Проектирование заготовок
Заготовка – это предмет труда, из которого изготавливается деталь посредством изменения размеров, формы или свойств материала.
Заготовка характеризуется размерами, конфигурацией, состоянием поверхности, точностью полученных размеров и т. п. Размеры и форма заготовки определяются технологией ее изготовления и последующей обработки. От установления метода получения заготовки, величины припусков и напусков, зависит ее масса и объем последующей механической обработки. Как правило у технолога имеется чертеж детали, на котором указывается марка материала. В результате анализа такого чертежа технологом выбирается наиболее эффективный метод ее получения. Сам процесс проектирования заготовки состоит из следующих этапов:
- Выбор способа получения заготовки. Критерием для выбора метода изготовления заготовки являются: материал детали, минимальная стоимость получения заготовки, минимальная себестоимость получения детали.
- Назначение припусков на механическую обработку для каждой поверхности.
- Определение класса или квалитета точности заготовки.
- Расчет размеров заготовки и назначение на них допусков.
- Назначение напусков заготовки.
- Выполнение чертежа заготовки.
- Назначение технических требований к заготовке.
- Определение линий разъема штампов и литейных форм.
Производство заготовок
К основным способам получения заготовок относятся:
- Литье.
- Обработка давлением.
- Резка профильного и сортового проката.
- Комбинированные методы.
- Специальные методы.
К преимуществам литься относятся высокий коэффициент использования металла и весовой точности, почти неограниченные габариты и масса заготовки, а также возможность использования сплавов, которые не поддаются пластическому деформированию и трудно обрабатываются резанием. Литье может осуществляться в песчано-глинистые формы, в кокили (многоразовые металлические формы), под давлением, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, центробежным способом.
Литье в песчано-глинистые формы, благодаря своей универсальности, используется во всех типах производства. В настоящее время около 85 % литых заготовок получают данным способом. Посредством такого способа можно получать отливки практически любого размера. Они обладают равномерной структурой и характеризуются хорошей обрабатываемостью резанием. К недостаткам способа можно отнести большое количество брака, большой расход материала, необходимость в больших производственных площадях.
Литье в кокили способствует увеличению производительности производственных помещений, уменьшению шероховатости поверхностей и расхода материала, увеличению точности. К недостаткам способа относятся затруднение выхода газов из формы и необходимость упрощения конфигурации отливок.
Центробежное литье применяется для отливок тел вращения (трубы, втулки, цилиндры и т.п.), а также фасонных отливок из чугуна и стали.
Посредством литья под давлением получают точные отливки из цветных металлов с малой шероховатостью и небольшой толщиной стенок.
Посредством литья по выплавляемым моделям получают отливки высокой точности и с малой шероховатостью.
При помощи литья в оболочковые формы получают по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы, отливки высокой точности, с малой шероховатостью, с малыми припусками на обработку. Также снижается трудоемкость процесса, увеличивается производительность. Главным недостатком способа является сложная и дорогая оснастка.
К основным способам получения заготовок посредством обработки давлением относятся ковка, холодная и горячая штамповка, специальные способы.
Все перечисленные способы основываются на способности металла в твердом состоянии устойчиво изменяться размеры и формы под действием приложенных внешних сил (пластическая деформация). В процессе такой обработки металл приобретает нужную форму, меняет структуру и физико-механические свойства.
Все способы получения заготовок посредством обработки давлением являются высокопроизводительными процессами, обеспечивающими малые припуски и улучшенную структуру металла. К основным требованиям к металлу, который подвергается обработке давлением, относятся: хорошая ковкость, пластичность и прочность. В основном, ковкость зависит от химического состава материала и его компонентов. Например, наличие в материале никеля увеличивается ковкость, а марганца, углерода, кремния и хрома снижает ее.
Выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, обеспечивать необходимое качество готовой детали, являться производительным и нетрудоемким процессом. В большинстве случаев задачи формообразования переносятся на заготовительную стадию с целью снижения расхода материалов.
