач фрезерного станка она задана)
можно вычислить подачу на оборот фрезы
и подачу на зуб фрезы
Глубина резания сразу видна по рис. 9
Так же видна по рис. 9 и ширина фрезерования В – это ширина фрезеруемой заготовки.
Еще после выполнения практической части работы надо вычислить машинное время
обработки Тмаш . Ясно что это время зависит от длины плоскости L которую надо фрезеровать. Но длина рабочего хода Lр.х. больше длины фрезеруемой плоскости L (рис. 10).
Рис. 10. Схема определения длины рабочего хода
L – длина заготовки мм;
Lр.х. – длина рабочего хода мм;
Yвр – путь врезания фрезы мм;
Yпер – путь перебега фрезы мм.
Как показано на рис. 10 фреза начинает фрезеровать с верхнего правого угла заготовки
и заканчивает на верхнем левом углу заготовки. Для того чтобы профрезеровать всю плоскость длиной L заготовка должна продвинуться под фрезой на длину рабочего хода Lр.х.
L р. х. = L + Yвр + Yпер мм
Из рис. 10 видно что
Yвр = Yпер = ( D 2) 2 ( D 2 t ) 2 мм.
(Вычисляется катет прямоугольного треугольника по теореме Пифагора).
После того как определена длина рабочего хода можно найти и машинное время обработки
Это время движения по пути Lр.х со скоростью Sмин.
КОНСОЛЬНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ 6Н81Г
Внешний вид горизонтально-фрезерного станка 6Н81Г показан на рис.11.
Рис. 11. Внешний вид горизонтально-фрезерного станка 6Н81Г.
– основание (фундаментная плита);
– поперечные салазки;
Станок модели 6Н81Г предназначен для фрезерования сравнительно небольших заготовок цилиндрическими дисковыми и некоторыми другими фрезами в единичном и серийном
производстве. Он является одним из наиболее распространенных типов фрезерных станков
общего назначения. Консольным станок называется потому что стол его опирается на кронштейн называемый консолью. Ось вращения шпинделя расположена горизонтально поэтому станок называется горизонтально-фрезерным.
1. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКА
Общее устройство станка 6Н81Г ясно из рис. 12. На фундаментной плите 1 закреплена
станина 2 – пустотелая отливка на которой крепятся и по направляющей которой перемещаются все остальные узлы станка. Внутри станины размещена коробка скоростей 4 с помощью которой можно изменять частоту вращения шпинделя 7 с оправкой 8 на которой насажена фреза. Вращение фрезе сообщается электродвигателем 3 через коробку скоростей и
механизм перебора 5 при включении которого число оборотов фрезы уменьшается.
По вертикальным направляющим 16 станины перемещается консоль 12. В консоли размещается коробка подач 13 получающая вращение от электродвигателя 14. С помощью коробки подач можно изменять скорость перемещения стола – подачу (горизонтальную вертикальную поперечную).
По направляющим 11 консоли перемещаются поперечные салазки 10. По направляющим салазок перемещается стол 9 станка на котором с помощью зажимного приспособления крепят заготовку.
По горизонтальным направляющим станины перемещается хобот 6 который с помощью серьги 15 поддерживает оправку с фрезой.
2. РАЗМЕЩЕНИЕ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ НА СТАНКЕ
На консоли станка (рис. 12) размещена кнопочная станция (КС). Верхняя кнопка включает электродвигатель коробки скоростей 3 средняя кнопка включает электродвигатель коробки подач 14 и нижняя кнопка (красного цвета) – «стоп» она отключает оба электродвигателя.
Рис. 12. Общее устройство горизонтально-фрезерного станка 6Н81Г.
К органам управления также относятся:
рукоятка переключения скоростей шпинделя – Р11;
рукоятка переключения перебора шпинделя – Р10;
рукоятка переключения подач стола – Р1;
рукоятка переключения перебора механизма подач – Р2;
рукоятка включения вертикальной механической подачи – Р3;
рукоятка включения поперечной механической подачи – Р6;
рукоятка включения продольной механической подачи – Р5;
маховичок продольной подачи стола вручную – Р4;
рукоятка вертикальной подачи стола вручную – Р8;
маховичок поперечной подачи стола вручную – Р7;
рукоятка включения ускорения подачи во всех направлениях – Р9.

Модуль 11.pdf

Модуль 11. Сварка давлением. Технологические
процессы наплавки и металлизации. Пайка.
Сущность получения неразъемного сварного соединения двух
заготовок в твердом состоянии состоит в сближении идеально чистых
соединяемых поверхностей на расстояния (2 4) 10 –10 см при которых
возникают межатомные силы притяжения.
Необходимым условием получения качественного соединения в
твердом состоянии являются хорошая очистка и подготовка поверхностей и
наличие сдвиговых пластичных деформаций в зоне соединения в момент
Сварные соединения получаются в результате нагрева деталей
проходящим через них током и последующей пластической деформации
Сварка осуществляется на машинах состоящих из источника тока
прерывателя тока и механизмов зажатия заготовок и давления.
К деталям с помощью электродов подводят ток небольшого
напряжения (3 8 В) и большой силы (до нескольких десятков кА). Большая
часть тепла выделяется в зоне контакта деталей.
По виду получаемого соединения контактную сварку подразделяют на
точечную шовную стыковую. Схемы контактной сварки представлены на
Рис. 11.1. Схемы контактной сварки: а – стыковой; б – точечной; в – шовной
Стыковая контактная сварка (рис. 11.1.а) – способ соединения
деталей по всей плоскости их касания.
Свариваемые заготовки 1 плотно зажимают в неподвижном 2 и
подвижном 3 токоподводах подключенных к вторичной обмотке сварочного
трансформатора 4. Для обеспечения плотного электрического контакта
свариваемые поверхности приводят в соприкосновение и сжимают. Затем
включается ток. Поверхность контакта заготовок разогревается до требуемой
температуры ток отключается производится сдавливание заготовок –
Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и
последующей осадкой называют сваркой сопротивлением а при разогреве
торцов до оплавления с последующей осадкой – сваркой оплавлением. В
результате пластической деформации и быстрой рекристаллизации в зоне
образуются рекристаллизованные зерна из материала обеих деталей.
Сварка применяется для соединения встык деталей типа стержней
толстостенных труб рельсов и т.п.
Точечная сварка (рис. 11.1.б) – способ изготовления листовых или
стержневых конструкций позволяющий получить прочные соединения в
Свариваемые заготовки 1 собранные внахлест зажимают между
неподвижным 2 и подвижным 3 электродами подсоединенными к обмотке
Электроды изнутри охлаждаются водой нагрев локализуется на
участках соприкосновения деталей между электродами. Получают линзу
расплава требуемого размера ток выключают расплав затвердевает
образуется сварная точка. Электроды сжимают детали пластически
Образующееся сварное соединение обладает большой прочностью и
его можно применять для изготовления несущих конструкций. Этот способ
широко применяют в авто- и вагоностроении строительстве а также при
сборке электрических схем.
Шовная сварка (рис. 11.1.в) – способ соединения деталей швом
состоящим из отдельных сварных точек.
Свариваемые заготовки 1 помещают между двумя роликамиэлектродами один из электродов 2 может иметь вращательное движение а
другой 3 – вращательное движение и перемещение в вертикальном
трансформатора 4. Электроды-ролики зажимают и передвигают деталь.
Шовная сварка обеспечивает получение прочных и герметичных
соединений их листового материала толщиной до 5 мм.
Диффузионная сварка – способ сварки давлением в вакууме
приложением сдавливающих сил при повышенной температуре.
Свариваемые детали тщательно зачищают сжимают нагревают в
вакууме специальным источником тепла до температуры рекристаллизации
(04 Тпл) и длительно выдерживают. В начальной стадии процесса создаются
условия для образования металлических связей между соединяемыми
поверхностями. Низкое давление способствует удалению поверхностных
пленок а высокая температура и давление приводят к уменьшению
неровностей поверхностей и сближению их до нужного расстояния. Затем
протекают процессы диффузии в металле образуются промежуточные слои
увеличивающие прочность соединения. Соединения получают при
небольшой пластической деформации. Изменение размеров мало.
Сварка может осуществляться в вакууме в среде инертных и защитных
газов: гелий аргон водород.
Рис. 11.2. Принципиальная схема установки для диффузионной сварки
В своем составе установка для диффузионной сварки имеет вакуумную
камеру 1 (рис. 11.2.) в которой размещают свариваемые детали 2. Детали
разогреваются системой нагревания 3 с рабочим элементом 4. Нагревание
осуществляют энергией высокочастотного поля тлеющим разрядом или
другим способом. В камере создается разряжение с помощью вакуумной
системы 5. Необходимое давление в зоне контакта деталей создается
системой сжатия 6 например гидравлической.
Способ применяется для соединения металлов металлов
полупроводников а также других неметаллических материалов.
Диффузионная сварка широко применяется в космической технике в
электротехнической радиотехнической и других отраслях промышленности.
Сварка трением – способ сварки давлением при воздействии теплоты
возникающей при трении свариваемых поверхностей.
Свариваемые заготовки устанавливают соосно в зажимах машины
один из которых неподвижен а другой может совершать вращательное и
поступательное движения. Заготовки сжимаются осевым усилием и
включается механизм вращения. При достижении температуры 980 1300 0С
вращение заготовок прекращают при продолжении сжатия.
Рис. 11.3. Схема процесса сварки трением
Иногда сварку трением производят через промежуточный вращаемый
элемент или заменяют вращательное движение вибрацией.
Сваркой трением можно сваривать заготовки диаметром 075 140 мм.
Преимущества способа: простота высокая производительность малая
энергоемкость стабильность качества соединения возможность сварки
заготовок из разнородных материалов.
Осуществляется сварка на специальных машинах.
Большинство технологических схем сварки взрывом основано на
использовании направленного взрыва.
Рис. 11.4. Схема сварки взрывом
Продолжительность сварки несколько микросекунд. На на жесткой
опоре 5 располагают основную пластину 4 над которой с определенным
зазором h устанавливают метаемую пластину 3. На метаемый слой
укладывают заряд взрывчатого вещества высотой Н - 2 и закрепляют
детонатор 1. При соударении двух деталей под действием ударной волны
движущихся с большой скоростью между ними образуется кумулятивная
струя которая разрушает и уносит оксидные поверхностные пленки и другие
загрязнения. Поверхности сближаются до расстояния действия межатомных
сил и происходит схватывание по всей площади соединения (рис. 10.5.).
Рис. 11.5. Микроструктура зоны соединения
Прочность соединений выполненных
прочности соединяемых материалов.
Сварку взрывом используют при изготовлении заготовок для проката
биметалла плакировке поверхностей конструкционных сталей металлами и
сплавами со специальными свойствами при сварке заготовок из разнородных
материалов. Целесообразно сочетание сварки взрывом со штамповкой и
Специальные термические процессы в сварочном
Наплавка - нанесение с помощью сварки слоя металла на поверхность
изделия. При восстановлении ремонте наплавку выполняют примерно тем
же металлом из которого изготовлено изделие однако такое решение не
всегда целесообразно. Иногда при изготовлении новых деталей (и даже при
ремонте) целесообразней на поверхности получить металл отличающийся от
металла детали. Действительно в ряде случаев условия эксплуатации
поверхностных слоев значительно отличаются от условий эксплуатации
всего остального материала изделия. Так например если деталь (изделие)
должна определять общую прочность которая зависит от свойств металла и
его сечения то поверхностные слои часто дополнительно должны работать
на абразивный или абразивно-ударный износ (направляющие станин зубья
ковшей землеройных орудий желоба валков канатно-подъемных устройств и
др.). Условия работы могут усложняться повышенной температурой
эрозионно-коррозионным воздействием окружающей среды (морской воды
различных реагентов в химических производствах и др.). В качестве примера
можно указать клапаны двигателей уплотнительные поверхности задвижек
поверхности валков горячей прокатки и т.п. Иногда такие детали и изделия
целиком изготовляют из металла который обеспечивает и требования к
эксплуатационной надежности работы его поверхностей. Однако это не
всегда наилучшее и как правило не экономичное решение. Часто
оказывается целесообразней все изделие изготовлять из более дешевого и
достаточно работоспособного металла для конкретных условий эксплуатации
и только на поверхностях работающих в особых условиях иметь
необходимый по толщине слой другого материала. Иногда это достигается
применением биметаллов (низкоуглеродистая сталь + коррозионно-стойкая
сталь; сталь + титан и др.) а также поверхностным упрочнением
(поверхностной закалкой электроискровой обработкой и др.) нанесением
тонких поверхностных слоев (металлизацией напылением и пр.) или
наплавкой слоев значительной толщины на поверхность.
В изготовлении новых изделий в целях обеспечения надлежащих
свойств конкретных поверхностей обычно применяют относительно простые
стали (например низкоуглеродистые) а на рабочие поверхности наплавляют
например бронзу заменяя тем самым целиком бронзовую деталь
кислотостойкую сталь (для работы в условиях воздействия соответствующей
химически агрессивной среды) или материал хорошо работающий на
истирание (при наличии трения с износом) и т.п.
Такие слои можно наносить на наружные поверхности деталей
(например валы валки прокатного оборудования рельсовые крестовины и
др.) или внутренние поверхности - обычно цилиндрических изделий (корпуса
химических и энергетических реакторов оборудование химических
Наплавку осуществляют нанесением расплавленного металла на
поверхность изделия нагретую до оплавления или до температуры
надежного смачивания жидким наплавленным металлом. Наплавленный слой
образует одно целое с основным металлом (металлическая связь). При этом
как правило (кроме некоторых случаев ремонтной наплавки применяемой
для восстановления исходных размеров деталей) химический состав
наплавленного слоя может значительно отличаться от состава основного
металла. Толщина наплавленного металла образованного одним или
несколькими слоями может быть различной: 05 10 мм и более.
Обеспечение в наплавленном металле (особенно при однослойной
наплавке) требуемого состава в некоторых случаях может потребовать
использования дополнительных (присадочных электродных) металлов таких
составов при которых ухудшается их деформируемость. Поэтому
оказывается невозможным из таких сплавов изготовить электродную
проволоку прокатать ленту. В этом случае наплавочные материалы могут
быть получены в порошкообразном либо зернообразном виде.
Использование порошков и зерен затрудняет наплавку в частности в связи с
возможным раздуванием порошков и отсутствием стабильности легирования
по длине наплавки из-за сепарации частиц получить необходимый состав
металла даже в 1-м слое (правда в основном для небольшой площади
наплавки на деталях малых размеров) можно наложением на наплавляемую
поверхность предварительно спрессованных из порошков (иногда спеченных
или скрепленных какой-нибудь связующей добавкой) наплавочных заготовок
(колец и пр.) с последующим их расплавлением и подплавлением
располагающегося под заготовкой основного металла. Для этого наиболее
часто в качестве источника нагрева используют дугу с неплавящимся
обычно вольфрамовым электродом плазму или токи высокой частоты. При
правильном подборе режима основной металл получающий подогрев за счет
теплопередачи через наплавочный металл может расплавляться
ограниченно не приводя к большим значениям γ0 в наплавленном слое.
Значительно менее стабильные результаты получаются при наплавке
зернистых твердых сплавов угольной дугой.
Рис. 11.6. Схемы основных способов дуговой и электрошлаковой наплавки
Схемы наиболее распространенных способов наплавки приведены на
рисунке 11.6. (а) угольным (графитовым) электродом (1) расплавлением слоя
сыпучего зернистого наплавочного сплава (2); б) ручной дуговой покрытым
электродом (1) с легирующим покрытием (2); в) неплавящимся
вольфрамовым электродом (1) в защитных инертных газах с подаваемым в
дугу присадочным прутком (2); г) плавящимся электродом (1) в защитных
(инертных активных) газах; д) автоматическая дуговая плавящейся
электродной (обычно легированной) проволокой (1) под флюсом (2); е)
плавящейся лентой (1) катаной литой или прессованной из порошков в
защитных газах или под флюсом; ж) расплавлением плазменной струей
плазмотрона (1) предварительно наложенного литого или спеченного из
порошков кольца (2) наплавочного материала; з) электрошлаковая наплавка
плавящимися электродами (1) с перемещаемым составным медным ползуном
(2); и) наплавляемая деталь; 4 - наплавленный слой).
Широкое применение в настоящее время находят плазменные методы
наплавки и напыления. Основные схемы плазменной наплавки представлены
на рисунке 11.7. ( а) плазменной струей с токоведущей присадочной
проволокой; б) плазменной дугой с нейтральной присадочной проволокой; в)
комбинированный (двойной) дугой одной проволокой; г) то же с двумя
проволоками; д) горячими проволоками; е) плавящимся электродом; ж) с
внутренней подачей порошка в дугу; з) с внешней подачей порошка в дугу; 1
- защитное сопло; 2 - сопло плазмотрона; 3 - защитный газ; 4 плазмообразующий газ; 5 - электрод; 6 - присадочная проволока; 7- изделие;
- источник питания косвенной дуги; 9 - источник питания дуги прямого
действия; 10 - трансформатор; 11 - источник питания дуги плавящегося
электрода; 12 - порошок; 13 - порошок твердого сплава).
Рис. 11.7. Схемы плазменной наплавки
Наибольшее распространение получила плазменно-порошковая
наплавка. При плазменной наплавке обеспечивается высокое качество
наплавленного металла малая глубина противления основного металла при
высокой прочности сцепления возможность наплавки тонких слоев.
В зависимости от условий эксплуатации поверхностных слоев
различных изделий требования к наплавленному слою различны.
Наибольшее распространение получили наплавочные слои которые можно
классифицировать в основном по пяти группам:
Стали (углеродистые и высокоуглеродистые хромомарганцовистые
хромистые и высокохромистые хромоникелевые высоковольфрамовые и
Специальные сплавы на основе железа (высокохромистые чугуны
сплавы с хромом и бором сплавы с кобальтом молибденом и вольфрамом);
Сплавы на основе никеля и кобальта (хромоникелевые сплавы с
бором и кремнием никелевые сплавы с молибденом кобальтовые сплавы с
хромом и вольфрамом);
Карбидные сплавы (с карбидами вольфрама ванадия хрома);
Сплавы на медной основе (бронзы алюминиевые оловяннофосфористые).
Существенным показателем эффективности того или иного способа
наплавки является степень перемешивания при наплавке основного металла
и присадочного: чем она меньше тем ближе будут свойства наплавленного
При напылении расплавленные по всему объему или по поверхности
частицы материала будущего покрытия направляются на поверхность
нагретой заготовки. При соударении с поверхностью частица деформируется
обеспечивая хороший физический контакт с деталью. Характер
взаимодействия частицы с материалом подложки последующая
кристаллизация частиц определяет качество адгезии покрытия с подложкой.
Последующие слои формируются уже за счет связей частиц друг с другом
имеют чешуйчатое строение и существенно неоднородны.
По мере повышения стоимости объемного легирования и стремления
получить требуемые эксплуатационные свойства более экономичным
способом (легированием поверхности) напыление становится все более
Для напыления используют источники тепла: газовое пламя плазму
ионный нагрев нагрев в печах лазер и др.
Наибольшее распространение получили процессы газопламенного и
плазменного напыления. Материал для напыления подается в пламя горелки
или плазменную дугу в виде проволоки или порошка где происходит нагрев
и распыление частиц которые тепловым потоком источника нагрева
разгоняются и попадают на поверхность напыляемой детали. Иной способ
формирования покрытий при нагреве в печах. В этом случае нагретая деталь
контактирует с материалом покрытия находящимся в виде порошка или
газовой фазы. Получаемое таким методом покрытие имеет высокую адгезию
к поверхности детали за счет активных диффузионных процессов
происходящих в период длительной выдержки в печи при высокой
Все большее распространение получают ионно-плазменные методы
напыления износостойких и декоративных покрытий.
Пайка – процесс получения неразъемного соединения заготовок без их
расплавления путем смачивания поверхностей жидким припоем с
последующей его кристаллизацией. Расплавленный припой затекает в
специально создаваемые зазоры между деталями и диффундирует в металл
этих деталей. Протекает процесс взаимного растворения металла деталей и
припоя в результате чего образуется сплав более прочный чем припой.
Образование соединения без расплавления основного металла
обеспечивает возможность распая соединения. На рис. 11.8. приведена
структура паяного соединения: 1 - прикристаллизационный слой
переменного химического состава; 2 - диффузионная зона с переменным
химическим составом; 3 - участок с изменяемой структурой и свойствами в
результате локального нагрева 4 - зона изотермической кристаллизации.
Качество паяных соединений (прочность герметичность надежность и др.)
зависят от правильного выбора основного металла припоя флюса способа
нагрева типа соединения.
Рис. 11.8. Структура паяного соединения
Припой должен хорошо растворять основной металл обладать
смачивающей способностью быть дешевым и недефицитным. Припои сплавы цветных металлов сложного состава. По температуре плавления
припои подразделяют на особо легкоплавкие (температура плавления ниже
5 0С) легкоплавкие (145 450 0С) среднеплавкие (450 1100 0С) и
тугоплавкие (выше 1050 0С). К особо легкоплавким и легкоплавким припоям
относятся оловянно-свинцовые на основе висмута индия олова цинка
свинца. К среднеплавким и тугоплавким относятся припои медные медно-
цинковые медно-никелевые с благородными металлами (серебром золотом
платиной). Припои изготавливают в виде прутков листов проволок полос
спиралей дисков колец зерен которые укладывают в место соединения.
При пайке применяются флюсы для защиты места спая от окисления
при нагреве сборочной единицы обеспечения лучшей смачиваемости места
спая расплавленным металлом и растворения металлических окислов.
Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления
припоя. Флюсы могут быть твердые пастообразные и жидкие. Для пайки
наиболее применимы флюсы: бура плавиковый шпат борная кислота
канифоль хлористый цинк фтористый калий.
Пайку точных соединений производят без флюсов в защитной
атмосфере или в вакууме.
В зависимости от способа нагрева различают пайку газовую
погружением (в металлическую или соляную ванну) электрическую
(дуговая индукционная контактная) ультразвуковую.
В единичном и мелкосерийном производстве применяют пайку с
местным нагревом посредством паяльника или газовой горелки.
В крупносерийном и массовом производстве применяют нагрев в
ваннах и газовых печах электронагрев импульсные паяльники
индукционный нагрев нагрев токами высокой частоты.
металлических и неметаллических материалов является использование
ультразвука. Генератор ультразвуковой частоты и паяльник с
ультразвуковым магнитострикционным вибратором применяются для
безфлюсовой пайки на воздухе и пайке алюминия. Оксидная пленка
разрушается за счет колебаний ультразвуковой частоты.
Процесс пайки включает: подготовку сопрягаемых поверхностей
деталей под пайку сборку нанесение флюса и припоя нагрев места спая
промывку и зачистку шва.
Детали для пайки тщательно подготавливаются: их зачищают
промывают обезжиривают.
диффузионный обмен припоя с металлом детали и прочность соединения.
Зазор должен быть одинаков по всему сечению.
Припой должен быть зафиксирован относительно места спая. Припой
закладывают в месте спая в виде фольговых прокладок проволочных
контуров лент дроби паст вместе с флюсом или наносят в расплавленном
виде. При автоматизированной пайке – в виде пасты с помощью шприцустановок.
При возможности предусматриваются средства механизации
полуавтоматы и автоматы для газовой электрической пайки.
Паяные соединения контролируют по параметрам режимов пайки
внешним осмотром проверкой на прочность или герметичность методами
дефекто- и рентгеноскопии.
Сущность электро-контактной сварки.
Технологические схемы электро-контактной сварки.
Стыковая сварка сопротивлением и сплавлением.
Что такое пайка? Чем она отличается от сварки плавлением?

Описание (19).pdf

Пневматические цилиндры применяются в машинах для придания
из звеньям возвратно-поступательного движения.
Основными элементами устройства являются цилиндр поз.7 и
размещенный внутри его поршень поз.3. Цилиндр с двух сторон закрыт
крышкой поз.2 и стойкой поз.5 в которых имеются сквозные отверстия для
прохода штока поз.6. В цилиндре и крышке имеются отверстия для подачи
сжатого воздуха. Поршень внутри цилиндра а шток в отверстии крышки
уплотнены резиновыми кольцами поз.15 и 14 соответственно. Проход штока
через стойку уплотнен сальниковой набивкой поз.21 поджатой втулкой поз.1.
На корпусе машины цилиндр крепится болтами (на черт. не показаны) по
фланцам корпуса и стойки.
Через отверстия в цилиндре и крышке то с одной то с другой стороны
поршня поочередно подается сжатый воздух под действием которого
поршень со штоком совершаю т возвратно-поступательное движение. В
машине цилиндр соединяется с его звеньями посредством резьбы на штоке.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа цилиндра
Ак с о н о ме т р и я

Чертеж (23).pdf

3 1 0 6 . 2 3. 0 0 . 0 0 0 .

Определение размеров и конструкции опок.pdf

1.8. Определение размеров и конструкции опок
При выборе размеров опок следует учитывать что использование чрезмерно больших опок влечет
за собой увеличение затрат труда на уплотнение формовочной смеси нецелесообразный расход
смеси а использование очень маленьких опок может вызвать брак отливок вследствие
продавливания металлом низа формы ухода металла по разъему и т. п.
В табл. 27 приведена рекомендуемая толщина слоев формовочной смеси на различных участках
Полученные данные позволяют определить минимальные размеры опок которые окончательно
уточняют по ГОСТ 2133—75 (табл. 28 29) при этом расчетные значения увеличивают до
ближайшего регламентированного размера. Этот же ГОСТ устанавливает расстояние между осями
центрирующих отверстий и средние размеры опок из различных материалов.
Основные размеры опок для автоматических линий изготовления песчаных форм
9. Проектирование и расчет литниковой системы
Литниковая система — система каналов и устройств для подвода в определенном режиме жидкого
металла в полость литейной формы отделения неметаллических включений и обеспечения
питания отливки при затвердевании. Литниковую систему размещают по разъему литейной
формы и вне разъема.
Правильная конструкция литниковой системы должна обеспечивать непрерывную лодачу
расплава в форму по кратчайшему пути; спокойное и плавное ее заполнение; улавливание шлака и
других неметаллических включений; создание направленного затвердевания отливки;
минимальный расход металла на литниковую систему; не вызывать местных разрушений формы
вследствие большой скорости и неправильного направления потока металла. Литниковая система
включает как правило следующие элементы:
стояк — вертикальный канал соединяющий литниковую чашу (воронку) со шлакоуловителем;
шлакоуловитель — горизонтальный трапецеидальный канал соединяющий стояк с питателями и
задерживающий шлак и неметаллические включения из потока заливаемого сплава;
питатель — горизонтальный канал соединяющий шлакоуловитель с полостью формы;
выпор -— вертикальный канал расположенный на самой верхней части полости формы или
соединенный с нею боковым каналом (отводной выпор) служащий для вывода газов из формы а
также для наблюдения за ходом заливки формы;
прибыль — элемент литниковой системы для питания отливки жидким металлом в период
затвердевания и усадки;
литниковую чашу (воронку) — элемент литниковой системы для приема жидкого металла и его
направления в стояк или непосредственно в литейную форму.
В зависимости от места подвода металла в форму различают следующие литниковые системы:
горизонтальную — с питателями расположенными в горизонтальной плоскости разъема
вертикальную -— с питателями расположенными в вертикальной плоскости разъема литейной
формы по положению при заливке (к вертикальным относятся вертикально-щелевые и ярусные
литниковые системы):
верхнюю — систему подачи жидкого металла в полость литейной формы сверху;
дождевую — систему подачи металла в форму через большое число тонких питателей
(разновидность верхней литниковой системы);
сифонную — систему подачи металла в форму снизу через один или несколько питателей.

Перечень (15).pdf

3 1 0 6 . 1 5. 0 0 . 0 0 0 .

Перечень индивидуальных заданий.doc

Перечень индивидуальных заданий
Факультет Специальность Вариант Позиции деталей дляПозиция детали
ММФ АиТ ПТМ 1 256 10 13 5

Модуль 14 строгание протягивание сверление.pdf

Модуль 14. Строгание. Протягивание. Сверление
обработка стержневым инструментом.
Технологические возможности способов резания
Технологический метод формообразования поверхности заготовок
строганием характеризуется наличием двух движений: возвратнопоступательного резца или заготовки (скорость главного движения резания)
и прерывистого прямолинейного движения подачи направленного
перпендикулярно к вектору главного движения резания. Разновидностью
строгания является долбление где главное движение резания - возвратнопоступательное - совершает резец в вертикальной плоскости.
Процесс резания при строгании прерывистый и удаление материала
происходит только при рабочем ходе. Во время обратного
(вспомогательного) хода резец работу не производит. Прерывистый процесс
резания способствует охлаждению инструмента во время обработки
заготовок что исключает в большинстве случаев применение смазывающеохлаждающих жидкостей. Прерывистый процесс резания приводит к
значительным динамическим нагрузкам режущего инструмента поэтому
строгание осуществляют на умеренных скоростях резания.
При строгании режим резания составляет совокупность величин:
скорости главного движения резания vподачи s и глубины резания t.
Глубина резания t (мм) - наибольшее расстояние на которое проникает
режущая кромка в заготовку; ее измеряют в плоскости перпендикулярной к
направлению движения подачи. При строгании и долблении движение
подачи является прерывистым и осуществляется в конце вспомогательного
хода заготовки или резца. Величины t и s выбирают из справочников.
Задавшись глубиной резания и подачей по эмпирической формуле
определяют скорость главного движения резания (мс).
Строгальные станки (рис. 14.1.) предназначены для обработки резцами
плоских поверхностей канавок фасонных линейчатых поверхностей в
условиях единичного и мелкосерийного производств.
Рис. 14.1. Строгальные станки. а) поперечно- строгальный б) продольно-строгальный в)
Широкое применение строгальные станки находят в станкостроении и
тяжелом машиностроении когда необходимо обрабатывать крупные
большой массы заготовки станин корпусов рам оснований колонн и других
В зависимости от конструктивных и технологических признаков
строгальные станки подразделяют на ряд типов: поперечно-строгальные (рис.
1.а) продольно-строгальные (рис. 14.1.б) и долбежные (рис. 14.1.в).
Строгальные резцы по сравнению с токарными работают в более
тяжелых условиях так как резец врезаясь в материал заготовки при каждом
рабочем ходе испытывает ударную (динамическую) нагрузку. Под действием
этой нагрузки резец изгибается в сторону опорной поверхности стержня.
Если вершина резца расположена слева от оси стержня то она вследствие
деформирования опишет дугу и глубина резания изменится. Во избежание
этого необходимо чтобы при деформировании вершина резца описывала
дугу радиусом R касательную к обработанной поверхности (рис. 14.2. а). Для
этого вершина резца должна быть расположена между опорной
поверхностью стержня и плоскостью проходящей через ось стержня резца.
Чтобы выдержать это условие строгальные резцы выполняют изогнутыми.
В зависимости от назначения различают следующие типы строгальных
резцов (рис. 14.2.): проходные (б) подрезные (в) отрезные (г) и фасонные.
Указанные резцы выполняют правыми и левыми черновыми и чистовыми;
их конструкции аналогичны конструкциям резцов для токарной обработки.
Долбежные резцы изготовляют трех основных типов (рис. 14.2.):
проходные (д) прорезные (е) и для шпоночных пазов (ж).
Рис. 14.2. Строгальные и долбежные резцы
На строгальных станках обрабатывают плоские поверхности уступы
пазы угловые Т-образные V-образные призматические фасонные
На долбежных станках обрабатывают плоские вертикальные
поверхности многогранники многогранные отверстия наружные пазы
фасонные поверхности.
Плоскости горизонтальные (рис. 14.3.а) вертикальные (рис. 14.3.б) и
наклонные (рис. 14.3.в) на поперечно-строгальных станках обрабатывают
соответственно с движением поперечной вертикальной и наклонной подач.
При строгании наклонной плоскости вертикальный суппорт поворачивают на
угол равный углу наклона обрабатываемой плоскости.
На рис. 14.3.г показано строгание вертикальной плоскости на
долбежном станке. На продольно-строгальных станках можно одновременно
производить обработку горизонтальной и вертикальной плоскостей (рис.
Рис. 14.3. Схемы обработки заготовок на строгальных и долбежных станках
Сверление является основным способом получения глухих и сквозных
цилиндрических отверстий в сплошном материале заготовки.
В качестве инструмента при сверлении используется сверло имеющее
две главные режущие кромки.
Для сверления используются сверлильные и токарные станки.
На сверлильных станках сверло совершает вращательное (главное)
движение и продольное (движение подачи) вдоль оси отверстия заготовка
неподвижна (рис. 14.4.а).
При работе на токарных станках вращательное (главное движение)
совершает обрабатываемая деталь а поступательное движение вдоль оси
отверстия (движение подачи) совершает сверло (рис. 14.4.б).
Диаметр просверленного отверстия можно увеличить сверлом
большего диаметра. Такие операции называются рассверливанием
При сверлении обеспечиваются сравнительно невысокая точность и
качество поверхности.
Для получения отверстий более высокой точности и чистоты
поверхности после сверления на том же станке выполняются зенкерование и
Зенкерование – обработка предварительно полученных отверстий для
придания им более правильной геометрической формы повышения точности
и снижения шероховатости. Многолезвийный режущим инструментом –
зенкером который имеет более жесткую рабочую часть число зубьев не
менее трех (рис. 14.4.г).
Развертывание – окончательная обработка цилиндрического или
конического отверстия разверткой в целях получения высокой точности и
низкой шероховатости. Развертки – многолезвийный инструмент срезающий
очень тонкие слои с обрабатываемой поверхности (рис. 14.3.д).
Рис. 14.4. Схемы сверления зенкерования и развертывания
Протягивание является высокопроизводительным методом обработки
деталей разнообразных форм обеспечивающим высокую точность формы и
размеров обрабатываемой поверхности. Применяется протягивание в
крупносерийном производстве.
При протягивании используется сложный дорогостоящий инструмент –
протяжка. За каждым формообразующим зубом вдоль протяжки
изготавливается ряд зубьев постепенно увеличивающейся высоты.
Процесс резания при протягивании осуществляется на протяжных
станках при поступательном главном движении инструмента относительно
неподвижной заготовки за один проход.
Движение подачи отсутствует. За величину подачи
подъем на зуб т.е. разность размеров по высоте двух соседних зубьев
протяжки; является одновременно и глубиной резания.
Протяжные станки предназначены для обработки внутренних и
наружных поверхностей. По направлению главного движения различают
станки: вертикальные и горизонтальные.
Схемы обработки заготовок на протяжных станках представлены на
Рис. 14.5. Схемы обработки заготовок на протяжных станках
Отверстия различной геометрической формы протягивают на
горизонтально-протяжных станках для внутреннего протягивания. Размеры
протягиваемых отверстий составляют 5 250 мм.
Цилиндрические отверстия протягивают крупными протяжками после
сверления растачивания или зенкерования а также литые или
штампованные отверстия. Длина отверстий не превышает трех диаметров.
Для установки заготовки с необработанным торцом применяют
приспособление со сферической опорной поверхностью (может
самоустанавливаться по оси инструмента) либо упор в жесткую поверхность
Шпоночные и другие пазы протягивают протяжками форма зубьев
которых в поперечном сечении соответствует профилю протягиваемого паза
с применением специального приспособления – направляющей втулки 3 (рис.
Наружные поверхности различной геометрической формы протягивают
на вертикально-протяжных станках для наружного протягивания.
Схема протягивания вертикальной плоскости показана на рис. 14.5.в.
Наружные поверхности заготовок типа тел вращения можно
обрабатывать на специальных протяжных станках рис. 14.5.г.
Технологические схемы строгания. Режим резания при строгании.
Общее устройство поперечно-строгального станка.
Технологические схемы сверления и рассверливания. Режим резания
Технологические схемы протягивания отверстий. Область применения
Технологические схемы зенкерования развертывания зенкерования.

Чертеж (24).pdf

31 0 6 .2 4 .0 0 .0 0 0 .

Описание (10).pdf

Устройство и работа ролика
Поворотный ролик применяется в ручных тележках
внутрицехового транспорта.
Кронштейны поз.5 и 6 ролика крепятся болтами к тележке (на черт.
не показаны). Через кронштейны проходит ось поз.8 с напрессованой на
нее вилкой поз.1. В вилке на оси поз.9 установлен на радиальном
подшипнике поз.15 ролик поз.10. Подшипниковый узел ролика закрыт
крышкой поз.7 и уплотнен сальниками поз.4. Вилка опирается на нижний
кронштейн через упорный подшипник поз.16. Подшипниковые узлы
ролика смазываются густой (консистентной) смазкой через масленки поз.14.
При движении тележки ролик бежит по полу цеха вращаясь со
своим подшипником на оси и при изменении направления движения
тележки поворачивается вместе с вилкой и ее осью в кронштейнах. Вес
тележки при этом воспринимается упорным подшипником.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Ак с о н о ме т р и я

Модуль 12.pdf

Модуль 12. Общие вопросы обработки металлов
резанием. Схемы резания виды обработки резанием.
Механизм стружкообразования. Пластические явления
Инструментальные материалы.
Механическая обработка. Обработка металлов резанием.
Общая характеристика размерной обработки
Механическая обработка поверхностей заготовок является одной из
основных завершающих стадий изготовления деталей машин.
Одна из актуальных задач машиностроения – дальнейшее развитие
совершенствование и разработка новых технологических методов обработки
заготовок деталей машин применение новых конструкционных материалов и
повышение качества обработки деталей машин.
Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки
электрической световой лучевой и других видов энергии.
Классификация движений в металлорежущих станках
Обработка металлов резанием – процесс срезания режущим
инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для
получения необходимой геометрической формы точности размеров
взаимного расположения и шероховатости поверхностей детали.
Чтобы срезать с заготовки слой металла необходимо режущему
инструменту и заготовке сообщать относительные движения. Инструмент и
заготовку устанавливают на рабочих органах станков обеспечивающих
Движения которые обеспечивают срезание с заготовки слоя материала
или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки
называют движениями резания:
Главное движение – определяет скорость деформирования материала и
отделения стружки (Dr);
Движение подачи – обеспечивает врезание режущей кромки
инструмента в материал заготовки (Ds);
Движения могут быть непрерывными или прерывистыми а по
характеру – вращательными поступательными возвратно-поступательными.
Движения подачи: продольное поперечное вертикальное круговое
окружное тангенциальное.
В процессе резания на заготовке различают поверхности (рис.9.1.а):
обрабатываемую поверхность (1);
обработанную поверхность (3);
поверхность резания (2).
Установочные движения – движения обеспечивающие взаимное
положение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя
Вспомогательные движения – транспортирование заготовки
закрепление заготовки и инструмента быстрые перемещения рабочих
Рис. 12.1 Схемы обработки заготовок: а – точением; б – шлифованием на
круглошлифовальном станке; в – сверлением
Режимы резания шероховатость поверхности
При назначении режимов резания определяют скорости главного
движения резания и подачи и глубину резания.
Скоростью главного движения – называют расстояние пройденное
точкой режущей кромки инструмента в единицу времени (мс).
Для вращательного движения:
– максимальный диаметр заготовки (мм); – частота вращения
Для возвратно-поступательного движения:
где: – расчетная длина хода инструмента; – число двойных ходов
инструмента в минуту;
– коэффициент показывающий соотношение
скоростей рабочего и вспомогательного хода.
- путь точки режущей кромки инструмента относительно
заготовки в направлении движения подачи за один ход заготовки или
В зависимости от технологического метода обработки подачу
ммоб – точение и сверление;
ммдв. ход – строгание и шлифование.
Глубина резания ( ) – расстояние между обрабатываемой и
обработанной поверхностями заготовки измеренное перпендикулярно к
обработанной поверхности (мм).
Шероховатость поверхности – совокупность неровностей с
относительно малыми шагами.
Шероховатость является характеристикой качества поверхностного
слоя заготовки. Она оценивается несколькими параметрами в частности
- среднее арифметическое отклонение профиля (среднее
арифметическое абсолютных значений отклонений профиля) в пределах
определенной базовой длины обработанной поверхности.
Допустимые значения шероховатости поверхностей деталей
указываются на чертежах.
Значение параметра для разных технологических методов обработки
лежат в пределах мкм:
для предварительной черновой обработки – 100 225 ;
для чистовой обработки – 63 04 ;
для отделочной и доводочной обработки – 02 0012.
Физические основы процесса обработки резанием
Сущность процесса заключается в механическом разрушении
наружного слоя материала на обрабатываемой поверхности заготовки под
воздействием внешней силы – силы резания.
Под действием силы резания резец выполненный в виде клина
вдавливается передней плоскостью в верхний слой металла заготовки
подвергая его упругой и пластической деформации. Резец преодолевает
внутренние силы связи материала и отрывает от его мысы частицы путем
сдвига по плоскости 00. Процесс сдвига совершается непрерывно поэтому с
обрабатываемой поверхности удаляется слой металла t в виде стружки.
Рис. 12.2. Обработка резанием
В процессе резания слой металла на обрабатываемой поверхности
упрочняется вследствие упругопластической деформации. Процесс
упрочнения связан с изменением макро- и микроструктуры металла
повышением его твердости и возникновением внутренних напряжений.
Этот верхний слой металла получил название дефектного. При
различных способах обработки резанием толщина дефектного слоя меняется
(от десятых долей микрометра до долей миллиметра).
Технико-экономические показатели процесса резания резцом зависят
при прочих равных условиях как от физико-механических свойств материала
резца так и от формы его режущей части.
Как правило твердость и механическая прочность режущего
инструмента значительно больше чем у обрабатываемого материала. Он
должен быть также теплостойким. Этим требованиям удовлетворяют
углеродистые инструментальные стали легированные и быстрорежущие
стали и сплавы металлокерамические твердые сплавы.
Изменяя геометрические параметры лезвия можно управлять
процессом резания т.е. внедрением режущей части инструмента в
обрабатываемый материал при котором образуется упруго- и пластически
деформированный его объем – зона опережающей деформации или зона
Характер деформирования срезаемого слоя зависит от физикомеханических свойств материала обрабатываемой заготовки геометрии
инструмента режима резания условий обработки. В процессе резания
заготовок из пластичных металлов и сталей средней твердости превалирует
пластическая деформация. У хрупких металлов пластическая деформация
практически отсутствует.
При резании металлов образуется стружка (Рис 12.3.) сливная
суставчатая или элементная. Сливная стружка появляющаяся при резании
пластичных металлов представляет собой сплошную ленту с гладкой
прирезцовой стороной. На внешней стороне ее видны слабые пилообразные
зазубрины. Стружка суставчатая образующаяся при резании металлов
средней твердости представляет собой ленту с гладкой прирезцовой
стороной на внешней стороне - ярко выраженные зазубрины. Стружка
элементная образуется при резании хрупких металлов и состоит из
отдельных не связанных между собой элементов. Вид образующейся
стружки зависит от физико-механических свойств металла обрабатываемой
заготовки режима резания геометрических параметров режущего
инструмента применяемых в процессе резания смазочно-охлаждающих
Вид образующей стружки влияет на износ режущего инструмента
шероховатость обработанной поверхности силу резания конструкцию
инструмента. От вида стружки зависит возможность ее автоматического
отвода из зоны резания и транспортирования.
Стружка образующаяся в процессе резания подвергается
значительному пластическому деформированию в результате которого
происходят ее укорочение и утолщение. Эти изменения стружки состоят в
том что длина стружки оказывается меньше длины обработанной
поверхности а толщина - больше толщины среза. Изменение размеров
стружки характеризуется коэффициентами укорочения и утолщения (Ki и Ка).
Чем пластичнее металл заготовки тем больше значение коэффициента
Kt стружки. Для заготовок из хрупких металлов Kt близко к 1 а для заготовок
из пластичных металлов Кt доходит до 5 7. Величины укорочения и
обрабатываемого металла режима и условий резания геометрических
параметров инструмента.
Изменение размеров стружки следует учитывать при проектировании
режущего инструмента и назначении размеров стружечных канавок между
режущими элементами инструмента например размеров канавок между
двумя соседними зубьями фрезы протяжки.
Рис.12.3. Схема процесса образования стружки
Наростообразоваиие при резании металлов.
При обработке пластичных металлов резанием на передней
поверхности лезвия инструмента образуется металл который называют
наростом. Это сильно деформированный металл высокой твердости
структура которого отличается от структур обрабатываемого металла и
Образование нароста объясняется тем что геометрическая форма
инструмента не идеальна для обтекания ее металлом. При некоторых
условиях обработки силы трения между передней поверхностью лезвия
инструмента и частицами срезанного слоя металла становятся больше сил
внутреннего сцепления и при определенных температурных условиях
металл прочно оседает на передней поверхности лезвия инструмента.
В процессе обработки резанием размеры и форма нароста непрерывно
меняются в результате действия сил трения между отходящей стружкой и
внешней поверхностью нароста. Частицы нароста постоянно уносятся
стружкой увлекаются обработанной поверхностью заготовки иногда нарост
целиком срывается с передней поверхности лезвия инструмента и тут же
вновь образуется (рис. 12.4. а) Объясняется это тем что нарост находится
под действием силы трения F сил сжатия Р1 и Р2 и силы растяжения Q (рис.
4.б). С изменением размеров нароста меняется соотношение действующих
сил. Когда сумма сил Р1 Р2 и Q становится больше силы трения F
происходят разрушение и срыв нароста. Частота срывов нароста зависит от
скорости резания и достигает нескольких сотен в секунду.
Нарост существенно влияет на процесс резания и качество
обработанной поверхности заготовки так как при его наличии меняются
условия стружкообразования.
Положительное влияние нароста состоит в том что при наличии его
меняется форма передней поверхности лезвия инструмента это приводит к
увеличению главного переднего угла а следовательно к уменьшению силы
резания. Вследствие высокой твердости нарост способен резать металл.
Нарост удаляет центр давления стружки от главной режущей кромки в
результате чего уменьшается износ режущего инструмента по передней
поверхности лезвия. Нарост улучшает теплоотвод от режущего инструмента.
Отрицательное влияние нароста состоит в том что он увеличивает
шероховатость обработанной поверхности. Частицы нароста внедрившиеся в
обработанную поверхность при работе детали с сопрягаемой деталью
вызывают повышенный износ пары. Вследствие изменения наростом
геометрических параметров режущего инструмента меняются размеры
обрабатываемой поверхности в поперечных диаметральных сечениях по
длине заготовки и обработанная поверхность получается волнистой.
Вследствие изменения переднего угла инструмента меняется сила резания
что вызывает вибрацию узлов станка и инструмента а это в свою очередь
ухудшает качество обработанной поверхности.
Рис. 12.4. Схемы образования и разрушения (а) и силы действующие на нарост (б)
Следовательно нарост оказывает благоприятное действие при
черновой обработке когда возникают большие силы резания срезается
толстый слой металла и выделяется большое количество теплоты и
наоборот нарост вреден при чистовой обработке например при
протягивании нарезании резьбы развертывании так как приводит к
снижению качества обработанной поверхности.
Наростообразование зависит от физико-механических свойств
обрабатываемого металла скорости резания геометрических параметров
режущего инструмента и других факторов. Наиболее интенсивно нарост
образуется при обработке пластичных металлов. Считают что наибольшее
наростообразование при обработке пластичных металлов происходит при
скоростях резания 03 05 мс а при скоростях резания до 02 мс и свыше 1
мс нарост на режущем инструменте не образуется.
рекомендации по борьбе с ним в условиях чистовой обработки. Это
изменение геометрических параметров режущего инструмента и скорости
движения резания применение смазочно-охлаждающих жидкостей
тщательная доводка передней поверхности лезвия инструмента для снижения
коэффициента трения между ней и отходящей стружкой.
Пластические явления в поверхностном слое заготовки при
Результатом упругого и пластического деформирования материала
обрабатываемой заготовки является упрочнение (наклеп) поверхностного
слоя. При рассмотрении процесса стружкообразования считают инструмент
острым. Однако инструмент всегда имеет радиус скругления режущей
кромки ρ (рис. 6.12 а) равный при обычных методах заточки примерно 002
мм. Такой инструмент срезает с заготовки стружку при условии что глубина
резания t больше радиуса р. Тогда в стружку переходит часть срезаемого
слоя металла лежащая выше линии CD. Слой металла соизмеримый с
радиусом ρ и лежащий между линиями АВ и CD упругопластически
деформируется. При работе инструмента значение радиуса ρ быстро растет
вследствие затупления режущей кромки и расстояние между линиями АВ и
Рис. 12.4. Схема образования поверхностного слоя заготовки (а) и эпюра распространения
упрочнения по толщине заготовки (б)
Упрочнение металла обработанной поверхности заготовки проявляется
в повышении ее поверхностной твердости. Твердость металла обработанной
поверхности после обработки резанием может увеличиться в 2 раза. Значение
твердости может колебаться так как значение пластической деформации и
глубина ее зависят от физико-механических свойств металла обрабатываемой
заготовки геометрии режущего инструмента и режима резания.
После перемещения резца относительно обработанной поверхности
происходит упругое восстановление поверхностного деформированного слоя
на величину hy (рис. 12.4.а) - упругое последействие. В результате образуется
контактная площадка шириной Н между обработанной поверхностью и
вспомогательной задней поверхностью резца. Со стороны обработанной
поверхности возникают силы нормального давления N и трения F. Чем
больше значение упругой деформации тем больше сила трения. Для
уменьшения сил трения у режущего инструмента делают задние углы (а и а')
значения которых зависят от степени упругой деформации металла
возникновению в поверхностном слое заготовки остаточных напряжений
растяжения или сжатия. Напряжения растяжения снижают предел
выносливости металла заготовки так как приводят к появлению
микротрещин в поверхностном слое развитие которых ускоряется действием
корродирующей среды. Напряжения сжатия напротив повышают предел
выносливости деталей. Неравномерная релаксация остаточных напряжений
искажает геометрическую форму обработанных поверхностей снижает
точность их взаимного расположения и размеров. Релаксация напряжений
продолжающаяся в процессе эксплуатации машин снижает их качество и в
частности надежность.
Следовательно окончательную обработку поверхностей заготовок
следует вести такими методами и в таких условиях чтобы остаточные
напряжения отсутствовали или были минимальными. Целесообразно чтобы
в поверхностном слое возникали напряжения сжатия. Напряжения можно
снизить применяя например электрохимическую обработку. Для получения
в поверхностном слое напряжений сжатия можно рекомендовать обработку
поверхностным пластическим деформированием например обкатку
поверхностей заготовок стальным закаленным роликом или шариком.
Условно поверхностный слой обработанной заготовки можно
разделить на три зоны (рис. 12.4.б): I - зону разрушенной структуры с
измельченными зернами резкими искажениями кристаллической решетки и
большим количеством микротрещин; ее следует обязательно удалять при
каждой последующей обработке поверхности заготовки; II - зону
наклепанного металла; III - основной металл. В зависимости от физикомеханических свойств материала обрабатываемой заготовки и режима
резания глубина наклепанного слоя составляет от нескольких миллиметров
при черновой обработке до сотых и тысячных долей миллиметра при
чистовой обработке. Пластичные металлы подвергаются большему
упрочнению чем твердые.
Наклеп обработанной поверхности можно рассматривать как полезное
явление если возникающие остаточные напряжения являются сжимающими.
Однако наклеп полученный при черновой обработке отрицательно влияет
на процесс резания при последующей чистовой обработке когда срезаются
тонкие стружки (при развертывании протягивании). В этом случае
инструмент работает по поверхности с повышенной твердостью что
приводит к его быстрому затуплению; шероховатость поверхности
Теплота и температура в зоне резеания материала
стружкообразование и разрушение конструкционного материала резанием
является тепловыделение. Практически вся механическая работа
затрачиваемая на срезание припуска с заготовки превращается в теплоту.
Полное количество теплоты Q выделяющейся в единицу времени можно
определить из выражения Джс
деформирования материала заготовки в зоне стружкообразования трения
стружки о переднюю поверхность лезвия инструмента трения задних
поверхностей инструмента о поверхность резания и обработанную поверхность заготовки (рис. 12.5.). Тепловой баланс процесса резания можно
представить тождеством Дж:
где Qд _ количество теплоты выделяемой при упругопластическом
деформировании обрабатываемого материала; Qnn - количество теплоты
выделяемой при трении стружки о переднюю поверхность лезвия
инструмента; Qn - количество теплоты выделяемой при трении задних
поверхностей инструмента о заготовку; Qc - количество теплоты отводимой
стружкой; Qзаг _ количество теплоты отводимой заготовкой; Qи - количество
теплоты отводимой режущим инструментом; Qл - количество теплоты
отводимой в окружающую среду (теплота лучеиспускания).
В зависимости от технологического метода и условий обработки
стружкой отводится 25 85 % всей выделившейся теплоты; заготовкой 10
%; инструментом 2 8 %.
Рис. 12.5. Источники образования и распределения теплоты резания
Теплообразование отрицательно влияет на процесс резания. Нагрев
инструмента до высоких температур 800 1000 0С вызывает структурные
превращения в металле из которого он изготовлен снижение твердости
инструмента и потерю режущих свойств. Нагрев инструмента вызывает
изменение его геометрических размеров что влияет на точность размеров и
геометрическую форму обработанных поверхностей. Например при
обтачивании цилиндрической поверхности на токарном станке удлинение
резца при повышении его температуры изменяет глубину резания и
обработанная поверхность получается конусообразной. Нагрев заготовки
вызывает изменение ее геометрических размеров. Вследствие жесткого
закрепления на станке заготовка деформируется. Температурные
деформации инструмента приспособления заготовки и станка снижают
Трение между стружкой и передней поверхностью лезвия инструмента
и между его главной задней поверхностью и поверхностью резания заготовки
вызывает износ режущего инструмента. В условиях сухого и полусухого
трения преобладает абразивное изнашивание инструмента. Высокие
температуры и контактные давления вызывают следующие виды
изнашивания: окислительное - разрушение поверхностных оксидных пленок;
адгезионное - вырывание частиц материала инструмента стружкой или
материалом заготовки вследствие их молекулярного сцепления; термическое
структурные превращения в материале инструмента.
Износ инструмента приводит к снижению точности размеров и
геометрической формы обработанных поверхностей.
Работа затупившимся инструментом вызывает рост силы резания.
Соответственно увеличиваются составляющие силы резания что вызывает
повышенную деформацию заготовки и инструмента и еще более снижает
точность и форму обработанных поверхностей заготовок. Увеличиваются
глубина наклепанного поверхностного слоя материала заготовки и силы
трения между заготовкой и инструментом что в свою очередь увеличивает
теплообразование в процессе резания.
При обработке на настроенных станках износ инструмента приводит к
рассеянию размеров обработанных поверхностей заготовок что снижает
качество сборки деталей в условиях взаимозаменяемости.
Уменьшить влияние износа на точность обработки можно
периодической подналадкой станка. Для этого в зоне обработки поверхности
заготовки устанавливают специальные устройства активного контроля
размеров. В случае отклонения размера обработанной поверхности от
допуска на него устройство дает электрический импульс на включение
привода системы подналадки или выключает электродвигатель станка.
Рис. 12.6. Износ резца (а) и изменение размеров резца и заготовки в результате износа (б)
Общий характер износа режущего инструмента показан на примере
токарного резца (рис. 12.6.а). При износе резца на передней поверхности
лезвия образуется лунка шириной b а на главной задней поверхности ленточка шириной h. У инструментов из разных материалов и при разных
режимах резания преобладает износ по передней или главной задней
поверхности. При одновременном износе по этим поверхностям образуется
Износ резца по главной задней поверхности в процессе обработки
изменяет глубину резания так как уменьшает вылет резца из резцедержателя
на величину u = l - lu (рис. 12.6.б). Значение износа резца пропорционально
времени обработки поэтому по мере роста значения и глубина резания t
уменьшается. Обработанная поверхность получается конусообразной с
наибольшим диаметром Du и наименьшим D.
Инструментальные материалы
Режущие инструменты изготовляют целиком или частично из
инструментальных сталей и твердых сплавов.
Материал инструмента должен быть таким чтобы:
- инструмент не разрушался под действием возникающих нагрузок;
- в процессе работы инструмент не имел значительных остаточных
- в процессе эксплуатации поверхность инструмента не изменялась как
можно дольше и была износо- и коррозионностойкой.
Поэтому основные требования к материалам для режущего
инструмента следующие:
- высокая конструкционная прочность;
- твердость достаточная для обеспечения процесса (не менее 60HRC).
- технологичность (необходимая для изготовления инструментов
- экономичность (минимальное содержание дефицитных и
дорогостоящих легирующих добавок).
Поэтому использование материала обычно ставится в зависимость от
тех скоростей которые применяются в производстве. Если углеродистая и
низколегированная стали позволяют инструменту работать с небольшими
скоростями порядка 10-15 ммин что ограничивается теплостойкостью в
пределах 200-3000С то применение быстрорежущих сталей позволило
инструменту работать при скоростях 25-30 ммин что обеспечивается
теплостойкостью этих сталей до 600-6500С. Применение твердых сплавов
позволило увеличить скорость резания до 100 ммин доводя ее в ряде
случаев до 200 ммин и более что обеспечивает их теплостойкость до 8009000С.
В настоящее время успешно работают керамические материалы
обеспечивающие скорость резания 200-300 ммин за счет теплостойкости
Причиной ограниченности срока службы инструмента в большинстве
случаев является срабатывание рабочих поверхностей и съем с них
материала в результате износа.
В связи с этим инструментальные материалы должны обладать при
соответствующей нагрузке максимально высокой износостойкостью.
Износостойкость характеризуется отрезком времени при непрерывной
работе инструмента в течение которого износ инструмента достигает
определенной величины.
Износ не имеет четко выраженного характера (только механического
или физического или химического) в большинстве случаев он является
результатом одновременного действия разных видов износа. При обработке
твердых материалов резанием срабатывание инструмента преимущественно
происходит в результате абразивного (микроскола) и адгезионного (холодная
Инструментальные стали разделяют на углеродистые легированные и
Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления
инструмента работающего при малых скоростях резания. Из углеродистой
стали марок У9 и У10А изготовляют ножи ножницы пилы из У11 У11А
У12 — слесарные метчики напильники и др. Буква У в марке стали
обозначает углеродистая цифра —содержание в стали углерода в десятых
долях процента буква А — марка углеродистой стали высококачественная
так как содержит серы и фосфора не более 003% каждого элемента.
Легированные инструментальные стали бывают хромистые— марки X
хромовольфрамомарганцовистые — ХВГ и других марок.
Из стали марки X изготовляют метчики плашки из стали 9ХС —
сверла развертки метчики и плашки. Сталь В1 рекомендуется для
изготовления мелких сверл метчиков разверток сталь ХВГ — для
изготовления длинных метчиков и разверток.
Быстрорежущие (высоколегированные) стали применяют для
изготовления различных инструментов но чаще сверл зенкеров метчиков.
Изготовленные из быстрорежущей стали инструменты могут работать
при более высоких скоростях резания чем инструменты из углеродистой и
легированной инструментальных сталей. Важнейшими компонентами
быстрорежущих сталей являются вольфрам хром и ванадий. Наиболее
распространены быстрорежущие стали Р9 (~ 9% вольфрама) и Р6М5 которая
приходит на смену Р18.
Все инструменты изготовленные из инструментальных сталей
подвергают термической обработке.
минералокерамические и выпускаются в виде пластинок разной формы.
Инструменты оснащенные пластинками из твердых сплавов позволяют
применять скорости резания значительно выше чем инструменты из
быстрорежущей стали.
Металлокерамические твердые сплавы разделяются на вольфрамовые
вольфрамотитановые вольфрамотитанотанталовые.
Вольфрамовые сплавы группы ВК. состоят из карбидов вольфрама и
титана. Применяются сплавы марок ВК2 ВК3М ВК4 ВК6 ВК6М ВК8
ВК8В. Буква В означает карбид вольфрама К — кобальт цифра —
процентное содержание кобальта (остальное— карбид вольфрама). Буква М
приведенная в конце некоторых марок означает что сплав мелкозернистый
что повышает износостойкость инструмента но снижает сопротивляемость
ударам. Применяется для обработки чугуна цветных металлов и их сплавов
и неметаллических материалов.
Вольфрамотитановые сплавы группы ТК состоят из карбидов
вольфрама титана и кобальта. Применяются сплавы марок Т5К10 Т5К12В
Т14К8 Т15К6 Т30К4 Т15К12В. Буква Т и цифра за ней указывают
процентное содержание карбида титана буква К и цифра за ней —
процентное содержание карбида кобальта остальное в данном сплаве —
карбид вольфрама. Применяются эти сплавы для обработки всех видов
Вольфрамотитанотанталовые сплавы группы ТТК состоят из карбидов
вольфрама титана тантала и кобальта. Применяются сплавы марок ТТ7К12
и ТТ10К8Б содержащие соответственно 7 и 10% карбидов титана и тантала
и 8% кобальта остальное — карбид вольфрама. Применяются эти сплавы
для особо тяжелых условий обработки когда применение других
инструментальных материалов не эффективно.
При определенных условиях в качестве инструментального материала
находит применение минералокерамический материал марки ЦМ-332
основной частью которого является окись алюминия. В состав этого
материала не входят относительно редкие элементы: вольфрам титан
кобальт и др. Преимуществом этого материала является возможность вести
обработку при высоких скоростях резания недостатком — повышенная
хрупкость. Поэтому он применяется при получистовой и чистовой обработке
чугуна стали и цветных сплавов.
плакирование — покрытие защитными пленками. На основе плакирования
создана металлокерамическая композиция — керметы (керамика с
производительность при получистовой и чистовой обработке.
В последнее время для обработки закаленных сталей твердых сплавов
и других труднообрабатываемых материалов применяют инструменты
режущая часть которых изготовлена с использованием поликристаллов на
основе синтетических алмазов типа баллас (марка АСБ) и карбонадо (марка
АСПК) а также кубического нитрида бора типа эльбор — Р (марка ЛР)
поликристаллических алмазов типа СВ и СВС композиций на основе
порошков алмаза и кубического нитрида бора СВАД и др.
Что такое черновая чистовая отделочная однократная обработка.
Схема стружкообразования при резании пластичных материалов.
Схема стружкообразования при резании хрупких материалов.
Тепловыделение в процессе резания.
Пластические явления при резании.
Основные технологические схемы обработки металлов резанием.

Обработка заготовок на токарном станке (2).pdf

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ
Методические указания к лабораторной работе
по курсам «Технология конструкционных материалов»
«Технологические процессы в машиностроении»
для студентов машиностроительных специальностей
Составители Лысаков М.А. Воробьев В.А.
Научный редактор доц. канд.техн.наук Алыбин В.В.
ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ: Методические указания к
лабораторной работе по курсам «Технология конструкционных материалов»
в машиностроении» Лысаков М.А. Воробьев В.А. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УрФУ
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей изучающих
курсы «Технология конструкционных материалов» «Технологические процессы в
машиностроении». Излагается цель работы и порядок ее выполнения рассматриваются
основы токарной обработки дается описание конструкции и органов управления токарного
Подготовлено кафедрой «Электронное машиностроение»
© Уральский федеральный университет им. первого
Президента России Б.Н. Ельцина 2011
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ
Цель работы – ознакомить студентов с основами токарной обработки назначением и
устройством токарно-винторезного станка и простейшими приемами работы на нем.
Порядок выполнения работы
Изучить содержание методического руководства общее устройство станка органы
управления станком без включения электродвигателей станка. (Включать станок и
выполнять практическую часть работы студентам разрешается только после проверки их
знаний преподавателем).
Пройти собеседование с преподавателем по теоретической части работы и устройству
На холостом ходу показать преподавателю (или учебному мастеру) как будете управлять
Ознакомиться с параметрами настройки станка или совместно с преподавателем
(учебным мастером) произвести заданную установку параметров настройки (частота
вращения шпинделя величина подачи суппорта).
Получить эскиз детали установить заготовку изготовить деталь.
Привести в порядок рабочее место.
Отчет должен содержать:
фамилию студента и номер академической группы;
эскиз детали с её действительными размерами;
расчет режима резания при котором производилась обработка;
подпись автора и дату выполнения работы.
ОСНОВЫ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
При токарной обработке как и во всех случаях обработки резанием имеет место
относительное перемещение заготовки и инструмента. В относительном перемещении
заготовки и инструмента различают главное движение обеспечивающее образование
стружки и вспомогательное движение врезания (движение подачи) которое делает процесс
образования стружки непрерывным.
При точении главным движением является вращательное движение заготовки а
вспомогательным движением (движение подачи) – поступательное движение резца на
заготовку. Подача может осуществляться по прямой параллельной оси вращения заготовки –
продольная подача по прямой перпендикулярной оси вращения заготовки поперечная
подача (см. рис. 1). Используется также подача по прямой не параллельной и не
перпендикулярной оси вращения заготовки – косая подача (для обработки конических
поверхностей) и подача по криволинейной траектории (для обработки фасонных
Схема резания при продольном точении показана на рис. 1.
Рис. 1. Продольное точение
D – диаметр заготовки перед резцом (диаметр обрабатываемой поверхности);
d – диаметр заготовки после резца (диаметр обработанной поверхности);
n – частота вращения заготовки (частота вращения шпинделя станка);
Snp – направление продольной подачи;
S – величина продольной подачи;
Snоп – направление поперечной подачи;
t – глубина резания.
В режим резания при токарной обработке входят три величины:
скорость резания V [ммин];
величина подачи S [ммоб];
глубина резания t [мм].
Скорость резания – это скорость максимально удаленной от оси вращения точеки
поверхности резания относительно режущей кромки инструмента. В случае изображенном
на рис. 1 это линейная скорость точки А относительно режущей кромки резца. Известна
частота вращения заготовки n и диаметр окружности D по которой движется при вращении
заготовки точка А. Отсюда:
Поскольку диаметр D подставляется в формулу в мм а частота вращения n в обмин
постольку для получения значения скорости резания V в ммин числитель формулы Dn
следует разделить на 1000.
Величина подачи (подача) – скорость перемещения инструмента в направлении подачи.
Ее принято при токарной обработке выражать в очень специфических (не привычных)
единицах ммоб (это удобно по соображениям теории резания). На рис. 1 сплошными
линиями показано положение резца в некоторый момент времени а штриховыми линиями
положение резца через промежуток времени за который заготовка совершит один оборот.
Расстояние между этими двумя последовательными положениями резца и есть величина
подачи S. Не трудно догадаться о физическом смысле этой величины – это скорость
движения инструмента относительно заготовки. Но выражена она как путь за время одного
оборота заготовки (а не за секунду минуту или час как мы обычно в физике или механике
В дальнейшем для расчета времени обработки заготовки потребуется так называемая
минутная подача Sмин [мммин]. Это та же величина подачи но выраженная уже не в ммоб а
Действительно если за 1 оборот заготовки резец проходит вдоль неё S ммоб и
заготовка совершает за 1 минуту n обмин то за 1 минуту резец пройдет вдоль заготовки
путь в n раз больший чем за 1 оборот.
Глубина резания – это толщина слоя металла удаляемого за один проход инструмента
(расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями). Из рис. 1 ясно что
Это следует из элементарных соображений геометрии.
Зная параметры режима резания можно оценить насколько интенсивно происходит
обработка как сильно нагружен станок и инструмент сколько времени потребуется для
обработки той или иной поверхности (или детали вообще). На рис. 2 показано точение
проходным упорным резцом наружной цилиндрической поверхности на длину L мм.
Рис. 2. Продольное точение проходным упорным резцом
L – длина обработки.
Пусть скорость вращения заготовки n обмин величина подачи S ммоб. Тогда
минутная подача Sмин=Sn мммин. Требуется определить за какое время будет проточена
поверхность заготовки на длину L мм (от точки В до точки А). В более знакомых нам
терминах физики это задача на движение: за какое время будет пройден путь L (отрезок
ВА). Скорость движения по этому пути известна – это минутная подача Sмин. Значит время
обработки (машинное время Тмаш) поверхности длиной L:
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
Токарной обработкой получают на деталях поверхности вращения (цилиндрические
конические фасонные) винтовые поверхности (резьбы архимедовы спирали). Большое
разнообразие работ выполняемых на станках токарной группы обусловило наличие
разнообразных токарных резцов. Любой токарный резец состоит из рабочей части (головки)
и стержня (державки) служащего для закрепления резца в резцедержателе станка.
Различают следующие основные виды токарных работ:
Точение (см. рис. 3) – обработка наружных поверхностей вращения. Выполняется
проходными резцами: прямыми (1 2) отогнутыми (3 4) упорными (56). Все названные
проходные резцы могут быть правыми (1 3 5) или левыми (2 4 6).
Рис. 3. Точение – обработка наружных поверхностей вращения.
На рис. 3 показан простейший вариант точения обработка наружных цилиндрических
поверхностей. Точение конусов или фасонных поверхностей производится при существенно
более сложном движении подачи S резца.
Подрезание торца (см. рис. 4) – обработка плоской поверхности перпендикулярной оси
вращения заготовки. Выполняется подрезным резцом (1) проходным отогнутым резцом (2)
проходным упорным резцом (3).
Рис. 4. Подрезание торца – обработка плоской поверхности перпендикулярной оси
Отрезка (см. рис. 5) и прорезание канавок выполняется отрезными и канавочными
Рис. 5. Отрезка (прорезание канавки).
Растачивание (рис. 6) – обработка внутренних поверхностей вращения. Выполняется
Рис. 6. Растачивание – обработка внутренней поверхности вращения.
На рис.6 а показан простейший вариант растачивания обработка сквозного
цилиндрического отверстия. При более сложном движении подачи S возможно растачивание
конического отверстия. В случае растачивания глухого (с дном) отверстия (рис.6 б)
применяется расточной упорный резец.
Нарезание резьбы выполняется резьбовыми (резьбонарезными) резцами. В случае
когда нарезают резьбу на наружной поверхности резьбовой резец конструктивно похож на
проходной прямой резец но форма его рабочей части (головки) копирует форму впадины
резьбы. В случае когда резьбу нарезают на внутренней поверхности (в отверстии) резьбовой
резец конструктивно похож на расточной резец но форма его рабочей части (головки)
копирует форму впадины резьбы. При нарезании резьбы существует совершенно
определенное соотношение между главным движением (вращением заготовки) n и
движением подачи (поступательным движением резца вдоль оси заготовки) S. За один
оборот заготовки резец должен перемещаться на один шаг резьбы.
Обработка наружных конических поверхностей
Выше было сказано что это операция точения осуществляемая проходным резцом при
более сложном чем при точении цилиндрической поверхности движении подачи.
Существует несколько технических приемов точения конусов.
Сочетанием продольной и поперечной подач (см. рис. 7).
Рис. 7. Точение конуса сочетанием продольной и поперечной подач
Sпр – продольная подача;
Sпоп – поперечная подача.
На универсальном токарном станке обе подачи (продольную и поперечную) можно
осуществлять вручную. Или можно включить через коробку подач и ходовой валик станка
одну из этих подач (продольную или поперечную) механически. Выдерживая (вручную
контролируя свои действия на глаз!) некоторое соотношение между продольной Sпр и
поперечной Sпоп подачами токарь может получить коническую поверхность заданной
конусности. Разумеется сделать это трудно (требуются очень серьезные навыки работы на
станке) и конус получается с большими погрешностями.
В серийном производстве когда требуется изготовить некоторое количество
одинаковых конусов точение их сочетанием продольной Sпр и поперечной Sпоп подач
осуществляется с помощью копирной линейки. Этот эффективный прием мы не будем
рассматривать т.к. он выходит за рамки нашей лабораторной работы.
Косой подачей (поворотом верхних салазок суппорта токарного станка) (см. рис. 8).
Рис. 8. Точение конуса косой подачей (поворотом верхних салазок суппорта токарного
Sкос – косая подача; α - угол косой подачи.
Ясно что для получения точением конуса заготовка должна вращаться а резец
движением подачи должен двигаться по (вдоль) образующей конуса. В уже рассмотренном
случае точения конуса сочетанием продольной и поперечной подач движение подачи резца
вдоль образующей конуса Sкос получалось как результат сложения двух движений подач –
продольной Sпр и поперечной Sпоп. Но в конструкции токарных станков предусмотрено
специальное устройство – верхние салазки на поворотном круге – которое позволяет
настроить станок так что можно будет осуществлять косую подачу Sкос под требуемым
углом α к оси вращения заготовки непосредственно.
Обычно когда не требуется точить в процессе обработки деталей конические
поверхности верхние салазки устанавливают в нейтральное положение так что они могут
осуществлять продольную подачу резца вручную. При такой настройке верхними салазками
не пользуются. У станка есть для продольной подачи продольные салазки суппорта которые
перемещают суппорт с резцом в продольном направлении вручную и механически (от
коробки подач через ходовой валик).
Для настройки верхних салазок на обработку конической поверхности (для
осуществления косой подачи Sкос) следует ослабить (слегка открутить) две гайки крепящие
поворотный круг к поперечным салазкам суппорта и повернуть поворотный круг вместе с
верхними салазками на требуемый угол α. Для отсчета угла α на поворотном круге имеется
штрих-указатель и штриховая градусная шкала на верхней опорной поверхности поперечных
салазок. После разворота верхних салазок в требуемое положение ослабленные гайки надо
затянуть (закрутить). Теперь вращая вручную маховичок подачи верхних салазок мы будем
осуществлять не продольную а косую подачу Sкос резца под углом α к оси вращения
заготовки. Устройство поворотного круга позволяет развернуть верхние салазки от
продольного направления подачи на угол αmax ± 50о.
Способом косой подачи можно точить короткие конусы т.к. длина хода верхних
Смещением задней бабки (см. рис. 9).
Рис. 9. Точение конуса при настройке станка смещением задней бабки в поперечном
Описанные выше способы точения конусов позволяют получать короткие конусы с
большой конусностью. Для обработки длинных конических поверхностей малой конусности
применяется точение заготовки закрепленной в центрах продольной подачей. При этом
задний центр установленный в пиноли задней бабки смещается (вместе с верхней частью
задней бабки и пинолью) в поперечном направлении на небольшую величину h.
Обычно токарный станок настроен так что ось пиноли задней бабки находится на оси
шпинделя). Если в шпиндель и пиноль вставить центры (в шпиндель передний центр в
пиноль задний центр) и установить в центрах длинную цилиндрическую заготовку то ось
симметрии заготовки совпадет с осью станка (осью шпинделя-пиноли). Теперь при вращении
n заготовки получаемом ею от шпинделя (от поводкового патрона установленного на
шпиндель) и продольной подаче резца Sпр
будет обрабатываться цилиндрическая
В конструкции токарного станка предусмотрена возможность смещения верхней части
задней бабки в поперечном направлении. Для этого надо ослабить гайки крепящие верхнюю
часть задней бабки к ее основанию и специальным ключом переместить ее в поперечном
направлении на требуемую величину h. После этого гайки необходимо затянуть. Таким
образом ось заготовки окажется отклоненной от оси станка на некоторый угол α (см. рис. 9).
При работе станка заготовка теперь будет вращаться относительно своей оси не
совпадающей (на угол α) с осью станка. Резец двигаясь продольной подачей Sпр параллельно
оси станка будет точить конус с углом при вершине 2α. По техническим причинам которые
мы здесь обсуждать не будем (это выходит за рамки нашей задачи) перекос заготовки при
нормальной работе станка может быть обеспечен на угол α не более 6 8о. Определение
величины смещения задней бабки станка h в зависимости от длины заготовки l и
требуемого угла конуса 2α производят по тригонометрическим расчетам.
Кроме токарной обработки (обработка резцами) на токарном станке возможны и
некоторые другие виды обработки резанием. В частности в пиноль задней бабки токарного
станка можно вставлять сверла и производить сверление отверстий в заготовке
закрепленной в патроне который установлен на шпинделе.
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЙ СТАНОК 1К62
Универсальный токарно-винторезный станок 1К62 предназначен для обработки
деталей имеющих форму тел вращения а также для нарезания резцом различных типов
резьб. На станке можно также производить сверление зенкерование и развертывание
1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКА
Техническая характеристика токарно-винторезного станка представлена ниже.
Наибольший диаметр детали обрабатываемой над станиной мм
Наибольший диаметр детали обрабатываемой над кареткой суппорта мм
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка мм
Наибольшая длина обтачивания мм
Пределы частоты вращения шпинделя обмин
Пределы продольных подач ммоб
Пределы поперечных подач ммоб
дюймовая число ниток на 1 дюйм
Мощность главного электродвигателя кВт
2. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО СТАНКА
Общий вид токарно-винторезного станка 1К62 с обозначением основных его узлов и
органов управления показан на рис. 10.
Рис.10. Общий вид токарно-винторезного станка
– коробка подач; 2 – передняя бабка; 3 – рукоятка установки чисел оборотов шпинделя;
– нижние салазки суппорта; 5 – суппорт; 6 – резцедержатель; 7 – рукоятка подачи поворотной
(верхней) части суппорта; 8 – пиноль задней бабки; 9 – задняя бабка; 10 – рукоятка закрепления
пиноли при работе станка; 11 – маховик продольного перемещения пиноли с задним центром; 12 –
болт; 13 – ходовой винт; 14 – ходовой валик; 15 – станина станка; 16 – рукоятка включения
механических подач суппорта; 17 – фартук; 18 и 19 – рукоятки ручной поперечной и продольной
подачи суппорта; 20 – рукоятка включения останова и реверсирования шпинделя; 21 – рукоятка
установки величины подачи.
Станина 15 служит для соединения всех основных узлов станка.
Передняя бабка 2 обеспечивает передачу вращательного движения заготовке через
размещенные в ней коробку скоростей и шпиндель. Шпиндель представляет собой
пустотелый выходной вал коробки скоростей. На шпиндель устанавливается патрон для
закрепления заготовки. С помощью коробки скоростей обеспечивается изменение частоты
вращения шпинделя а следовательно и скорости резания.
Суппорт 4 служит для сообщения резцу движения подачи. Нижняя часть суппорта
называемая продольными салазками или кареткой движется по направляющим станины при
продольной подаче. Продольные салазки имеют поперечные направляющие по которым
перемещаются поперечные салазки обеспечивающие поперечную подачу. На поперечных
салазках смонтированы верхние поворотные салазки обеспечивающие возможность
обработки конусов. Верхние поворотные салазки несут на себе четырехпозиционный
Задняя бабка 9 служит для установки центра поддерживающего правый конец
заготовки а также для закрепления сверл зенкеров и разверток при обработке отверстий.
Фартук 16 крепится к продольным салазкам суппорта и служит для размещения
механизмов преобразования вращательного движения ходового винта и ходового валика в
поступательное движение продольных и поперечных салазок суппорта. В фартуке
смонтированы устройства для включения продольной и поперечной подачи и движения для
Коробка подач 1 служит для передачи движения от коробки скоростей на ходовой винт
и ходовой валик и изменения величины подачи.
Ходовой валик 14 служит для передачи движения от коробки подач на механизмы
фартука для осуществления продольной или поперечной подачи при точении.
Ходовой винт 13 используется вместо ходового валика для осуществления продольной
подачи при нарезании резьб.
СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ
НА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКАХ
В зависимости от способа закрепления обрабатываемых деталей все работы
выполняемые на токарных станках подразделяются на патронные работы и работы в
центрах. Причем патронные работы составляют наибольший объем приблизительно до 7080%.
Короткие детали закрепляются или на планшайбе или в кулачковых патронах. Если
базовая поверхность заготовки является поверхностью тела вращения то ее обычно
закрепляют в трехкулачковом патроне. Базовой поверхностью называется поверхность по
которой деталь устанавливается и закрепляется. Самоцентрирующий патрон имеет три
кулачка которые могут одновременно сдвигаться и раздвигаться ключом что дает
возможность зажимать деталь всегда по центру (так что ее ось симметрии совпадает с осью
Для закрепления на станке литых кованых или штампованных деталей используют
универсальную планшайбу (четырехкулачковый патрон) состоящую из корпуса с четырьмя
пазами в которых кулачки передвигаются каждый отдельно. Это позволяет закреплять
сложные по форме заготовки выставляя на ось шпинделя ось той поверхности которую
требуется обработать.
Правила закрепления деталей при патронной работе
Не допускать большого вылета заготовки из кулачков во избежание вибрации.
Если закрепленная заготовка имеет биение то его необходимо устранить
пережимом кулачков с поворотом заготовки.
Категорически запрещается ликвидировать биение заготовки ударами по ней.
Детали (валики оси) длина которых значительно больше диаметра (в 8 10 раз)
устанавливаются между центрами передней и задней бабки для чего в торцах
обрабатываемого изделия делаются центровые отверстия. Размеры переднего и заднего
центров являющихся опорами заготовки выбираются в соответствии с конусными
отверстиями шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки.
При работе в центрах для передачи вращения шпинделя изделию на конец шпинделя
надевают поводковый патрон а на заготовку хомутик. Деталь считается правильно
установленной в центрах если ее можно рукой свободно поворачивать но она не должна
качаться в поперечном и осевом направлении.

Чертеж (11).pdf

31 0 6 .1 1 .0 0 .0 0 0 .

Описание (4).pdf

Клапан используется как предохранительный и служит для
ограничения давления в водяной магистрали
Корпус поз.2 клапана встраивается в колено водяной магистрали
и присоединяется к трубам своим фланцем и резьбовым отверстем G1 8 .
С корпусом соединен посредством резьбы стакан поз.6 с
размещенным в нем подпружиненным (поз.5) клапаном поз.1. Другим
концом пружина опирается на тарелку поз.7. Стакан закрыт крышкой
поз.3 в которой установлен регулировочный винт поз.8. Сбоку в стакане
имеется резьбовое отверстие G8 для слива воды.
При повышении давления воды в магистрали то клапан преодолевая
сопротивление пружины поднимается и открывает отверстие в стакане.
Вода через зазор между седлом стакана и клапаном поступает в полость
стакана и через сливное отверстие удаляется. При понижении давления
пружина перекрывает клапаном отверстие в стакане. Давление
срабатывания клапана настраивается регулировочным винтом.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа клапана
Ак с о н о ме т р и я

Описание (7).pdf

Устройство и работа опоры.
Опора является частью трансмиссии машин и служит для
Корпус поз.4 опоры устанавливается на раме машины и крепится
к ней болтами (на черт. не показаны). Вал поз.1 с насажеными на него
шестерней поз.10 и подшипниками поз.15 устанавливается в расточках
корпуса и закрывается крышками поз.5. Подшипниковые узлы закрыты
закладными крышками поз.6 а также глухой поз.7 и сквозной поз.8
крышками. Полости подшипников уплотнены канавками крышек поз.6 и
сальниковым уплотнением поз.3. Смазка подшипников осуществляется
густой (консистентной) смазкой через масленки поз.14.Своим хвостовиком
вал соединяется с электродвигателем через муфту (на черт. не показаны).
При работе вал получает вращение от двигателя и передает движение
посредством зубчатого зацепления шестерни с колесом или рейкой
исполнительного механизма.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Ак с о н о ме т р и я

Описание (21).pdf

Натяжная станция используется как элемент ременногог привода
машины и служит для натяжения клиновых ремней.
Корпус поз.6 станции крепится к раме машины болтами (на черт.
не показаны) и в верхней своей части имеет прямоугольные направляющие.
С двух концов направляющие закрыты крышками поз.7 в подшипниковых
втулках поз.1 которых расположен винт поз.3. В направляющих размещены
связанная с винтом гайка поз.4 и ползун поз.10 с пружиной поз.11 между
ними. На вертикальной цапфе ползуна через подшипники посажен шкив
поз.13. Подшипниковый узел шкива закрыт глухой крышкой поз.8 и
сквозной крышкой поз.9 с уплотнительным сальником поз.5.
Вращением винта ключом за его квадратный хвостовик гайка
перемещается по направляющим через пружину сдвигая ползун со шкивом.
Шкив натягивает ремень передачи. В процессе работы передачи сжатая
пружина поддерживает натяжение ремня.
Выполнить чертежи деталей (см. табл.).
Построить аксонометрическую проекцию детали (см. табл.).
Устройство и работа станции
Ак с о н о ме т р и я