Что остается неизменным при обработке заготовки давлением
Основные положения обработки металлов давлением
В основе всех способов обработки металлов давлением лежит процесс пластической деформации, при которой изменяется форма без изменения его массы. Все расчеты размеров и формы тела при обработке давлением основаны на законе постоянства объема, суть которого заключается в том, что объем тела до и после пластической деформации остается неизменным: V1 = V2 = const.
Изменение формы тела может происходить в направлении трех главных осей; при этом каждая точка стремиться переместиться в том направлении, в котором создается наименьшее сопротивление ее перемещению. Это положение в теории обработки металлов давлением носит название закона наименьшего сопротивления. Так, например, если при прокатке в двух валках с поперечными насечками течение металла вдоль оси прокатки сдерживается, а в поперечном направлении увеличивается, то при круговых насечках будет наблюдаться обратное явление. Другим примером действия закона наименьшего сопротивления может служить превращение заготовки прямоугольного сечения при ее осаждении в поковку круглого сечения.
Законы постоянства объема и наименьшего сопротивления распространяются на все способы обработки металлов давлением.
Прокатка металлов.
Сущность процесса прокатки
При прокатке металл пропускается между вращающимися в разные стороны валками прокатного стана, зазор между которыми (зев) устанавливают меньше толщины исходной заготовки. В результате обжатия между валками (пластической деформации) толщина заготовки уменьшается, длина соответственно увеличивается и может быть небольшое уширение заготовки по сечению.
Валки прокатного стана имеют форму гладких цилиндров или цилиндров с канавками (ручьями) различной формы. При совмещении ручьев двух валков образуется так называемый калибр. При пропуске заготовки последовательно через ряд калибров ее сечение постепенно приобретает профиль получаемого изделия. Последний калибр (отделочный) соответствует профилю изделия. На станах с гладкими валками прокатывают пластины, полосы и листы, а в валках с ручьями получают изделия различного профиля – рельсы, балки и др.
Существуют три основных способа прокатки: продольная, поперечная и косая. Продольной прокаткой производится около 90% всего проката, в том числе весь листовой и профильный прокат.
Косую и поперечную прокатки применяют для изготовления изделий, имеющих форму тел вращения; косую для прокатки бесшовных труб; поперечную для прокатки изделий с периодически изменяющимся профилем по длине.
Прокатку стали обычно производят в горячем состоянии. Только тонкий листовой материал прокатывается в холодном состоянии.
Исходным материалом для прокатки являются слитки весом до 25 тонн и более. Из сталеплавильного цеха слитки поступают в отделение нагревательных колодцев прокатного цеха. Далее слитки краном и слитковозом подают на рольганг (конвейер для транспортировки массивных штучных грузов по роликам), который направляет их для проката на блюминг, прокатывающий слитки в блюмсы квадратного сечения (от 350х350 до 150х150), или слябинг, прокатывающий слитки в листы.
Далее блюмсы прокатывают на заготовку с размером поперечного сечения до 50х50 на сортовом или на непрерывно-заготовительном стане. Далее заготовки прокатывают на сортовых или других станах для получения проката различного профиля.
Сортовой прокат разделяется на простой и фасонный. Простой – профили с простой геометрией (форма поперечного сечения – круг, овал, полуовал, квадрат, прямоугольник, треугольник, шестигранник). Простой прокат может служить исходным материалом для получения фасонных профилей и заготовок для кузнечного производства. К фасонному прокату относят рельсы и различные балки – тавры, двутавры, швеллеры, уголки.
Скорость прокатки на непрерывных станах при прокатке сортового металла достигает 7-15 м/c, при прокатке проволоки 25-50 м/с, а при холодной прокатке жести – до 35 м/с. На других станах скорость прокатки не превышает 7 м/с.
Прокатка труб
Прокаткой изготовляют сварные (шовные трубы) и более точные бесшовные трубы.
При прокатке труб диаметром до 750 мм с печной сваркой штрипс нагревают в печи до t = 1300-1350 0 C и протягивают через воронку на протяжном стане, вследствие чего штрипс сворачивается в трубу, при этом кромки его соприкасаются в стык и в результате давления при протяжке свариваются. Сваренная труба прокатывается на калибровочном стане и проходит отделочные операции. Трубы диаметром больше 750 мм со стенками толщиной до 14 мм при печной сварке изготавливаются путем двух нагревов: первого до t = 1000-1100 0 C для протягивания штрипса через воронку (завертывание трубы), второй нагрев по кромкам до t=1200-1350 0 C под сварку. Сварка производится при обжатии шва между парой валков прокатного стана и оправкой.
При производстве шовных труб из ленты в рулонах обычно применяют электродуговую или газовую сварку. При этом способе сворачивание листа в трубу производитсяна непрерывном стане дуо (двухвалковом), имеющем от 5 до 12 клетей. Затем шов сваривается и труба поступает в калибровочный стан. Здесь могут быть изготовлены трубы большой длины и прочности со стенкой толщиной от 0,15 мм.
Прокатка бесшовных труб из слитков или заготовок крупного сечения состоит из двух основных операций: прошивки отверстия в слитке на валковом стане косой прокатки, в результате чего получается короткая толстая труба (гильза), и в прокатке гильзы на пилигримном стане.
Пилигримный стан для дальнейшей прокатке гильзы в трубу нужной длины представляет собой стан дуо с ручьевыми валками переменного радиуса. Прокатка гильз проходит по оправке. Гильза прокатывается в трубу постепенно за 120-180 подач. На пилигримных станах обкатывают трубы диаметром до 605 мм и длиной до 30 м и более.
Свободная ковка
Ковкой называется процесс обработки металла, находящегося в пластическом состоянии под действием бойка молота (динамическое воздействие) или пресса (статическое воздействие) с использованием при необходимости подкладного инструмента.
Изделие, полученное ковкой, называют поковкой. Поковки могут иметь самую разнообразную форму и вес от нескольких граммов до сотен тонн.
Ковку применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства. Заготовку куют между нижним (неподвижным) и верхним (подвижным) бойками молота или пресса.
 |
Рис. 8 Основные операции свободной ковки: а,г – осадка; б – высадка; в – протяжка; д – раскатка трубы на оправке; е – раскатка; ж – гибка; з – рубка; и – прошивка; к – разметка; л – пережим. 1,2 – деформация металла при осадке; 3 – отверстие, полученное прошивкой; 4 – подкладное кольцо
Основные операции свободной ковки представлены на рисунке 8.
Осадку части заготовки называют высадкой. Высаживать можно головки болтов и т. д.
Рубку обычно осуществляют в два приема. Сначала заготовку надрубают топором, а затем, перевернув на 180°, квадратом отсекают надрубленную часть.
Перед ковкой заготовку нагревают до температуры ковки в камерной печи или другом нагревательном устройстве. Как правило, ковка начинается с осадки заготовки для получения улучшенной структуры металла.
Для ковки используют пневматические или паровоздушные молоты и ковочные гидравлические прессы.
Штамповка
Штамповка во много раз производительнее ковки, так как при штамповке в большинстве случаев деформируемый материал сразу или быстро, за несколько ударов, принимает форму ручья штампа, а нередко окончательную форму поковки. Окончательную поковку получают, как правило, за несколько переходов. Штамповка позволяет получать поковки усложненной формы, невыполнимые при ковке. Напуски при штамповке уменьшаются. Штамповка обеспечивает более высокую точность и чистоту поверхности поковок. Это позволяет в 2-3 раза уменьшить припуски и допуски поковок. Благодаря этому не сопрягаемые поверхности деталей, изготовленных из штамповочных поковок, можно не обрабатывать резанием.
Горячую объемную штамповку широко применяют главным образом в массовом и крупносерийном производстве, так как при малом количестве поковок изготовление штампов экономически не выгодно.
Штампы для объемной штамповки бывают открытые и закрытые.
Открытыми называют штампы, у которых вдоль всего внешнего контура окончательного штамповочного ручья сделана специальная облойная канавка 2 (см рис. 9).
Штампы, в которых металл деформируется в закрытом пространстве, называют закрытыми, а штамповку в них безоблойной.
Закрытые штампы обычно сложнее открытых и безоблойная штамповка многих поковок, особенно сложной формы, еще не освоена. Основная причина этого заключается в том, что при штамповке в закрытых штампах необходимо строго контролировать величину угара и точно дозировать металл.
Общая технология изготовления поковок горячей объемной штамповкой обычно состоит из следующих операций.
Работают преимущественно на вторичном сырье (металлоломе);
3) легче применить самую современную технологию;
4) очень высокая степень концентрации производства;
5) реконструкция требует относительно небольших затрат, средств и времени.
14Какой механический процесс применяют для увеличения поверхности твердых материалов?
г)измельчение
д) точение
15.Какой процесс, применяется для придания продукту определенной формы и размера?
16. К какому типу машин относятся турбина и паровая машина?
а) энергетические;
б) рабочие;
в) информационные;
г) транспортные
17. Как называется изделие, выполненное из однородного материала без применения сборочных операций?
а) сборочная единица;
б) деталь;
в) комплекс;
г) комплект
18. Как называется продукт труда, прошедший одну или несколько стадий обработки на одном предприятии и предназначенный для дальнейшей обработки на другом предприятии?
а) комплектующее;
б) материал;
в) полуфабрикат;
г) заготовка.
19. Какой показатель качества машины характеризует степень удобства, комфортности при работе человека с машиной?
а) эргономический показатель;
б) показатель надежности;
в) показатель безопасности;
20. Заготовка по конфигурации и размерам от готовой детали.
а) абсолютно не отличается;
б) существенно отличается;
в) очень редко отличается;
г) иногда не отличается
д) все ответы верны.
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
1. Масса заготовки массы детали.
а) больше;
б) меньше;
в) равна;
г) нет правильного ответа
2. Какое из нижеперечисленных утверждений является неверным?
а) литье наиболее дорогой и сложный способ формообразования заготовок;
б) литье простой и универсальный способ формирования заготовок;
в) литьем можно получить заготовки массой от нескольких грамм до сотен тонн;
г) литьем можно получить очень крупные заготовки
3. Что не является достоинством литья в землю по деревянным моделям?
а) получение отливок любой сложности;
б) большие припуски;
в) неограниченные размеры отливок;
г) низкая себестоимость
д) качество отливок.
4. Литьё в кокиль (металлическую форму)
а) применяется для изготовления деталей из тугоплавких материалов;
б) применяется в серийном производстве для литья стальных деталей;
в) применяется в единичном производстве
г) применяется для сложных отливок из чёрных металлов.
д) при отливке мелких точных деталей
5. Литье по выплавляемым моделям характеризуется тем, что
а) форма и модель разовые;
б) разовая только форма;
в) разовая только модель;
г) нет правильного ответа
д) все ответы правильны.
6. Какое оборудование используется для литья под давлением:
а) гидравлический пресс;
б) машина с горячей камерой сжатия;
в) паровоздушный молот;
г) машина с холодной камерой сжатия
7. Какой вид обработки давлением заключается в обжатии заготовки вращающимися валками, что приводит к изменению формы и размеров поперечного сечения заготовки?
а) волочение;
б) прокатка;
в) штамповка;
г) ковка.
8. Что остается неизменным при обработке заготовки давлением?
а) линейные размеры;
б) объем;
в) форма;
г) все параметры меняются
д) все параметры остаются прежними.
9. Какое оборудование из ниже перечисленного нецелесообразно использовать для операций штамповки:
а) пресс винтовой;
б) молот паровоздушный;
в) пресс гидравлический;
г) стан прокатный.
10. Механическая обработка металла резанием является __??__ методом изготовления деталей наивысшей точности и самой низкой шероховатости.
а) основным и единственным;
б) не самым лучшим;
в) худшим;
г) нет правильного ответа.
11. Отодвинули ли новые электрофизические способы обработки (лазерные и др.) механическую обработку на второй план?
а) да;
б) нет;
в) не все способы;
г) нет правильного ответа.
12. Какая группа металлорежущих станков обладает наибольшей универсальностью?
а) фрезерные;
б) токарные;
в) сверлильные;
г) строгальные.
13. Какая группа станков используется для выполнения ограниченного числа операций на деталях широкой номенклатуры?
а) универсальные;
б) специализированные;
в) специальные;
г)станки с ЧПУ.
14. Из следующих утверждений выберите неверное:
а) шлифование является трудоемким процессом;
б) шлифование – чистовой, отделочный метод обработки заготовок;
в) шлифование – единственный метод обработки закаленных деталей;
г) шлифованием нельзя достичь среднего уровня точности.
15. Какой способ сборки не относится к сборке неразъемных соединений?
а) сварка;
б) склепывание;
в) склеивание;
г) соединение болтами.
16. Как называется технологический процесс получения неразъемных соединений в результате частичного оплавления соединяемых деталей и образования атомно-молекулярных связей?
а) пайка;
б) сварка;
в) ковка;
г) оплавка.
17. Какое оборудование используется при дуговой сварке плавлением:
а) сварочный трансформатор;
б) газопламенная горелка;
в) электронная пушка;
г) индукционный нагреватель.
18. Что лежит в основе электроэрозионной обработки:
а) дуговой разряд;
б) искровой разряд;
в) химическое травление;
г) механическое разрушение.
19. Что лежит в основе электрохимической обработки:
а) химическое травление;
б) искровой разряд;
в) анодное растворение;
г) электродный потенциал.
20. Что является недостатком способа электрохимической обработки:
а) низкая шероховатость обработанной поверхности;
б) высокая энергоёмкость процесса;
в) отсутствие механического воздействия на поверхность;
г) низкая размерная точность обработки.
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
1. При каких операциях применение лазера неэффективно:
а) обработка мелких отверстий;
б) обточка крупных валов;
в) резка тонких плёнок;
г) подгонка резисторов.
2. При каких операциях эффективно применение ультразвука:
а) при мойке и очистке мелких деталей;
б) при мойке и очистке крупных деталей;
в) при сварке пластмассовых плёнок;
г) при прошивании отверстий в твёрдом сплаве.
3. Какие процессы не применяются при изготовлении деталей из пластмасс:
а) объёмное прессование;
б) литьевое прессование;
в) ковка;
г) литьё под давлением.
4 Отливки – это…
а) фасонное изделие, получаемое в литейном производстве;
б) расплавленный металл, заполнивший форму;
в) полая форма, заполненная металлом;
5. Какие свойства металлов используются в литейном производстве?
а) способность при высокой температуре менять агрегатное состояние;
6. Какие полимеры после плавления затвердевают, теряя способность плавиться?
7. Полимеры какой структуры бывают твердыми или каучукоподобными?
б) разветвленной и линейной;
8. Технология – это…
а) совокупность методов и способов воздействия на предмет труда с целью изготовления готовой продукции;
б) процесс последовательного изменения состояния, свойств, формы или размеров предмета труда, который осуществляется при изготовлении готовой продукции;
в) изыскание наиболее эффективного производственного процесса.
9. Выделите наиболее характерные черты нынешнего этапа научно-технического прогресса.
а) динамизм, поступательность, необратимость
б) технологическое развитие, изменение энергетической основы и совершенствование организационной структуры производства
в) развитие компьютерной техники и средств связи
г) п.п. а,в
10. Связаны ли успехи в развитии фундаментальных наук и развитие производства?
а) нет, т.к. научные исследования ведутся в независимых от производства лабораториях
б) да, т.к. фундаментальные научные исследования финансируются промышленными предприятиями,
в) да, т.к. научные открытия проникают в производство всё больше и всё чаще именно через технологию
г) нет, т.к. развитие производства происходит благодаря рыночным законам
11. Является ли неизбежным появление отходов в ходе производственной деятельности?
а) да, т.к. используемые в настоящее время технологические процессы несовершенны
б) нет, т.к. организационными мероприятиями можно исключить образование отходов
в) да, т.к. экологическое законодательство нашей страны несовершенно
г) нет, т.к. есть принципиальная технологически осуществимая возможность их избежать
12. Почему современное промышленное производство представляет собой открытую технологическую систему?
а) потому что все предприятия связаны друг с другом материальными потоками
б) потому что на предприятие всегда поступает сырье, и производится продукция
в) потому что неизбежно появление отходов
г) пп. б, в
13. Какие два принципиально разных пути решения экологических проблем можно выделить?
а) безотходная и малоотходная технология
б) технологический и организационный
в) исключение вредных выбросов и их очистка
г) внешний и внутренний
14. Какие признаки характерны для технологического прогресса?
а) качественное изменение энергетической основы производства, появление новых предметов труда.
б) появление принципиально новых технологий, базирующихся, как правило, на научной основе.
в) существенные изменения в организации производства.
г) пп. а,б,в
15. Нынешний этап научно-технического прогресса получил название:
а) научно-технической революции
б) информационно-технологической революции
в) кибернетической революции
г) компьютерной революции
16. Какая особенность наиболее характерна для нынешнего этапа научно-технического прогресса?
а) глобализация
б) расцвет рискового предпринимательства
в) переход от экстремальных технологических условий к технологиям низких параметров, малоотходным и безотходным технологиям
г) замедление темпов развития промышленно-развитых стран, что связано в первую очередь с необходимостью решения экологических проблем
17. Какие изменения в окружающей человека природе, связанные с производством материальных благ, можно выделить?
а) позитивные и негативные
б) преднамеренные, заранее прогнозируемые, попутные
в) обратимые и необратимые
г) незначительные, кратковременные, долгосрочные
18. Промышленные отходы – это:
а) сточные воды и выхлопные газы промышленных производств
б) единичные или постоянно повторяющиеся случаи производства изделий, не предусмотренных производственной программой промышленного предприятия
в) побочные продукты основного производства, которые в данный момент не нашли рационального применения.
г) собранные надлежащим образом и захороненные в установленных местах твёрдые или жидкие продукты промышленного предприятия
19. Промышленные отходы образуются из-за:
а) наличия примесей в исходном сырье, несовершенства технологии, потери продуктов
б) несовершенства системы управления производством
в) несоблюдения экологических законов страны
г) халатности обслуживающего персонала предприятия
20. Какие группы первичных отходов выделяют в зависимости от места переработки?
а) местные и зарубежные
б) обезвреживаемые полностью и перерабатываемые частично
в) перерабатываемые в месте образования и перерабатываемые на специализированных предприятиях
г) жидкие и твердые
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
1. Выберите три типа безотходных производств:
а) химическое, физическое, биологическое
б) замкнутое безотходное производство, замкнутое малоотходное производство, открытое безотходное производство
в) производство с условно замкнутой схемой, производство с рециркуляцией загрязнителей, производство с промежуточной очисткой загрязнений
г) замкнутое безотходное производство, производство, возвращающее природе побочные продукты или отходы в природном состоянии, производство, возвращающее природе отходы для переработки естественным путём
2. Выберите наиболее распространённые методы очистки сточных вод
а) озонирование, электрокоагуляция, гиперфильтрация,
б) отстаивание, фильтрация, центрифугирование
в) химические, физические, биологические
г) биологическая, абсорбционная и электрохимическая очистка
3. Какие основные элементы входят в состав любого композитного материала?
а) металлические и неметаллические
б) основные и вспомогательные
в) матрица и наполнитель
г) органические и неорганические
4. В чём заключается сущность технологии электроэрозионной обработки деталей?
а) в использовании эффекта механической эрозии материала при протекании через него электрического тока
б) в анизотропии свойств материала при прохождении импульсных электрических разрядов
в) в расплавлении и испарении микропорций материала под тепловым воздействием импульсов электрической энергии
г) в преобразовании электрической энергии в механическую
5. По каким направлениям осуществляется технологическое использование ультразвуковых колебаний?
а) пайка, наплавка, склеивание
б) дегазация, диспергирование, сварка
в) диффузия, дисперсия, намагничивание
г) пп. а, в
6. В чём заключается сущность мембранной технологии?
а) в разделении неоднородных систем на пористых перегородках
б) в переносе вещества через полупроницаемую перегородку
в) в использовании мембран
г) в разделении веществ через полупроницаемую перегородку, при отсутствии поглощения ей разделяемых компонентов
7.Выделите основные процессы радиационно-химической технологии.
а) сварка, спекание, сушка, перегонка
б) резка, агломерация, ректификация
в) полимеризация, синтез, модифицирование
г) аморфизация, кристаллизация. диспергирование
8. Какие основные виды композитных материалов Вам известны?
а) полимерные, металлические, керамические
б) металлические и неметаллические
в) пп. б), г)
г) органические и неорганические
9. Что представляет собой порошковая металлургия?
а) отрасль черной металлургии
б) совокупность производств, изготавливающих порошки металлов и неметаллов
в) совокупность производств, изготавливающих изделия из порошков металлов и неметаллов
г) пп. б), в)
10. Какие основные стадии включает в себя технологический процесс изготовления изделий методом порошковой металлургии?
а) измельчение, смешивание, сушка, обжиг
б) получение и спекание порошков
в) диспергирование, коагуляция, формование
г) измельчение, смешивание, формование, спекание
11. Выделите важнейшие процессы лазерной обработки
а) сварка, пайка, склеивание
б) точение, сверление, фрезерование
в) легирование, модифицирование, полимеризация
г) сварка, резка, термообработка
12. В чём заключаются сущность ультразвуковой размерной обработки?
а) в упрочнении структуры исходного материала
б) в интенсивном диспергировании твердых частиц, и получении устойчивых эмульсий, не расслаивающихся с течением времени.
в) в разрушении материала с помощью инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой.
г) в получении очень точных размеров деталей под действием ультразвука
14. Какие из нижеперечисленных систем разделяются под действием центробежных сил?
а) грубые суспензии
б) тонкие суспензии,
в) промышленные пыли
15. В массообменном процессе адсорбции используют адсорбенты – вещества, способные поглощать газы, пары и жидкие растворы. Какие свойства характерны для всех адсорбентов?
а) они должны иметь низкую температуру плавления;
б) обладать повышенной пористостью;
в) быть химически активными.
16. Какая из перечисленных форм связи влаги с материалом наиболее прочная?
17. Суспензии – это дисперсные системы с
а) твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой
б) жидкой дисперсной фазы и жидкой дисперсионной среды.
в) газообразной дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой
18. Какие методы из ниже перечисленных применяются с целью разделения полученных смесей?
19 Массообменные процессы – процессы, связанные с переносом массы вещества. Какие процессы являются массообменными?