Максимальное
приближение геометрических форм и размеров заготовки к размерам и форме готовой
детали – главная задача заготовительного производства.
Общие принципы выбора заготовки
Наиболее широко
для получения заготовок в машиностроении применяют следующие методы: литье,
обработка металла давлением и сварка, а также комбинация этих методов.
Литье – получение
заготовок путем заливки расплавленного металла заданного химического состава в
литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки.
Обработка давлением
–
технологические процессы, которые основаны на пластическом формоизменении
металла.
Сварка – технологический
процесс получения неразъемных соединений из металлов и сплавов в результате
образования атомно-молекулярных связей между частицами соединяемых заготовок.
Основные
факторы, влияющие на выбор способа получения заготовки.
Характер производства.
Для
мелкосерийного и единичного производства характерно использование в качестве
заготовок горячекатаного проката, отливок, полученных в песчано-глинистых
формах, поковок, полученных ковкой.
Кузнечно-штамповочное производство,
отрасль тяжёлого машиностроения, производящая различные металлические изделия
(от деталей машин до предметов домашнего обихода) ковкой, штамповкой,
прессованием. В основе методов К.-ш. п. лежит способность материалов
деформироваться, т. е. изменять свою форму без разрушения под действием внешних
сил. Ценность способов К.-ш. п. заключается в том, что при обработке заготовок
давлением их форма изменяется в результате перераспределения металла, а не за
счёт удаления его излишка, как при обработке металлов резанием, что позволяет
резко сократить отходы и одновременно увеличить прочность материала. Для увеличения пластичности при обработке
давлением часто применяют нагрев, что позволяет снизить усилия в 10—15 раз по
сравнению с обработкой холодной заготовки, а также избежать появления трещин и
сократить время операции. В качестве нагревательных устройств в К.-ш. п.
используют печи: пламенные (камерные и методические) и электрические (с нагревательными
элементами и индукционные).
Основные способы обработки
металлов, применяемые в К.-ш. п., характеризуются состоянием исходного
материала (прокат, слиток, лист и т. д.), оборудованием (пресс, молот),
инструментальной оснасткой и технологическими приёмами. По этим
признакам различают: ковку (преимущественно с нагревом), объёмную и листовую
штамповку (горячую и холодную), прессование (главным образом с нагревом).
Ковка — способ
обработки металлов, характеризующийся тем, что течение материала в стороны, как
правило, не ограничено инструментом — штампом. Ковкой получают изделия массой
до 200 т. Заготовки деформируются непосредственно верхним бойком штампа или
простейшими приспособлениями, кузнечным инструментом. Ковкой получают детали из
слитков или проката.
Штамповка
— способ обработки металлов давлением, при котором течение металла ограничено
поверхностями полостей и выступов штампа. Верхняя и нижняя
части штампа образуют замкнутую полость по форме изготовляемой детали —
штамповки. В зависимости от формы заготовки (лист, прокат и т. д.),
оборудования и технологических приёмов различают объёмную штамповку и листовую
штамповку. Кроме того, штамповку можно осуществлять с нагревом и без нагрева.
Прообразом штамповки можно считать чеканку монет. Штампованные детали имеют в
2—3 раза меньшие припуски на обработку, чем кованые, т. е. выше процент
использования металла. Чтобы сократить отход металла, уменьшить последующую
обработку применяют безоблойное штампование. При горячей штамповке на молотах окалина
удаляется в промежутках между первыми ударами. На прессах штамповку выполняют
за один ход. В связи с этим применяют т. н. безокислительный нагрев заготовок
(обычно прокат), например в индукционных печах. Это обеспечивает получение
изделий почти без окалины. Труднодеформируемые материалы штампуют, как правило,
на гидравлических прессах в штампах, нагретых до температуры обрабатываемого
материала (например, для титановых сплавов до 800 °С), — т. н. изотермическая
штамповка.
Для обеспечения более высокой чистоты
поверхности, большей точности размеров изделия применяют холодную штамповку,
процесс которой аналогичен горячей штамповке, но исключает нагрев.
Листовая штамповка — способ
получения тонкостенных изделий плоской или пространственной формы. Тонколистовой
материал (до 4 мм) штампуют без нагрева, толстолистовой (свыше 4 мм) — с
нагревом. Получаемые этим способом детали имеют точные размеры и обычно не
нуждаются в дальнейшей обработке резанием.
Прессование
— способ получения изделий из различных профилей, прутков, труб и др., при котором заготовка, помещенная в специальный контейнер,
выдавливается из него пуансоном (пресс-штемпелем) через отверстие в матрице,
имеющее форму (очертания) будущего изделия. Осуществляется на гидравлических
прессах с усилием до 200 Мн (20000 тс). Прессованные
изделия имеют высокую точность размеров и в большинстве случаев практически не
требуют последующей механической обработки. Установка инструмента проста, что
позволяет быстро переналаживать оборудование для изготовления различных
изделий.
Литейная
технология – это процесс получения литых заготовок
путем заливки расплавленного металла в формы, полость которых повторяет
конфигурацию отливки. При охлаждении металл отвердевает и принимает
конфигурацию полости формы.
Резка
металла гильотиной. Данный вид резки металла
осуществляется при помощи специальных ножниц м ножей
для рубки металла, что обеспечивает аккуратный рез без зазубрин и смятых
кромок. При резке металла гильотиной имеется возможность использования
специальных ножей для резки углового, квадратного и круглого профилей.
Гильотинная резка металла обеспечивает высокую точность реза и дает возможность
проводить как поперечную так и продольную резку
металлов.
Применение
На некоторых
машиностроительных предприятиях целесообразно иметь свой заготовительный цех,
чем закупать у сторонних предприятий заготовки для изделий. Есть и целые
предприятия, которые специализируются на заготовительном производстве. На таких
предприятиях технологи определяют, какого рода оборудование подойдет и для каких процессов. На разных предприятиях
– в связи с разными задачами, решаемых
на данном предприятии, - разное оборудование.
Оборудование
подбирается в зависимости от параметров: отмассовости производства, от
размеров, от материала, от формы изделия.