Проектирование и производство заготовок

Проектирование заготовок

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:

1. Выбор способа получения заготовки. Критерием для выбора метода изготовления заготовки являются: материал детали, минимальная стоимость получения заготовки, минимальная себестоимость получения детали.
2. Назначение припусков на механическую обработку для каждой поверхности.
3. Определение класса или квалитета точности заготовки.
4. Расчет размеров заготовки и назначение на них допусков.
5. Назначение напусков заготовки.
6. Выполнение чертежа заготовки.
7. Назначение технических требований к заготовке.
8. Определение линий разъема штампов и литейных форм.

Производство заготовок

К основным способам получения заготовок относятся:

1. Литье.
2. Обработка давлением.
3. Резка профильного и сортового проката.
4. Комбинированные методы.
5. 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.