Содержание
1. Технологияиз металлургии (производство металлоизделий прокаткой)
2. Технологиямашиностроения (технологические процессы сборки изделий машиностроения)Список использованных источников
1 Технология из металлургии (производство металлоизделийпрокаткой)
Сортамент прокатных изделий весьма разнообразен: листы, сортовойпрокат (профили круглого, квадратного, шестигранного сечений, уголок, швеллер,тавр, двутавр, балки и т.д.), трубы, специальный прокат (кольца, бандажи,зубчатые колеса и шестерни, оси и валы, периодический профиль и т.д.).Совокупность профилей и их размеров, а также сплавов, из которых ихизготавливают, называют сортаментом.Металлопрокатпреимущественно выпускают металлургические заводы (комбинаты). Однако прокаткаметаллоизделий в последние годы широко применяется и на машиностроительных иприборостроительных предприятиях, поскольку является прогрессивным способомметаллообработки, позволяющим обеспечить высокое качество продукции, огромнуюпроизводительность и экономическую эффективность. В некоторых случаях прокаткаявляется единственным способом производства изделий, в частности, листов, труб,высокопрочных сортовых профилей. По качеству выпускаемых изделий ипроизводительности прокатка не имеет себе равных среди других способовметаллообработки.
Важнейшим преимуществом прокатки является то, что наряду сформоизменением заготовки сплаву придают уникальные прочностные свойства.Поэтому не менее 80% выплавляемых металлов и сплавов прокатывается, чтопозволяет многие предприятия обеспечить высококачественными заготовками иготовыми профилями (рельсы, балки, профили для рессор и пружин, колес,напильников, зубил, деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин ит.п.). Для получения всего сортамента проката исходным материалом служатслитки, непрерывно литые заготовки, полупродукт (катанные блюмы, слябы,заготовки), а также сортовой, листовой и полосовой подкат. Различают прокатгорячекатаный и холоднокатаный. Холодной прокаткой получают изделия, площадипоперечного сечения которых относительно небольшие (тонкие листы, тонкостенныетрубы и т.д.). Холодная прокатка отличается высокой точностью геометрическихразмеров получаемых металлоизделий и соответствующим качеством формируемыхповерхностей.
Прокаткой называют процесс пластического формоизменения материала,последовательно увлекаемого в очаг деформации силами трения, действующими наконтактной поверхности «деформируемая заготовка – движущийся инструмент». Припрокатке одновременно подвергается пластической деформации не весь объемматериала, а лишь его часть, находящаяся в очаге деформации. Это позволяетобрабатывать большие массы материала при оптимальных энергозатратах и размерахоборудования, производить обработку с огромными скоростями, обеспечиватьвысокую точность получаемых изделий при минимальном износе инструмента.
Различают три основных способа прокатки, отличающиеся направлениемобработки или характером выполнения деформации: продольная, поперечная ипоперечно-продольная (винтовая). Каждый из этих способов можно производить принагреве обрабатываемых заготовок (горячая) и без нагрева (холодная прокатка).
Продольная прокатка наиболее распространена и, как правило,предшествует остальным способам. Сущность продольной прокатки состоит в том,что деформация заготовки осуществляется движущимся инструментом, векторыскоростей вращения которого на выходе из очага деформации параллельны осиобрабатываемой заготовки. Продольной прокаткой изготавливают листы, сортовойпрофиль, трубы, периодический прокат и ряд специальных видов металлоизделий.
Поперечная прокатка характеризуется движением обрабатывающегоинструмента перпендикулярно оси прокатываемой заготовки (например, вращениемвалков в одну сторону, а круглой заготовки – в противоположную). Обжатиезаготовки и придание ей формы обеспечивается соответствующей профилировкойвалков и изменением межосевого расстояния. К поперечной прокатке относятпоперечноклиновую прокатку, деформация заготовки при которой осуществляетсяпоступательно или вращательно перемещающимся клиновым инструментом, которыйвнедряется в исходную заготовку, вызывая ее вращение. Поперечной прокаткойформируют на заготовке поверхности вращения и изготавливают ступенчатые валы иоси.
При поперечно-продольной прокатке деформация заготовкиосуществляется вращающимися в одну сторону валками при вращении заготовки впротивоположную сторону и непрерывном перемещении ее вдоль своей оси внаправлении меньшего расстояния между валками. Перемещение заготовки вдольсвоей оси осуществляется за счет контактного трения или за счет внешних сил.Винтовой прокаткой изготавливают периодический прокат, ступенчатые валы и оси,трубы.
Технологический процесс прокатки включает в себя следующиеоперации:
1) подготовка заготовки к деформации (разупрочняющаятермообработка, удаление поверхностных дефектов, очистка поверхности от окалиныи т.п.);
2) нагрев заготовки, многократная деформация в прокатных валках;
3) резка проката на мерные длины;
4) охлаждение;
5) термообработка;
6) правка;
7) отделка;
8) контроль качества;
9) упаковка.
Нагрев слитков и заготовок перед прокаткой имеет целью улучшениеисходной структуры металлов и сплавов, уменьшение сопротивления деформации иповышение технологической пластичности материала. Прокатка нагретой заготовкидо оптимальной температуры (для сталей – 800 – 1250 °С)обеспечивает высокое качество проката, минимальный расход энергии, позволяетприменить повышенные обжатия за проход, сокращает аварийные остановкиоборудования.
К технологическим параметрам прокатки относят: температурудеформируемой заготовки, частное (за один проход между валками) и общее обжатиезаготовки, скорость прокатки (скорость выхода заготовки из валков можетдостигать до 100 м/с), диаметр валков и коэффициент контактного трениямежду инструментом и деформируемой заготовкой. Для характеристики деформациипри прокатке используют абсолютные и относительные показатели:
1) абсолютное обжатие />;
2) относительное обжатие />;
3) коэффициент вытяжки />;
где h0– высота заготовки до деформации;
h1 – высота заготовки после деформации;
L0– длина заготовки до деформации;
L1 – длина заготовки после деформации/
Абсолютное и относительное обжатие заготовки за один проходограничено условием захвата металла прокатными валками, а также их прочностью.Поэтому в зависимости от условий прокатки относительное обжатие за проходобычно не превышает 0,35 – 0,45. Кроме того, определенные ограничения накладываютфизико-механические свойства деформируемого материала, особенно при холоднойпрокатке.
Основным деформирующим инструментом для прокатки металлоизделийобычно являются прокатные валки, в редких случаях используется и плоскийклиновой инструмент. При изготовлении труб используют оправки (короткие,длинные, плавающие), назначение которых – оформлять внутреннююповерхность полых изделий. Валок состоит из рабочей части, или бочки, двухопор, или шеек, и хвостовика для передачи крутящего момента вращающемуся валку.Валки бывают цельные и составные, ручьевые и безручьевые (с гладкойцилиндрической или конической поверхностью, например, для прокатки листов илисортового профиля). Прокатные валки являются деформирующим инструментом,воспринимающим высокие удельные и суммарные давления и работающим в тяжелыхусловиях (температура, трение скольжения). Валки изготавливают из чугуна, сталии твердых сплавов. Обычно рабочая поверхность валков должна иметь высокуютвердость, особенно при холодной прокатке, которая характеризуется большимиудельными нагрузками. Диаметр рабочей поверхности валка в зависимости отназначения прокатного оборудования может лежать в широких пределах – от 1 ммдо 1800 мм. Малые диаметры применяют при холодной прокатке высокопрочныхсплавов. В этом случае для обеспечения их нормальной эксплуатации применяют такназываемые опорные валки, которые устанавливаются в специальных многовалковыхклетях.
Прокатку осуществляют на специальном оборудовании, которое принятоназывать прокатным станом.Он включает комплекс технологических машин иустройств. Оборудование прокатного стана подразделяют на основное ивспомогательное. Основное оборудование предназначено для выполнения главнойоперации в технологическом процессе – прокатки, т.е. для осуществления вращениявалков и непосредственной пластической деформации заготовки для придания ейнеобходимой формы, размеров и свойств. Это оборудование принято называтьглавной линией прокатного стана. Различают станы: одновалковые, двухвалковые,многовалковые, линейные, непрерывные, полунепрерывные, заготовочные, листовые,сортовые, балочные, специальные и т.д.
Помимо пластической деформации, на прокатном стане выполняютдругие разнообразные операции, которые можно разделить на четыре группы,предназначенные для: подготовки металла к прокатке; нагрева металла;транспортировки; отделки и контроля.
Подготовка металла к прокатке включает в себя удаление с его поверхностидефектов и окалины, травление, очистку и соответствующее покрытие поверхности сцелью оптимизации процесса прокатки и получения качественного изделия.
Удаление поверхностных дефектов производится строганием, обдиркойна токарных и абразивных станках, вырубкой пневматическими молотками испециальными машинами, огневой зачисткой.
Для нагрева заготовок применяют нагревательные устройства, тип иконструкция которых зависит от прокатного стана. На блюмингах и слябингахприменяют нагревательные колодцы; мелкие слитки и заготовки нагревают вметодических пламенных или электрических печах.
Транспортные устройства перемещают заготовки вдоль и поперекстана, поднимают и опускают, поворачивают вокруг горизонтальной и вертикальнойоси. К ним относят: рольганги, манипуляторы, кантователи и поворотныемеханизмы, подъемно-качающие столы, опрокидыватели, слитковозы и т.д.
Оборудование для отделки и контроля проката включает: устройствадля резки металла, машины для правки проката, устройства для термообработкипроката, агрегаты для металлических и полимерных покрытий, устройства и приборыдля контроля качества проката, машины для увязки и пакетирования проката.
Технико-экономические показатели прокатных станов следующие:производительность (часовая, годовая), число часов работы стана в год, расходметалла (выход годного %), расходный коэффициент, расход электроэнергии натонну проката (кВт/т), расход топлива (кДж/т), расход воды (м3/т),расход технологической смазки (кг/т), расход валков (кг/т), количество валковпрокатной клети, количество прокатных клетей и их расположение в главной линии,диаметр и длина бочки валков, скорость прокатки (м/с).
2 Технология машиностроения (технологическиепроцессы сборки изделий машиностроения)
Сборочный чертеж является основным исходным документом, покоторому разрабатывается последующий технологический процесс сборкиметаллоизделия. Сборочный чертеж должен содержать: необходимые проекции,разрезы и сечения; спецификацию элементов изделия; размеры, выдерживаемые присборке; посадки в сопряжениях; данные о массе изделия и его составных частей. Втехнических условиях указывают точность сборки, качество сопряжений, ихгерметичность, жесткость стыков, моменты затяжки резьбовых соединений, точностьбалансировки, методы выполнения соединений, последовательность сборки, методыконтроля и другие сведения.
Изучение собираемого изделия завершается составлениемтехнологических схем общей и узловой сборки. Эти схемы, являясь первым этапомразработки техпроцесса, в наглядной форме отражают маршрут сборки изделия и егосоставных частей. При определении последовательности сборки анализируютразмерные цепи изделия, сборку начинают с наиболее сложной и ответственнойцепи. Последовательность сборки четко отражается в технологической карте(схеме). Если цепи равноценны по точности, то сборку начинают с более сложнойцепи. На последовательность сборки влияют: функциональная взаимосвязь элементовизделия, конструкция базовых элементов, условия монтажа, установкалегкоповреждаемых элементов в конце сборки, размеры и масса присоединяемых элементов,а также степень взаимозаменяемости элементов изделия.
По разработанным технологическим схемам узловой и общей сборкиопределяют технологические сборочные операции. Содержание операций сборкиустанавливают так, чтобы на каждом рабочем месте выполнялась однородная изаконченная работа, что способствует специализации сборщиков, повышениюкачества и производительности их труда. Затем определяют темп общей и узловойсборки, по которому устанавливают тип производства.
Маршрутная технология включает установление последовательности исодержание технологических операций, в том числе и вспомогательных. На этаперазработки маршрутной технологии нормы времени выполнения операций назначают навсе операции технологического процесса после выявления их структуры исодержания. Для серийного производства при нормировании используют укрупненныенормативы, для массового – проводят детальный расчет.
При сборке изделий применяют разъемные и неразъемные соединения.Разъемные соединения допускают разборку без повреждения сопрягаемых деталей. Кним относят: резьбовые, клиновые, штифтовые, шлицевые, шпоночные и профильныесоединения, а также соединения с помощью упругих элементов (стопорных колец). Кнеразъемным соединениям относят соединения, полученные сваркой, пайкой, клепкой,прессованием, развальцовкой, отбортовкой, склеиванием.
Резьбовые соединения весьма распространены в машиностроении. Их выполняют,применяя крепежные детали (болты, винты, шурупы, гайки, резьбовые шпильки);иногда резьбу выполняют непосредственно на самой детали. Болтовое и винтовоесоединение как наиболее простое особенно часто применяется при массовом икрупносерийном производстве, так как возможно эффективно использоватьсовременные средства механизации и автоматизации. Требуемая затяжка резьбовых соединенийможет быть легко обеспечена, что во многих случаях весьма важно (дляобеспечения герметичности соединений, предотвращения самоотвинчивания). Дляограничения крутящего момента при ручной затяжке резьбового соединенияприменяют предельные и динамометрические ключи. При использовании электрическихи пневматических гайковертов заданный момент затяжки обеспечивают муфтытарирования, реле тока, самоостановкой двигателя в конце затяжки.
Штифтовые соединения применяют для точной фиксации сопрягаемых деталей междусобой, а иногда и для передачи сдвигающих сил перпендикулярно их оси. Шпоночныеи шлицевые соединения используют для передачи крутящего момента, например отэлектродвигателя к входному валу редуктора. Шлицевые соединения целесообразноприменять в массовом производстве, они более надежны и с их помощью можнопередавать большие крутящие моменты. Однако их изготовление требуетспециального инструмента и соответствующего оборудования. Профильные соединенияимеют преимущества по сравнению со шпоночным: они обеспечивают хорошеецентрирование деталей, не имеют острых углов и резких переходов сечения, чтожелательно при термообработке.
Для получения прочных, герметичных и имеющих небольшие габаритысоединений часто целесообразно применять такие виды неразъемных соединений, какпайка и сварка. Пайка получила широкое распространение в радиоэлектроннойпромышленности, при сборке трубопроводов из цветных металлов и сплавов, присоединении твердосплавных, керамических и алмазных элементов инструмента сдержавками и оправками и т.д. Сварка наиболее часто используется в автостроении(электроконтактная и электродуговая), при производстве металлоконструкций встроительстве, в машиностроении, металлоизделий бытового назначения и т.д.Электросварка незаменима при изготовлении больше габаритных металлоконструкций(станины оборудования, емкости для хранения газа и жидкости, трубопроводы,мосты и т.п.). Технологические процессы выполнения таких сварных соединенийдолжны быть достаточно глубоко проработаны, требуют строгого выполнениятехнологических параметров, что часто может быть обеспечено только при высокомуровне автоматизации сварочных работ.
Список использованных источников
1. Сычев Н.Г.,Хмель С.А. Производственные технологии: Тексты лекций. Мн.: НО ООО «БИП‑С»,2002. – 128 с.
2. Производственныетехнологии: учеб. пособие / Д.П. Лисовская и др.; под общ. ред. Д.П. Лисовской.– Мн.: Вышэйшая школа, 2005. – 479 с.