Стандарты на оформление технологической документации на изделия машиностроения, приборостроения и строительства

Стандарты на оформление эскизных, операционных и маршрутных карт. Требования на изготовление и приемку деталей. Способы изготовления заготовок деталей для космической промышленности. Документация предприятия для нормирования технологических процессов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 10.01.2012
Размер файла 255,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Стандарты на оформление технологической документации: эскизных карт, операционных карт, маршрутных карт

Государственная система стандартизации определяет правила и нормы, обеспечивающие технологическое и информационное единство при разработке, производстве, использовании (эксплуатации) продукции, при выполнении работ и оказании услуг; а также правила оформления технической документации, допуски и посадки, термины и определения, условные обозначения; общие правила обеспечения качества продукции; правила сохранения и рационального использования всех видов ресурсов; метрологическое и другие общетехнические и организационно-технические правила и нормы.

Для начала производства технических устройств (машин, механизмов, приборов и т.п. изделий) необходимо наличие законченной и аттестованной конструкторской и технологической документации, средств технологического оснащения и кадров исполнителей. Это обеспечивается с помощью ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП.

ЕСКД - это комплекс государственных стандартов, устанавливающих единые, взаимосвязанные правила и положения по составлению, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой промышленными, научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими организациями и предприятиями. В ЕСКД учтены правила, положения, требования, а также положительный опыт оформления графических документов (эскизов, чертежей, схем), установленных рекомендациями международных организаций (ИСО, МЭК).

ЕСКД - предусматривает повышение производительности труда конструкторов; улучшение качества чертежно-технической документации; углубление внутримашинной и межмашинной унификации; обмен чертежно-технической документацией между организациями и предприятиями без переоформления; упрощение форм конструкторской документации, графических изображений, внесение в них изменений; возможность механизации и автоматизации обработки технических документов и их дублирования.

Система конструкторской документации используется в АСУ всех уровней; при создании и применении машинных носителей в качестве юридически предусмотренных форм представления документации; в действующих и разрабатываемых общегосударственных классификаторах и системах документации; в процессе разработки стандартных программ сбора, хранения, передачи и обработки информации в АСУ.

Все вышеизложенное в совокупности с ЕСТД и ЕСТПП создает благоприятные условия для обеспечения технологической подготовки производства на высоком уровне, гарантирующей конкурентоспособное качество выпускаемых изделий и их сбыт не только на внутреннем, но и международном рынках.

ЕСКД (как и любая другая система), несмотря на высокую эффективность, нуждается в постоянном совершенствовании с учётом передовых достижений отечественного и зарубежного опыта. На ближайшую перспективу главное направление дальнейшего развития ЕСКД - наиболее полное документальное обеспечение систем автоматизации проектно-конструкторских работ (САПР) и автоматизированных систем управления на всех уровнях: государственном, отраслевом, организации, предприятия.

После проработки конструкторской документации технологи приступают к разработке технологической документации, призванной решать две задачи: информационную и организационную.

На основе технологической документации создаётся многочисленная информация, используемая для технико-экономических и нормативных расчётов, планирования и регулирования производства, лучшей его организации, подготовки, управления и обслуживания.

Основное назначение ЕСТД - установить во всех организациях и на всех предприятиях единые взаимосвязанные правила, нормы и положения выполнения, оформления, комплектации и обращения, унификации и стандартизации технологической документации. ЕСТД предусматривает широкое применение типовых технологических процессов; сокращение объёма разрабатываемой технологической документации, повышение производительности труда технологов; упорядочение номенклатуры и содержания форм документации общего назначения (карты технологического процесса и углубление специализации); установление правил оформления технологических процессов для производства заготовок и деталей методами горячей и холодной штамповки, механической, термической и термохимической обработки, а также с помощью сварочных, сборочно-сварочных, слесарно-сборочных и клепальных работ; разработку систем нормативов основного и вспомогательного производства, учёта и анализа применяемости и использования технологического оснащения, подготовки первичной производственной, технической документации, внесение в оформление уточнений и изменений.

Типовой технологический процесс - это технологический процесс, общий для группы деталей, имеющий единый план обработки по основным операциям, однотипное оборудование и оснастку.

Типизация технологических процессов - это комплекс работ, включающий систематизацию и анализ возможных технологических решений при изготовлении изделий каждой классификационной группы; разработку оптимального (для данных производственных условий) типового процесса изготовления изделий каждой классификационной группы при одновременном решении всего комплекса технологических задач. Общим для группы деталей является типовой технологический процесс.

Разработка типового технологического процесса может осуществляться двумя путями:

первый путь: за основу берется действующий технологический процесс изготовления конкретной детали, наиболее полно отвечающий требованиям выбора оптимального варианта для типового представителя;

второй путь: технологический процесс разрабатывается вновь (часть переходов соответствует процессу, действующему на одном заводе, цехе, участке, другая часть - на другом). Критерии выбора - прогрессивность и рациональная последовательность. На типовые детали, составляющие 60 - 65% всего объема находящихся в крупносерийном производстве, разрабатываются типовые технологические процессы. Один типовой технологический процесс может заменить от 10 до 300 оригинальных технологических процессов. На такие переделы, как штамповка, литье, изготовление деталей с помощью порошковой металлургии и другие, типовые технологические процессы снижают трудоемкость технологов в три-пять раз.

Технологическая документация, разработанная на формах, установленных ЕСТД, может быть использована в качестве первичного массива информации для автоматизированной системы управления производством (АСУП).

Внедрение стандартов ЕСТД во всех отраслях машиностроения и приборостроения обеспечивает стабильность комплектности технологических документов; позволяет механизировать и автоматизировать процессы обработки информации, в широких масштабах использовать вычислительную технику, АСУП и прямо влиять на повышение эффективности общественного производства. Применение типовых технологических процессов, бестекстовых операционных карт, технологических инструкций, сокращение сроков оформления документации и упорядочение ее обращения позволило на 35-40% сократить время на разработку технологической документации, повысить ее качество.

Введение всего комплекса стандартов ЕСТД оказало существенную помощь в выработке единого технологического языка, применяемого всеми машиностроительными и приборостроительными предприятиями, позволило повысить уровень технологических разработок, качество выпускаемой продукции, производительность труда исполнителей, снизить материальные затраты и себестоимость выпускаемой продукции.

Оформление технологической и конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД позволило систематизировать и сконцентрировать информационный материал и перейти к следующему важному этапу работ - созданию комплекса государственных стандартов, объединенных общим названием «Единая система технологической подготовки производства» (ЕСТГШ).

ЕСТПП - это установленная государственными стандартами система организации и управления технологической подготовкой производства, непрерывно совершенствуемая на основе достижений науки и техники, управляющая развитием технологической подготовки производства на уровнях: государственном, отраслевом, организации, предприятия.

Основная цель ЕСТПП - обеспечение необходимых условий для достижения полной готовности любого типа производства (единичного, серийного, массового) к выпуску изделий заданного качества, в оптимальные сроки при наименьших трудовых, материальных и финансовых затратах.

Данная система призвана обеспечить единый для каждого предприятия системный подход к выбору, применению методов и средств технологической подготовки производства, соответствующих передовым достижениям науки, техники и производства; высокую приспособленность производства к непрерывному его совершенствованию, быстрой переналадке на выпуск более совершенной техники; рациональную организацию механизированного и автоматизированного выполнения комплекса инженерно-технических работ, в том числе автоматизацию конструирования объектов и средств производства, разработки технологических процессов и управления ТПП; взаимосвязь ТПП с другими автоматизированными системами и подсистемами управления; высокую эффективность ТПП.

Структура ЕСТПП определяется совокупностью двух факторов: функциональным составом ТПП и уровнями решения задач ТПП.

Задачи ТПП решаются на всех уровнях и группируются по следующим четырем функциям: обеспечение технологичности конструкций изделий; разработка технологических процессов;

проектирование и изготовление средств технологического оснащения; организация и управление технологической подготовкой производства. Основу ЕСТПП составляют:

* системно-структурный анализ цикла ТПП;

* типизация и стандартизация технологических процессов изготовления и контроля;

* стандартизация технологической оснастки и инструмента;

* агрегатирование оборудования из стандартных элементов конструкции.

Для разработки стандартных технологических процессов производят классификацию технологических операций по этапам: от сложного к простому до получения мельчайших неделимых элементов технологии с соблюдением технологической последовательности всего процесса. На каждый неделимый элемент или операцию технологического процесса разрабатывается стандарт предприятия (фирмы) по установленной форме (чаще по форме технологической карты), где дается исчерпывающее описание всех переходов, из, которых формируется данная элементарная операция, со всеми необходимыми разъяснениями и примечаниями (приводятся рисунки и эскизы с учетом конструктивных особенностей, указываются оборудование, инструмент, технологическая оснастка, режимы обработки, материалы, средства и методы контроля качества).

Стандартные технологические процессы разрабатываются на операции изготовления стандартизованных или унифицированных деталей, от качества которых зависит надежность изделия. Например, стандартизация операций сварки, всех необходимых параметров и режимов ее выполнения гарантирует получение качественных сварных швов. Резко снижаются затраты на исправление дефектов сварки, изготовление новых деталей взамен забракованных.

ЕСТПП устанавливает три стадии работы над документацией по организации и совершенствованию технологической подготовки производства:

* обследование и анализ существующей на предприятии системы ТПП;

* разработка технического проекта ТПП. В нем определяется назначение, формируются требования, которым должны удовлетворять как система ТПП в целом, так и отдельные ее элементы;

* создание рабочего проекта. На этом этапе разрабатываются информационные модели решения всех задач, классификаторы технико-экономической информации, оригинальные, типовые и стандартные технологические процессы, стандарты предприятия (фирмы) на средства технологического оснащения, документация на организацию специализированных рабочих мест и участков основного и вспомогательного производства на основе типовых и стандартных технологических процессов и методов групповой обработки деталей, рабочая документация для решения задач с помощью ЭВМ, информационные массивы, организационные положения и должностные инструкции.

ЕСТПП повышает уровень использования типовых и стандартных технологических процессов с 14 до 60%, стандартной переналаживаемой оснастки - с 20 до 80%; агрегатного переналаживаемого оборудования - с 1 до 10%; средств автоматизации производственных процессов и инженерно-технических работ - с 5 до 15%. ЕСТПП дала возможность сосредоточить усилия конструкторов, технологов и организаторов производства на решении главных задач развития техники, технологии и производства; повысить гибкость производственных процессов к переналадке на выпуск техники новых поколений; сократить цикл технологической подготовки производства и снизить затраты на ее проведение в 1,5-2 раза; повысить производительность труда исполнителей на 30-35% в мелкосерийном и на 10-15% в крупносерийном и массовом производствах; повысить технический уровень производства и улучшить качество изготовляемой продукции в основном и вспомогательном производствах.

Один из основных показателей эффективности ТПП - длительность его цикла.

Прежде чем рассмотреть методику его определения, необходимо понять, что такое структура ТПП. Структура ТПП - это соотношение затрат на отдельные виды работ в составе ТПП к общему итогу затрат на ТПП, выраженное в процентах. Длительность цикла ТПП - календарное время от начала до окончания ТПП нового изделия:

где коэффициенты коррекции времени, учитывающие параллельное и параллельно-последовательное выполнение работ в процессе ТПП;

время на получение конструкторской разработки технологической документации, изготовление технологического оснащения, нестандартного оборудования, техническую и организационную перестройку производства, подготовку и переподготовку кадров, а также время на изготовление и проведение испытаний нового изделия и др.

Длительность цикла ТПП оказывает огромное влияние на величину затрачиваемых ресурсов, незавершенного вспомогательного производства, ускорение оборачиваемости оборотных средств, себестоимость работ по ТПП. Основными направлениями его сокращения являются: увеличение объема работ в параллельном и параллельно-последовательном исполнении и снижение трудоемкости на каждом из этапов

Высокая эффективность ТПП не может быть достигнута без проведения стандартизации и унификации технологического оснащения.

стандарт документация заготовка деталь

2. Стандарты на оформление технической документации: текстовых документов, графических документов

Общие требования к выполнению текстовых документов на изделия машиностроения, приборостроения и строительства установлены ГОСТ 2.105-95. Стандарт устанавливает общие требования к выполнению текстовых документов на изделия машиностроения, приборостроения и строительства

Этот стандарт использует ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.004-88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ

ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи

ГОСТ 2.106-68 ЕСКД. Текстовые документы

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам

ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. форматы

ГОСТ 2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные

ГОСТ 2.316-68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц

ГОСТ 2.321-84 ЕСКД. Обозначения буквенные

ГОСТ 2.503-90 ЕСКД. Правила внесения изменений

ГОСТ 6.38-90 УСД. Система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов

ГОСТ 7.32-91 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления

ГОСТ 8.417-81 ГСИ. Единицы физических величин

ГОСТ 13.1 802-80 Репрография. Микрография. Документы для съемки. Общие требования и нормы

ГОСТ 21.1101-92 СПДС. Основные требования к рабочей документации

ГОСТ 28388-89 Система обработки информации. Документы на магнитных носителях данных. Порядок выполнения и обращения

3. Требования на изготовление и приемку деталей (СТП)

Все нормативные документы по стандартизации в РФ установлены законом РФ о стандартизации, принятом в 1993 г.

1-й документ: ГОСТ Р - основополагающий государственный стандарт РФ. Он охватывает все виды работ и услуг, носящие межотраслевой общегосударственный характер. Например, ГОСТ на все виды крепежа, общие требования к черным металлам.

2-й: Международные и региональные стандарты и ТУ действуют в РФ только те, которые признаны государственным стандартом РФ и разрешены к применению в пределах РФ или совместными протоколами или межправительственными договорами. Разрешения на применение международных стандартов должны учитывать национальные приоритеты, климатические условия и т.д.

3-й: Общероссийские классификаторы, техника экономической информации (техника экономической информации)

4-й: Стандарты отраслей промышленности (например, ОСТ 2.ГО.0511-78 - на гидронасосы). Разработанные ОСТ, регламентируя качество отраслевой продукции, не должны противоречить государственным стандартам. Допускается изменение только в сторону улучшения параметров изделия. При этом отрасль должна поставить в известность Госстандарт о методах и способах улучшения этих качеств.

5-й: Стандарты предприятия (СТП). СТП разрабатывается или на конкретную продукцию, или на какой-то показатель качества продукции, или на ограничение применяемой номенклатуры и сортамента (например, ограничение размеров шайбы (2 мм)). СТП не должны противоречить отраслевым и государственным стандартам и, если они направлены на улучшение ее параметров, то предприятие обязано согласовать методы и средства повышения качества с отраслевым отделом стандартизации.

6-й: ТУ - разрабатываются предприятием в том случае, если разработка стандарта экономически не целесообразна. Объектом разработки ТУ является или разовая продукция или внутри продукции специфическая особая поставка (ГОСТ на бумагу, гигиенические требования на туалетную бумагу)

Согласно закону о стандартизации относятся ТУ к техническим, а не к нормативным документам.

Особо выделим ТУ на продукцию, разработанную предприятием, могут стать нормативным документом, если в договоре на поставку заказчик делает ссылку на это ТУ.

4. Порядок паспортизации спроектированных и изготовленных станочных приспособлений, порядок и сроки перепроверки приспособлений

Перспектива развития нашей станкостроительной и инструментальной промышленности определены Постановлением Правительства Российской Федерации №226 от 16.03.2000 г. Техническая модернизация отечественной промышленности, внедрение новых конструкторских и технологических решений в процессы металлообработки, требует новых научных подходов к экспертизе проектируемого и аттестации существующего парка станков. Оценка качества технического состояния станочного парка осуществляется различными методами, базирующихся на общих нормативных показателях отечественных и мировых стандартов: ГОСТ 8, ГОСТ 7035, ГОСТ 7599, ИСО 230-2, ГОСТ 4.93, ИСО 9000.

Из существующих статических и динамических методов оценки качества эксплуатируемых станков, наиболее прогрессивным является вибрационный метод. Он позволяет комплексно оценить техническое состояние при минимальных материальных затратах. По действующим стандартам России и других стран, качественным показателем, адекватно отражающими техническое и динамическое состояние технологического оборудования принимают три компоненты вибрации:

виброперемещение,

виброскорость,

виброускорение.

В качестве характерных областей евклидова пространства, принадлежащих общему контуру станка, обеспечивающих достоверное представление динамических процессов и снятие информации, как правило, выбирают три точки или поверхности, принадлежащие механизму главного движения, механизму подачи, нижней части станины, опирающейся на зеркало фундамента.

Вынужденные колебания, связанные с приводом, могут быть определены по тому признаку, что они при вращении вхолостую должны проявляться в большей степени, чем при резании, так как резание оказывает некоторое демпфирующее действие.

Можно также иногда нащупать возбудитель вынужденных колебаний путем последовательных отключений отдельных элементов привода, например электродвигателя подачи, гидропривода, насоса для смазки или охлаждения или путем изменения чисел оборотов отдельных элементов. Вынужденные колебания резонансного типа определяются тем, что они при изменении частот вращения пропадают или сильно уменьшаются. Признаком автоколебаний является почти постоянная частота колебаний при изменении скорости (переход на ближайшие ступени) и несовпадение наблюдаемой частоты с частотой каждого из источников вынужденных колебаний.

Предельные возможности станка оцениваются путём построения границ области устойчивости.

Эта задача решается тремя методами:

по предельной стружке;

по амплитуднофазовой частотной характеристике системы станок - инструмент - деталь.

по экстраполяции результатов разовых экспериментов, применительно к упрощённым динамическим моделям

Первый метод является универсальным, но связан с расходом металла на испытание. Второй метод применим при наличии одного источника автоколебаний (резание одним резцом, малое влияние трения в направляющих и подшипниках как возбудителя автоколебаний).

5. Способы изготовления заготовок деталей для космической промышленности

В авиационной и ракетно-космической промышленности применяются тысячи деталей. Заготовки деталей для космической промышленности изготавливаются различными способами.

Для изготовления отливок служит литейная форма, которая представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка.

Литейные формы изготовляют как из неметаллических материалов (песчаные формы, формы, изготовляемые по выплавляемым моделям, оболочковые формы) для одноразового использования, так и из металлов (кокиль, изложницы для центробежного литья) для многократного использования.

Литье в песчаные формы является самым распространенным способом изготовления отливок. Изготавливают отливки из чугуна, стали, цветных металлов от нескольких грамм до сотен тонн, с толщиной стенки от 3…5 до 1000 мм и длиной до 10000 мм.

Сущность литья в песчаные формы заключается в получении отливок из расплавленного металла, затвердевшего в формах, которые изготовлены из формовочных смесей путем уплотнения с использованием модельного комплекта.

Формовкой в кессонах получают крупные отливки массой до 200 тонн.

Кессон - железобетонная яма, расположенная ниже уровня пола цеха, водонепроницаемая для грунтовых вод.

Механизированный кессон имеет две подвижные и две неподвижные стенки из чугунных плит. Дно из полых плит, которые можно продувать (для ускорения охлаждения отливок) и кессона. Кессон имеет механизм для передвижения стенок и приспособлен для установки и закрепления верхней полуформы.

Машинная формовка используется в массовом и серийном производстве, а также для мелких серий и отдельных отливок.

Повышается производительность труда, улучшается качество форм и отливок, снижается брак, облегчаются условия работы.

Вакуумная формовка. Модельная плита имеет вакуумную полость. В модели имеются сквозные отверстия диаметром 0,5…1 мм, совпадающие с отверстиями в плите. Модельную плиту с моделью закрывают нагретой полимерной пленкой. В воздушной коробке насосами создается вакуум 40…50 кПа. Затем устанавливается опока с сухим кварцевым песком, который уплотняется с помощью вибраций.

На верхнюю поверхность помещают разогретую пленку, плотно прилегающую к опоке. Полуформу снимают с модели. При заливке металла пленка сгорает, образуя противопригарное покрытие.

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.

Такие машины применяют для изготовления отливок из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой до 45 кг.

Сущность процесса электрошлакового литья заключается в переплаве расходуемого электрода в водоохлаждаемой металлической форме (кристаллизаторе).

При непрерывном литье расплавленный металл из металлоприемника через графитовую насадку поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор и затвердевает в виде отливки, которая вытягивается специальным устройством. Длинные отливки разрезают на заготовки требуемой длины.

Обработкой давлением называются процессы получения заготовок или деталей машин силовым воздействием инструмента на исходную заготовку из исходного материала.

Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в преобразовании заготовки простой формы в деталь более сложной формы того же объема, относится к малоотходной технологии.

Обработкой давлением получают не только заданную форму и размеры, но и обеспечивают требуемое качество металла, надежность работы изделия.

Высокая производительность обработки давлением, низкая себестоимость и высокое качество продукции привели к широкому применению этих процессов.

Пластическое деформирование в обработке металлов давлением осуществляется при различных схемах напряженного и деформированного состояний, при этом исходная заготовка может быть объемным телом, прутком, листом.

По назначению процессы обработки металлов давлением группируют следующим образом:

- для получения изделий постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления деталей - прокатка, волочение, прессование;

- для получения деталей или заготовок, имеющих формы и размеры, приближенные к размерам и формам готовых деталей, требующих механической обработки для придания им окончательных размеров и заданного качества поверхности - ковка, штамповка.

Основными схемами деформирования объемной заготовки являются:

- сжатие между плоскостями инструмента - ковка;

- ротационное обжатие вращающимися валками - прокатка;

- затекание металла в полость инструмента - штамповка;

- выдавливание металла из полости инструмента - прессование;

- вытягивание металла из полости инструмента - волочение.

Характер пластической деформации зависит от соотношения процессов упрочнения и разупрочнения. Губкиным С.И. предложено различать виды деформации и, соответственно, виды обработки давлением.

Горячая деформация - деформация, после которой металл не получает упрочнения. Рекристаллизация успевает пройти полностью, новые равноосные зерна полностью заменяют деформированные зерна, искажения кристаллической решетки отсутствуют. Деформация имеет место при температурах выше температуры начала рекристаллизации.

Неполная горячая деформация характеризуется незавершенностью процесса рекристаллизации, которая не успевает закончиться, так как скорость ее недостаточна по сравнению со скоростью деформации. Часть зерен остается деформированными и металл упрочняется. Возникают значительные остаточные напряжения, которые могут привести к разрушению. Такая деформация наиболее вероятна при температуре, незначительно превышающей температуру начала рекристаллизации. Ее следует избегать при обработке давлением.

При неполной холодной деформации рекристаллизация не происходит, но протекают процессы возврата. Температура деформации несколько выше температуры возврата, а скорость деформации меньше скорости возврата. Остаточные напряжения в значительной мере снимаются, интенсивность упрочнения снижается.

При холодной деформации разупрочняющие процессы не происходят. Температура холодной деформации ниже температуры начала возврата.

Холодная и горячая деформации не связаны с деформацией с нагревом или без нагрева, а зависят только от протекания процессов упрочнения и разупрочнения. Поэтому, например, деформация свинца, олова, кадмия и некоторых других металлов при комнатной температуре является с этой точки зрения горячей деформацией.

Прокатка - это способ обработки пластическим деформированием - наиболее распространенный. Прокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. Способ зародился в XVIII веке и, претерпев значительное развитие, достиг высокого совершенства.

Сущность процесса: заготовка обжимается (сдавливается), проходя в зазор между вращающимися валками, при этом, она уменьшается в своем поперечном сечении и увеличивается в длину. Форма поперечного сечения называется профилем.

Когда требуется высокая прочность и пластичность, применяют заготовки из сортового или специального проката. В процессе прокатки литые заготовки подвергают многократному обжатию в валках прокатных станов, в результате чего повышается плотность материала за счет залечивания литейных дефектов, пористости, микротрещин. Это придает заготовкам из проката высокую прочность и герметичность при небольшой их толщине.

Существуют три основных способа прокатки, имеющих определенное отличие по характеру выполнения деформации: продольная, поперечная, поперечно - винтовая.

Рис. 1. Схемы основных видов прокатки:

а - продольная; б - поперечная; в-поперечно - винтовая

При продольной прокатке деформация осуществляется между вращающимися в разные стороны валками (рис. 1. а). Заготовка втягивается в зазор между валками за счет сил трения. Этим способом изготавливается около 90% проката: весь листовой и профильный прокат.

Поперечная прокатка (рис. 1.б). Оси прокатных валков и обрабатываемого тела параллельны или пересекаются под небольшим углом. Оба валка вращаются в одном направлении, а заготовка круглого сечения - в противоположном.

В процессе поперечной прокатки обрабатываемое тело удерживается в валках с помощью специального приспособления. Обжатие заготовки по диаметру и придание ей требуемой формы сечения обеспечивается профилировкой валков и изменением расстояния между ними. Данным способом производят специальные периодические профили, изделия представляющие тела вращения - шары, оси, шестерни.

Поперечно - винтовая прокатка (рис. 1.в). Валки, вращающиеся в одну сторону, установлены под углом друг другу. Прокатываемый металл получает еще и поступательное движение. В результате сложения этих движений каждая точка заготовки движется по винтовой линии. Применяется для получения пустотелых трубных заготовок.

Исходным продуктом для прокатки могут служить квадратные, прямоугольные или многогранные слитки, прессованные плиты или кованые заготовки.

Процесс прокатки осуществляется как в холодном, так и горячем состоянии. Начинается в горячем состоянии и проводится до определенной толщины заготовки. Тонкостенные изделия в окончательной форме получают, как правило, в холодном виде (с уменьшением сечения увеличивается теплоотдача, поэтому горячая обработка затруднена).

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, подкладных штампов.

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.

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 снятие упрочнения.

Исходным материалом для горячей объемной штамповки являются сортовой прокат, прессованные прутки, литая заготовка, в крупносерийном производстве - периодический прокат, что обеспечивает сокращение подготовительных операций.

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. 2).

Рис. 2. Схемы штамповки в открытых и закрытых штампах: 1 - облойная канавка

Штамповка в открытых штампах (рис. 2.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. 2.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. 2.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 точность.

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.

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 дефектов.

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 объемную и листовую.

Холодную объемную штамповку выполняют на прессах или специальных холодноштамповочных автоматах. Основными ее разновидностями являются: высадка, выдавливание, объемная формовка, чеканка.

Высадка - образование на заготовке местных утолщений требуемой формы в результате осадки ее конца (рис. 3).

Рис. 3. 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.

Последовательность переходов изготовления деталей показана на рис. 4: за три перехода (рис. 4.а); за пять переходов (рис. 4.б).

Рис. 4. Последовательность переходов изготовления детали

Высадка осуществляется на прессах, горизонтально-ковочных машинах, автоматических линиях, оснащенных холодновысадочными пресс-автоматами.

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.

Различают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание (рис. 5).

При прямом выдавливании металл течет из матрицы 2 в направлении, совпадающем с направлением движения пуансона 1 (рис. 5.а, 5.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. 5.в) или в полый пуансон для получения деталей типа стержня с фланцем (рис. 5.г).

При боковом выдавливании металл течет в боковые отверстия матрицы под углом к направлению движения пуансона (рис. 5.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.д, 5.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.

Рис. 5. Схемы выдавливания: а, б - прямого; в, г - обратного; д, е - комбинированного; ж - бокового

Выдавливание можно осуществлять и в горячем состоянии.

Листовая штамповка - один из видов холодной обработки давлением, при котором листовой материал деформируется в холодном или подогретом состоянии.

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 автомобилей).

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 промышленности, особенно, автомобилестроении, ракетостроении, 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…40 000 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 размеры детали.

Операцией листовой штамповки называется процесс пластической деформации, обеспечивающий характерное изменение формы определенного участка заготовки.

Различают разделительные операции, в которых этап пластического деформирования обязательно завершается разрушением, и 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 применения, позволяющих получить детали с заданными эксплуатационными свойствами при минимальной себестоимости и хороших условиях труда.

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.

Заготовки из порошковых материалов получают прессованием (холодным, горячим), изостатическим формованием, прокаткой и другими способами.

При холодном прессовании в пресс-форму (рис. 6 а) засыпают определенное количество подготовленного порошка 3 и прессуют пуансоном 1.

В процессе прессования увеличивается контакт между частицами, уменьшается пористость, деформируются или разрушаются отдельные частицы. Прочность получаемой заготовки достигается благодаря силам механического сцепления частиц порошка электростатическими силами притяжения и трения. С увеличением давления прессования прочность заготовки возрастает. Давление распределяется неравномерно по высоте прессуемой заготовки из-за влияния сил трения порошка о стенки пресс-формы, вследствие чего заготовки получаются с различной прочностью и пористостью по высоте. В зависимости от размеров и сложности прессуемых заготовок применяют одно- и двустороннее прессование.

Рис. 6. Схема холодного прессования: а - одностороннего; б - двустороннего

Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений в результате возникновения атомно-молекулярных связей между соединяемыми деталями при их нагреве и пластическом деформировании.

Сварные соединения можно получать двумя принципиально разными путями: сваркой плавлением и сваркой давлением.

При сварке плавлением атомно-молекулярные связи между деталями создают, оплавляя их примыкающие кромки, так, чтобы получилась смачивающая их, общая ванна. Эта ванна затвердевает при охлаждении и соединяет детали в одно целое. Как правило, в жидкую ванну вводят дополнительный металл, чтобы полностью заполнить зазор между деталями, но возможна сварка и без него.

При сварке давлением обязательным является совместная пластическая деформация деталей сжатием зоны соединения. Этим обеспечивается очистка свариваемых поверхностей от пленок загрязнений, изменение их рельефа и образование атомно-молекулярных связей. Пластической деформации обычно предшествует нагрев, так как с ростом температуры уменьшается значение деформации, необходимой для сварки и повышается пластичность металла.

Нагрев свариваемых деталей осуществляется разными способами: электрической дугой, газокислородным пламенем, пропусканием тока, лазером и т.д. По-разному обеспечиваются защита зоны сварки от воздействия воздуха и ее принудительная деформация.

Существует множество технологических процессов сварки (более 70).

Сварка является наиболее важным способом получения неразъемных соединений из различных материалов, свариваются металлы и сплавы, керамика, стекло, пластмассы, разнородные материалы. Сварка применяется во всех областях техники.

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 пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии.

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 движение.

Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя материала или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют движениями резания.

Движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по характеру - вращательными, поступательными, возвратно-поступательными.

Движения подачи: продольное, поперечное, вертикальное, круговое, окружное, тангенциальное.

Характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки. Эти методы предназначены в основном для обработки заготовок из очень прочных, весьма вязких, хрупких и неметаллических материалов.

Эти методы имеют следующие преимущества:

- отсутствует силовое воздействие инструмента на заготовку (или очень мало и не влияет на суммарную погрешность обработки);

- позволяют менять форму поверхности заготовки и влияют на состояние поверхностного слоя: наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен; повышаются коррозионные, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхности;

- можно обрабатывать очень сложные наружные и внутренние поверхности заготовок.

ЭФЭХ методы обработки являются универсальными и обеспечивают непрерывность процессов при одновременном формообразовании всей обрабатываемой поверхности. Эти методы внедряются в различных отраслях промышленности.

Электроэрозионные методы обработки. Эти методы основаны на явлении эрозии электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока.

Разряд между электродами происходит в газовой среде или при заполнении межэлектродного пространства диэлектрической жидкостью - керосин, минеральное масло.

При наличии разности потенциалов на электродах происходит ионизация межэлектродного пространства. При определенном значении разности потенциалов - образуется канал проводимости, по которому устремляется электроэнергия в виде импульсного искрового или дугового разряда.

На поверхности заготовки температура возрастает до 10000…12000 0C. Происходит мгновенное оплавление и испарение элементарного объема металла и на обрабатываемой поверхности образуется лунка.

Удаленный металл застывает в диэлектрической жидкости в виде гранул диаметром 0,01…0,005 мм.

При непрерывном подведении к электродам импульсного тока процесс эрозии продолжается до тех пор, пока не будет удален весь металл, находящийся между электродами на расстоянии, при котором возможен электрический пробой (0,01…0,05 мм) при заданном напряжении.

Для продолжения процесса необходимо сблизить электроды до указанного расстояния. Электроды сближаются автоматически с помощью следящих систем.

При электроимпульсной обработке используют электрические импульсы большой длительности (5…10 мс), в результате чего происходит дуговой разряд.

Большие мощности импульсов от электронных генераторов обеспечивают высокую производительность обработки.

Электроимпульсную обработку целесообразно применять при предварительной обработке штампов, турбинных лопаток, фасонных отверстий в детали из коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов.

Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродом-инструментом и удалении размягченного или расплавленного металла из зоны обработки механическим способом: относительным движением заготовки или инструмента.

Источником теплоты служат импульсные дуговые разряды.

Этот вид обработки рекомендуется для крупных деталей из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких и специальных сплавов.

Электрохимическая обработка основана на законах анодного растворения металлов при электролизе.

При прохождении электрического тока через электролит на поверхности заготовки происходят химические реакции, и поверхностный слой металла превращается в химическое соединение.

Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим способом.

Производительность этого способа зависит от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого материала и плотности тока.

Электрохимическая размерная обработка выполняется в струе электролита, прокачиваемого под давлением через межэлектродный промежуток.


Подобные документы

  • Технология изготовления деталей и узлов подсвечника, выбор материалов. Обоснование технологии изготовления деталей, выбор технологических переходов и операций. Последовательность изготовления художественного изделия методом обработки деталей давлением.

    курсовая работа [419,5 K], добавлен 04.01.2016

  • Методика выполнения плана изготовления детали с подробными указаниями технологических требований в технологических операциях. Методика оформления технологических наладок. Кодировка поверхности заготовки. Особенности простановки размеров деталей.

    методичка [953,0 K], добавлен 21.11.2012

  • Назначение и описание колонны коробчатого сечения и основные условия на ее приемку и изготовление. Выбор способа сборки и сварки, технико-экономические обоснования. Оформление технологической документации на изготовление колонны коробчатого сечения.

    курсовая работа [741,5 K], добавлен 07.01.2016

  • Разработка технологической документации на изготовление мужского пиджака в массовом производстве. Выбор перспективных моделей. Выбор и характеристика материалов. Нормативно-техническая документация на изделие. Методы обработки основных деталей и узлов.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.06.2015

  • Анализ формы, размеров, материала, условий работы детали. Технологический маршрут обработки каждой поверхности. Выбор способа получения заготовки. Оформление операционных и маршрутных карт. Выбор системы технологической оснастки и схемы обработки.

    курсовая работа [988,7 K], добавлен 17.04.2009

  • Классификация видов сборки. Виды работ, входящих в сборку. Расчет такта и ритма сборки, определение организационной формы сборки. Составление технологического маршрута сборки изделия и разбивка на операции. Оформление технологической документации.

    презентация [1,3 M], добавлен 05.11.2013

  • Работа посвящена технологии изготовления деталей из керамики. Химический анализ и подготовка керамического сырья. Тонкий помол и смешивание компонентов. Способы, которыми осуществляется формование заготовок. Механическая обработка необожженных заготовок.

    реферат [79,0 K], добавлен 18.01.2009

  • Изготовление изделий из порошков металлов. Методы и средства технологии. Автоматизация всех технологических операций. Способы изготовления порошков. Одностороннее и двухстороннее прессование. Гидростатическое прессование. Защита деталей от коррозии.

    учебное пособие [1,6 M], добавлен 17.03.2009

  • Типы производства, формы организации и виды технологических процессов. Точность механической обработки. Основы базирования и базы заготовки. Качество поверхности деталей машин и заготовок. Этапы проектирования технологических процессов обработки.

    курс лекций [1,3 M], добавлен 29.11.2010

  • Организация научно-технической подготовки производства. Построение графика последовательного, параллельного и параллельно-последовательного способов изготовления партии деталей. Определение продолжительности обработки для технологического процесса.

    контрольная работа [130,6 K], добавлен 30.08.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.