Технологические особенности сварочного процесса и горячей штамповки деталей

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Сварка принадлежит к числу великих русских изобретений. Она чудесно преобразила лицо многих технологических процессов производства машин и механизмов, строительства судов и сооружений, играет важную роль в освоении космоса.

Сварка сыграла важную роль в выполнении первых пятилеток, индустриализации нашей страны, в оснащении Советской Армии могучей боевой техникой в грозные годы Великой Отечественной войны, в восстановлении и подъёме народного хозяйства в послевоенный период.

В настоящее время сварка превратилась в крупный самостоятельный вид производства. Она применяется для создания и возведения принципиально новых конструкций и сооружений, для ремонта машин и аппаратов, для получения изделий со специальными свойствами. Сварные конструкции несут свою службу при сверхвысоких и сверхнизких температурах, при давлениях, значительно превосходящих атмосферное, и в условиях космического вакуума. Современные достижения в области сварки позволяют соединять не только металлы, но и пластмассы, стекло, керамику и другие материалы. При этом свариваемые элементы могут иметь размеры от нескольких микрон в производстве изделий электронной техники до десятков метров в машиностроении и строительстве.

Сварку используют и для создания скульптур в монументальном искусстве. Сварку выполняют на воздухе, под водой, в вакууме. Лётчики-космонавты Г. Шонин и В. Кубасов на борту космического корабля "Союз-6" впервые в мире осуществили сварку в условиях космического вакуума и невесомости. Космонавтами В. Джанибековым и С. Савицкой во время полёта станции "Союз-7" в открытом космосе в течение трёх часов производилась сварка, резка и пайка металлов, что показало возможность выполнения различных ремонтных работ космических аппаратов.

К области сварочных технологий относят также резку металлов; наплавку одного металла на другой; напыление и металлизацию. Пайка, хотя и отличается по своей природе от сварки, также традиционно относится к сварочным технологиям.

Круг проблем, охватываемых ныне сваркой, требует обширных знаний в таких областях, как металлофизика, физическая химия, физика высоких энергий, квантовая механика, вычислительная техника и др. Можно уверенно утверждать, что в цепи неостановимого технического прогресса сварка, как важный научно-технологический процесс, является существенным его звеном. И если отмирание некоторых производств происходит незаметно, безболезненно или с малыми, относительно несущественными последствиями, то гипотетическое удаление сварки из суммы технологий на сегодняшний день однозначно приведёт к полной остановке технических и смежных с ними отраслей промышленности.

Создание и продвижение в жизнь всё новых и новых материалов с всё более ярким спектром их характеристик неразрывно связано с усложнением и постоянным развитием служебных свойств машин и механизмов в самом широком смысле их понятий. И здесь без сварки не обойтись никаким образом.

Молодость сварки, её широта и универсализм, высокая экономическая эффективность служат залогом дальнейшего плодотворного развития сварочной науки и техники.

Сварке металлов и неметаллов, несомненно, принадлежит огромное будущее, считает академик Б.Е. Патон, дважды Герой Социалистического труда, лауреат Ленинской и Государственных премий.

1. Техника безопасности при проведении сварочных работ

1.1 Общие требования

К работе по профессии электрогазосварщика допускаются лица не моложе 18 лет, про шедшие медицинский осмотр. Обучение и проверку знаний по данной профессии и по безопасной труда с присвоением II группы по электробезопасности и получившие соответствующее удостоверение.

Электрогазосварщик ежегодно, 1 раз в год, должен проходить периодическую проверь знаний по безопасности труда с подтверждением группы по электробезопасности комиссией, назначаемой приказом руководителя предприятия.

При приеме на работу электрогазосварщик должен пройти вводный инструктаж, а в первый день выхода на работу - первичный инструктаж на рабочем месте.

Получив вводный инструктаж по безопасности труда, электрогазосварщик должен расписаться в журнале регистрации вводного инструктажа и в личной карточке после того, как лицо, проводившее инструктаж, сделает запись о его проведении и распишется.

После обучения и проверки знаний по безопасности труда электрогазосварщик в течение первых 3 - 6 смен выполняет работу под наблюдением руководителя работ, после чего оформляет" допуск электрогазосварщика к самостоятельной работе в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте и личной карточке.

Электрогазосварщик не реже 1 раза в 3 месяца должен проходить повторный инструктаж

При изменении условий и требований безопасности труда (изменение технологического процесса, замена или модернизация оборудования, приспособлений и инструмента, изменение других факторов, влияющих на безопасность труда), при нарушении требований безопасности труда, которые привели или могут привести к травме, аварии, пожару или взрыву, а также при перерывах более чем и 30 календарных дней, электрогазосварщик должен пройти внеплановый инструктаж.

При регистрации внепланового инструктажа указывается причина его проведения.

После каждого вида инструктажа электрогазосварщик должен пройти проверку усвоении им знаний при инструктаже, которую осуществляет лицо, проводившее инструктаж.

Электрогазосварщик, не усвоивший инструктаж и показавший при проверке знаний по безопасности труда неудовлетворительные знания, к самостоятельной работе не допускается и обязан вновь пройти инструктаж и проверку знаний.

Во время работы электрогазосварщик обязан пользоваться находящимися в “исправно” состоянии средствами индивидуальной защиты, выданными ему в соответствии с типовыми отраслевыми нормами.

Электрогазосварщик обязан знать в необходимом для него объеме и соблюдать Правила пожарной безопасности и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

Электрогазосварщик обязан содержать свое рабочее место в чистоте, а инструмент и оборудование - в исправном состоянии в отведенном для этого месте.

Запрещается допуск лиц в нетрезвом состоянии, а также посторонних лиц на рабочее место электрогазосварщика.

Производство электрогазосварочных работ на открытом воздухе во время дождя или снегопада при отсутствии навесов над местом работы электрогазосварщика запрещается.

Запрещается непосредственное питание сварочной дуги от силовой, осветительной контактной сети.

Присоединение провода к электрододержателю и обратного провода к свариваемому изделию должно быть надежным и осуществляться механическими зажимами. Место присоединен провода к электрододержателю должно быть изолировано.

В электросварочных установках с переносными и передвижными сварочными трансформаторами обратный провод должен быть изолирован так же, как и прямой провод, присоединяемый электрододержателю.

Не допускается использование в качестве обратного провода проводников сети заземления, а также металлических строительных конструкций зданий, трубопроводов и технологического оборудования.

Агрегаты переносных или передвижных электросварочных установок допускается располагать на автомобильном или тракторном прицепе, которые должны быть оборудованы тормозами и заземлением.

Присоединение и отключение от сети сварочных установок, а также наблюдение за их исправным состоянием в процессе эксплуатации должны производиться электротехническим персоналом.

Каждый электрогазосварщик имеет право работать на газогенераторе, выданном ему и числящемся за ним. Передавать газогенератор, резаки, горелки, редукторы, шланги другим лицам для работы запрещается.

Каждый газогенератор должен иметь паспорт, на самом газогенераторе должны быть четко обозначены регистрационный заводской номер, наименование предприятия, выпустившего его, и даты ежегодных проверок. Работать на газогенераторе незаводского типа запрещается.

Запрещается эксплуатировать баллоны с просроченным или неизвестным сроком гидравлического испытания, баллоны, не имеющие установленных клейм, с неисправными вентилями, сорванной резьбой на штуцерах, без башмаков, с механическими повреждениями (трещины, вмятины и т.п.).

1.2 Требования безопасности перед началом работы

Шланги должны использоваться в соответствии с их назначением. Запрещается использовать кислородные шланги для подачи ацетилена и наоборот.

Длина шлангов не должна превышать 20 м. В монтажных условиях допускается применять шланг длиной 30 м.

При обнаружении поврежденных шлангов необходимо вырезать испорченные места и соединить оставшиеся части специальными двухсторонними ниппелями. Минимальная длина отрезков стыкуемых шлангов должна составлять 3 м, а количество стыков не должно превышать двух.

Металл, поступающий на сварку, должен быть очищен от краски (особенно на свинцовой основе), масла, окалины, грязи. При сварке металла его необходимо очистить по линии реза или шва полоской шириной 200 мм. Запрещается применение газового пламени для этой цели.

О замеченных неисправностях необходимо сообщить мастеру и до устранения недостатков к работе не приступать.

1.3 Требования безопасности во время работы

Производить газопламенные работы (сварку, нагрев изделий) разрешается на расстоянии не 10 м от переносных газогенераторов, баллонов, иловых ям и источников открытого огня; 1,5 м - от оводов; 3 м - от газоразборных постов при ручных работах и 1,5 м - при машинных. В случаях направления пламени и искр в сторону источников газа с их стороны у рабочего места должны быть установлены экраны (металлические ширмы).

При перерывах в работе пламя горелки должно быть потушено, а вентили на горелке должны быть плотно закрыты.

При длительных перерывах в работе (в том числе обеденном перерыве) кроме вентилей на горелках должны быть закрыты вентили на кислородном и ацетиленовом баллонах, а нажимные винты редукторов вывернуты до освобождения пружины.

При зажигании ручной горелки необходимо сначала немного приоткрыть вентиль кислорода затем открыть вентиль ацетилена и после кратковременной продувки шланга зажечь горючую а при тушении, наоборот, первым перекрывают ацетилен, а потом кислород.

При перегреве горелки (резака) следует приостановить работу, а горелку (резак) потушить и охладить до полного остывания. Для охлаждения горелки необходимо иметь сосуд с чистой ной водой.

Расходовать ацетилен из генераторов до полного снижения и потухания пламени горелки запрещается во избежание подсоса воздуха и возникновения обратного удара.

При обратном ударе пламени горелка должна быть немедленно погашена. Сначала закрывают вентиль подачи кислорода и вентиль на водяном затворе. Прежде чем зажечь вновь пламя обратного удара, надо проверить состояние водяного затвора и шлангов. Затвор должен быть разобран и осмотрен с проверкой обратного клапана, а в безмембранном затворе проверяется исправность отражателя. После каждого обратного удара шланги должны быть заменены.

Перед сваркой емкостей они должны быть очищены, промыты, пропарены и просушены. Проверка их должна подтвердить отсутствие опасной концентрации веществ. Сварка этих емкостей должна производиться при открытых кранах, люках или крышках.

Внутри замкнутых емкостей запрещается одновременное производство электросварочных и газопламенных работ.

Работа на высоте более 1,3 м над землей или перекрытием должна производиться слега или подмостей с разрешения мастера (прораба) согласно проекту работ. Настилы лесов и подмоете должны иметь перильные ограждения высотой 1 м с бортовой доской высотой не менее 0,15 м.

1.4 Требования безопасности по окончании работ

По окончании работ с газосварочной аппаратурой необходимо:

· плотно закрыть вентиль баллона, выпустить газ из редуктора и шлангов, снять редуктор, надеть заглушку на штуцер и навернуть колпак на вентиль баллона;

· снять шланги и сдать их вместе с ручными горелками и редукторами в кладовую;

· убрать баллоны с газом в специально отведенное для хранения место;

· установить в безопасное место генератор и неиспользованный карбид кальция в открытой таре;

· слить воду из генераторов и водяных затворов;

· полностью разрядить генератор, вынуть загрузочное устройство;

· слить из промывателя ил, все части аппарата тщательно промыть водой и очистить налета извести. Очистку от ила производить только латунным скребком;

· тщательно убрать рабочее место и устранить причины, могущие привести к возникновению пожара (нагретые предметы, шлак, тлеющие материалы, мусор);

· привести в порядок инструмент и убрать его в предназначенное место;

· вымыть руки и лицо с мылом или принять теплый душ.

По окончании работы с электросварочной аппаратурой:

· отключить сварочную установку от питающей сети рубильником, выключателем и т.п.;

· привести в порядок рабочее место и убрать инструмент;

· убрать средства индивидуальной защиты в предназначенное для этого место хранения, умыться теплой водой с мылом или принять душ.

2. Противопожарные мероприятия

Место газосварки должно быть оборудовано средствами пожаро-тушения (углекислотными огнетушителями). Запрещается загромождать и закрывать пожарные проезды и проходы к пожарному инвентарю, оборудованию и пожарным кранам.

В случае возгорания шланга следует быстро перегнуть его возле горящего места со стороны редуктора или газогенератора и закрыть вентиль баллона.

Деревянные перегородки, находящиеся на расстоянии ближе 5 м от газосварочных поста должны быть оштукатурены, а двери - обиты теплостойкими материалами.

Электрическое освещение, электропроводка и другое электрообо-рудование газосварочных цехов должны быть во взрывобезопасном исполнении.

При возникновении пожара немедленно сообщить в городскую пожарную службу по телефону 01, руководителю объекта и приступить к тушению пожара с помощью имеющихся средств пожаротушения.

3. Технологический процесс штамповки деталей

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.

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, 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.

3.1 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. 1.



Рис. 1. Стадии получения сложной поковки в нескольких ручьях. 1 - черновой ручей; 2 - подкатной ручей; 3 - протяжной ручей; 4 - чистовой ручей, 5 - гибочный ручей

Заготовительные ручьи предназначены для фасонирования в штампах.

Фасонирование - перераспределение металла заготовки с целью придания ей формы, обеспечивающей последующую штамповку с малым отходом металла.

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 с кантованием.

Пережимной ручей предназначен для уменьшения вертикального размера заготовки в местах, требующих уширения. Выполняется за 1…3 удара.

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 на 90.

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 при штамповке.

Технологический процесс ГОШ отличается значительным разнообразием и определяется выбором самого изделия и применяемым оборудованием.

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.

Перед окончательной штамповкой таких поковок в штамповочных ручьях требуется фасонирование исходной заготовки в заготовительных ручьях штампа, свободной ковкой или на ковочных вальцах.

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.

3.2 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. 3).

Рис. 3. 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 0,4%.

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 поковок, 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 барабан.

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.

3.3 Оборудование для штамповки

Оборудование для горячей объемной штамповки молоты штамповочные, горячештамповочные кривошипные прессы, горизонтально-ковочные 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. Масса 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

Рис. 4. Виды облойной канавки при штамповке на молотах

Размеры облойной канавки (рис. 4 а) назначаются в зависимости от сложности поковки и ее размеров в плане. Клиновая облойная канавка (рис. 4 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. 5.

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. 5. Конструкции закрытых молотовых штампов а - с одним замком; б - с двумя замками

молотовый сварочный электрод штамповка

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 деформирования.

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 вертикальных поверхностях поковок оформляются значительные штамповочные уклоны: наружные - до 7, внутренние - до 10. 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 6,7…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. 6.

Рис. 6. 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 ползуну пресса;

· 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 исключает сдвиг.

Производительность труда повышается в среднем в 1,4 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…31,5 МН.

Схема горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине показана на рис. 7.

Рис. 7. Схема горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине

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 пуансоне.

После окончания деформирования пуансон движется в обратном направлении, выходя из полости матрицы. Матрицы разжимаются, деформированную заготовку вынимают или она выпадает из них.

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 форму.

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.

Ротационные способы изготовления поковок.

В основе этих способов лежит процесс ротационного обжатия при вращении инструмента или заготовки. При обкатывании инструментом заготовки очаг деформации имеет локальный характер и постоянно перемещается по заготовке, вследствие чего усилие, действующее на инструмент, меньше чем при штамповке. Это позволяет изготовлять поковки большой массы (заготовка вагонных осей) с большой точностью, так как упругие деформации при меньших усилиях меньше.

Штамповка на ковочных вальцах напоминает продольную прокатку, на двух валках закрепляют секторные штампы, имеющие соответствующие ручьи (рис. 8).

Рис. 8. Схемы действия ковочных вальцов (а), ротационно-ковочной машины (б), станов поперечно-клиновой прокатки (в); раскатки (г)

Штамповка на ротационно-ковочных машинах подобна операции протяжки и заключается в местном обжатии заготовки по периметру (рис. 8 б). Заготовку 1 в виде прутка или трубы помещают в отверстие между бойками 5 машины, находящимися в шпинделе 4. Бойки могут свободно скользить в радиально расположенных пазах шпинделя. При вращении шпинделя ролики 3, помещенные в обойме 2, толкают бойки 5, которые наносят удары по заготовке. В исходное положение бойки возвращаются под действием центробежных сил. В машинах этого типа получают поковки, имеющие форму тел вращения. Существуют машины, у которых вместо шпинделя с бойками вращается обойма с роликами.

В этом случае для возвратного движения ползунов служат пружины. В таких машинах получают поковки квадратного, прямоугольного и других сечений.

Поперечно-клиновой прокаткой получают заготовки валов и осей с резкими ступенчатыми переходами диаметром от 12 до 120 мм. Деформирование может осуществляться инструментом в виде двух валков, валка и сегмента или двух плоских плит. Плоско-клиновой инструмент наиболее прост и обеспечивает получение валов сложной конфигурации с высокой точностью. Заготовка 2 из круглого прокатанного прутка после нагрева автоматически перемещается в рабочую зону клиньев 1 в их исходном положении. Клиновой инструмент, закрепленный в подвижной салазке станка, совершает прямолинейное движение. Заготовка прокатывается между двумя клиновыми плитами.

Раскатка кольцевых заготовок на раскатных станах получила особенно большое распространение при производстве колец подшипников. Заготовка 1 представляет собой кольцо с меньшим диаметром и большей толщиной стенки, чем у поковки. Заготовки получают штамповкой на молотах или горизонтально-ковочных машинах. При подведении к заготовке 1, надетой на валок 2, быстро вращающегося валка 3 заготовка и валок 2 начинают вращаться. При дальнейшем сближении валков 2 и 3 увеличивается наружный диаметр заготовки за счет уменьшения толщины и происходит ее контакт с направляющим роликом 4, обеспечивающим получение правильной кольцевой формы поковки. После касания поковкой контрольного ролика 5 раскатка прекращается.

Раскаткой получают поковки колец с поперечными сечениями различной формы наружным диаметром 70…700 мм и шириной 20…180 мм.

Штамповка жидкого металла.

Штамповка жидкого металла является одним из прогрессивных технологических процессов, позволяющих получать плотные заготовки с уменьшенными пропусками на механическую обработку, с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Технологический процесс штамповки жидкого металла объединяет в себе процессы литья и горячей объемной штамповки.

Процесс заключается в том, что расплав, залитый в матрицу пресс-формы, уплотняют пуансоном, закрепленным на ползуне гидравлического пресса, до окончания затвердевания.

Сопряжение пуансона и матрицы образует закрытую фасонную полость. Наружные контуры заготовки получают разъемной формой, если деталь имеет наружные выступы, или неразъемной формой - при отсутствии выступов. Внутренние полости образуются внедрением пуансона в жидкий металл.

После извлечения из пресс-формы заготовку подвергают различным видам обработки или используют без последующей обработки.

Под действием высокого давления и быстрого охлаждения газы, растворенные в расплаве, остаются в твердом растворе. Все усадочные пустоты заполняются незатвердевшим расплавом, в результате чего заготовки получаются плотными, с мелкокристаллическим строением, что позволяет изготавливать детали, работающие под гидравлическим давлением. Этим способом можно получить сложные заготовки с различными фасонными приливами на наружной поверхности, значительно выходящими за пределы основных габаритных размеров детали.

В заготовках могут быть получены отверстия, расположенные не только вдоль движения пуансона, но и в перпендикулярном направлении.

Возможно, запрессовывать в заготовки металлическую и неметаллическую арматуру.

Процесс используется для получения фасонных заготовок из чистых металлов и сплавов на основе магния, алюминия, меди, цинка, а также из черных металлов.

Заключение

В процессе практики, я успешно применил полученные знания на практике. Научился выполнять процесс сварки в нижнем, под наклонном в 450, вертикальном, горизонтальном и потолочном положении. А также изучил процесс сваривания материала из высокоуглеродистых и низкоуглеродистых сталей. В период практики по получению первичных профессиональных навыков изучил вопросы, подлежащие изучению.

Во время практики я освоил следующее:

Существует два способа зажигания дуги покрытыми электродами - прямым отрывом и отрывом по кривой. Первый способ называют зажиганием впритык. Второй напоминает движение при зажигании спички и поэтому его называют чирканьем.

Немедленно после зажигания дуги начинается плавление основного и электродного металлов. На изделии образуется ванна расплавленного металла. Сварщик должен подавать электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода. Нормальной считают длину дуги, равную 0,5-1,1 диаметра стержня электрода.

Увеличение длины дуги снижает устойчивое ее горение, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода, вызывает образование шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на расплавленный металл.

Наклон электрода при сварке зависит от положения сварщика в пространстве, толщины и состава свариваемого металла, диаметра электрода, вида и толщины покрытия.

Для получения плотного и ровного шва при сварке в нижнем положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть 15° от вертикали в сторону ведения шва.

Для получения валика нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода. Чаще всего применяют швы шириной от 1,5 до 4 диаметров электрода, полученные с помощью поперечных колебательных движений электрода.

Все выполненные упражнения и сварочные работы занесены в дневник. Дневник прилагается к отчету, для проверки руководителем практики от университета и предприятия.

Список использованной литературы

1. «Сварочное производство», В.В. Пешков, А.Б. Коломенский, - Москва 1988 г., «Красная Искра»

2. «Введение в специальность», В.А. Фролов, В.А. Казаков, - Воронеж 1976 г.

Размещено на Allbest.ru