Автор: Пользователь скрыл имя, 17 Октября 2013 в 17:49, курсовая работа
Целью работы является характеристика понятий «упругая» и «пластическая» деформация и изучение способов обработки металлов давлением различными способами и специальным оборудованием
Введение……………………………………………………………………………..3
1. Упругая и пластическая деформация……………………………………….4
2. Сущность холодной и горячей обработки………………………………….5
3. Способы обработки металла давлением, применяемое оборудование (прессование, ковка, штамповка, волочение, прокат)……………………..7
Список литературы………………………………………………………................17
Ковкой получают заготовки для последующей механической обработки. Их называют поковками.
В единичном и мелко
серийном производствах ковка
К основным формообразующим операциям относятся: осадка, высадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка.
Осадка – операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения.
Рис. 5. Осадка
Высадка – металл осаживается лишь на части длины заготовки.
Рис. 6. Высадка
Протяжка – операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения.
Рис. 7. Протяжка
Прошивка – операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла.
Рис. 8. Прошивка
Отрубка – операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформируемого инструмента.
Гибка – операция придания заготовке прогнутой формы по заданному контуру.
3.3. Штамповка
Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки — листовая и объёмная.
Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист-до 6 мм). В противном случае штамповка называется объемной. Для процесса штамповки используются прессы — устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
Кроме основных физико-механических свойств (прочность, твердость, упругость, структура, теплопроводность, электрические и магнитные свойства), штампуемый материал должен обладать технологичностью, дешевизной, недефицитностью и способностью обрабатываться давлением.
При листовой штамповке используется низкоуглеродистая сталь, алюминий и другие металлы. К преимуществам листовой штамповки относят: возможность получения деталей минимальной массы при заданной прочности, высокую точность размеров, качество поверхности, сравнительную простоту автоматизации процессов и др. Основными её операциями являются: рубка (отделение металла), вытяжка, гибка, клеймение, обжим, пробивка и раздача.
Сущность способа заключается в процессе, где в качестве заготовки используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свёрнутую в рулон. Листовой штамповкой изготовляют самые разнообразные плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (например, секундная стрелка ручных часов), и детали массой в десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолёта, ракеты).
Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исходной заготовки. При изготовлении листовой штамповкой пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требования по пластичности.
При листовой штамповке чаще всего используют низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь. Листовой штамповкой получают плоские и пространственные детали из листовых неметаллических материалов, таких, как кожа, целлулоид, органическое стекло, фетр, текстолит, гетинакс. Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях промышленности, особенно в таких, как авто-, тракторо-, самолето-, ракето- и приборостроение, электротехническая промышленность и другие.
Объемная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. При объемной штамповке формообразующую полость принудительно заполняют металлом в соответствии с заданной чертежом конфигурацией. Применение объёмной штамповки рационально при серийном и массовом производстве. Объемную штамповку осуществляют при разных температурах исходной заготовки, в соответствии с чем, её делят на холодную и горячую.
Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных методов получения небольших высококачественных заготовок из стали и цветных металлов. Она производится без нагрева и сопровождается деформационным упрочнением металла.
Горячая штамповка распространена наиболее широко. Исходным материалом для неё выступает сортовой прокат, прессованные прутки, литая заготовка, что обеспечивает сокращение подготовительных операций.
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.
3.4. Прокатка
Сущность процесса прокатки заключается в деформировании (обжатии) металла между вращающимися валками, зазор между которыми меньше толщины обжимаемой заготовки.
Рис. 1. Прокатка
В результате обжатия поперечное сечение заготовки уменьшается, а длина и ширина увеличивается. Деформацию заготовки обычно определяют относительным обжатием, % :
, (1)
где - высота заготовки.
Практика производится гладкими цилиндрическими волоками и волоками, имеющими на своей поверхности особые проточки, называемые ручьями. При плотном соприкосновении волоков их ручьи образуют закрытые контуры, называемые калибрами. Комплект практичных волоков со станиной называют рабочей клетью.
Практика гладкими волоками дает листы и ленты, а ручьевыми волоками – различные прокатные профили.
Обычно относительное обжатие заготовки за один проход не превышает даже для горячего металла 70 – 30 %, поэтому окончательный профиль продукта получается многократным процессом повторения обработки заготовки при постепенном уменьшении зазора между волоками. При каждом пропуске заготовки площадь её поперечного сечения уменьшается, а форма и размеры постепенно приближаются к требуемым.
При горячей прокатке стали гладкими волоками угол захвата равен 15-24°, при холодной – 3-8°, сортового металла 25-27°.
Технологический процесс современного прокатного производства, не зависимо от вида получаемой продукции, состоит из нескольких этапов: подготовки исходного материала, нагрев его (в случае горячей прокатки), прокатки и отделки. Кроме того, на всех стадиях прокатки осуществляется контроль за ходом процесса и состоянием оборудования.
3.5. Волочение
При волочении заготовку протягивают через постепенно сужающееся отверстие в инструменте, называемое волокой. При этом сечение отверстия меньше исходного сечения заготовки.
Рис. 2. Волочение
В результате волочения поперечное сечение заготовки уменьшается, а длина увеличивается.
Процесс волочения осуществляется в холодном состоянии и используется для получения тонкой проволоки (от 0.002 до 5 мм), калиброванных продуктов различного профиля и тонкостенных труб. При это получают изделие точных размеров, заданной геометрической формы, с чистой и гладкой поверхностью.
Заготовками могут служить прокат (катаная проволока, прутки, трубы), а так же прессованные профили (прутки, трубы). Окончательные размеры изделий обеспечиваются протягиванием (волочением заготовки) через несколько последовательно расположенных волок, так как степень обжатия материала за один проход сравнительно не велика. Волока (фильер, глазок) изготавливаются из инструментальной стали (У7, У12, Х12М), металлокерамических сплавов (ВК3, ВК6) или технического алмаза.
Технологический процесс волочения состоит из 3 основных стадий:
Рис. 3. Примеры профилей, получаемых волочением и т. д.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении хотелось бы сказать что, динамичный и пропорциональный рост черной и цветной металлургии, производство изделий из металлов и сплавов пластической обработкой основываются на дальнейшем развитии теории обработки металлов давлением, являющейся научной базой разработки технологических операций получения изделий из металлов и сплавов.
Теория пластической обработки металлов позволяет оценить экономическую целесообразность принятого способа деформации, выявить влияние условий обработки на свойства получаемых изделий, определить силовые и энергетические параметры процесса и указать пути их рационального изменения, дает возможность управлять процессом обработки с точки зрения улучшения способности металлов пластически деформироваться.
Знание закономерностей обработки металлов давлением помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и технически грамотно его эксплуатировать.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ