Периодические профили

В связи с широким развитием машиностроения, постоянным совершенствованием выпускаемых машин и техническим прогрессом в технологии изготовления машин возникает все большая необходимость в получении более экономичной заготовки, а также профилей сложной формы.

К экономичной исходной заготовке можно отнести ряд периодических профилей, представляющих собой круглую сталь с переменным сечением на определенной длине раската. Так, например, для изготовления осей и полуосей грузовых автомобилей требуются профили переменного сечения, которые ранее получались путем обточки заготовки круглого сечения на токарных станках. При этом был высокий расходный коэффициент металла — много металла уходило в стружку. К тому же стоимость изготовления оси или полуоси автомобиля была намного больше, нежели в случае, если заранее задается для окончательной отделки заготовка переменного сечения.

В настоящее время такие профили, как правило, получают способом горячей прокатки на специальных станах или на обычных прокатных станах, но с определенной калибровкой прокатных валков. К профилям периодических сечений относятся ступенчатые и конические валы и оси, полуоси для автомобилей, торсионные валы, шпиндели текстильных веретен и др. Если эти профили производить резанием, то расход металла в стружку может достигать 25%.

14. Получение заготовок деталей обработкой давлением. Процессы формоизменения деталей из листовых полуфабрикатов. Процессы формоизменения деталей из объёмных полуфабрикатов.

Разделительные процессы, их виды: резка, штамповка-вырезка, вырубка-
пробивка в жестких штампах, прошивка. Особенности резки эластичными средами, импульсная резка.

Процессы формоизменения деталей из листовых полуфабрикатов. Гибка, гибка-
формовка, штамповка-вытяжка в жестких штампах, эластичной матрицей, эластичным
пуансоном, глубокая вытяжка, растяжение разжимным жестким пуансоном, эластичным
пуансоном по жесткой матрице, ротационное выдавливание. Импульсные способы
формоизменения, их технологические возможности (штамповка взрывом, электрогидро-
импульсная штамповка, магнитно-импульсная обработка).

Процессы формообразования заготовок деталей из объемных полуфабрикатов.
Ковка, основные операции. Исходные заготовки. Ковка в подкладных штампах. Горячая
объемная штамповка. Штамповка в открытых и закрытых штампах. Применение
периодического проката и вальцованных заготовок для объемной штамповки. Холодная
объемная штамповка. Схемы и сущность холодного выдавливания, высадки, объемной формовки. Инструмент и оборудование для штамповки. Процессы штамповки деталей в

условиях сверхпластичности. Специальные процессы получения заготовок пластической деформацией (накатывание зубчатых колес; раскатывание колец).

Основное и вспомогательное оборудование для обработки металлов давлением.
Основное: молоты, прессы, кривошипные машины, ротационные машины,

высокоточные автоматы. Вспомогательное: раскройное оборудование, манипуляторы.

15. Сварка. Основные понятия сварки и критерии свариваемости. Классификация способов сварки.

Ручная сварка позволяет выполнять швы в любых пространственных положениях: нижнем, вертикальном, горизонтальном, вертикальном, потолочном. Ручная сварка удобна при выполнении коротких криволинейных швов в любых пространственных положениях, при выполнении швов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы.

Оборудование для ручной сварки: источник питания дуги, электрододержатель, гибкие провода, защитная маска или щиток.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом.

Для сварки используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха.

Схема автоматической дуговой сварки под флюсом представлена на рис. 17.3.

Рис.17.3. Схема автоматической дуговой сварки под флюсом

Подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва. Дуга 10 горит между проволокой 3 и основным металлом 8. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла 9 со всех сторон плотно закрыты слоем флюса 5 толщиной 30…50 мм. Часть флюса плавится и образуется жидкий шлак 4, защищающий жидкий металл от воздуха. Качество защиты лучше, чем при ручной дуговой сварке. По мере поступательного движения электрода металлическая и шлаковая ванны затвердевают с образованием сварного шва 7, покрытого твердой шлаковой коркой 6. Проволоку подают в дугу с помощью механизма подачи 2. Ток к электроду подводят через токопровод 1.

Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла.

Преимущества автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной: повышение производительности процесса сварки в 5…20 раз, повышение качества сварных соединений и уменьшение себестоимости 1 м сварного шва.

Флюсы. Применяемые флюсы различают по назначению.

Флюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей предназначены для раскисления шва и легирования его марганцем и кремнием. Для этого применяют высококремнистые марганцевые флюсы, которые получают путем сплавления марганцевой руды, кремнезема и плавикового шпата в электропечах.

Флюсы для сварки легированных и высоколегированных сталей должны обеспечивать минимальное окисление легирующих элементов в шве. Для этого применяют керамические низкокремнистые, безкремнистые и фторидные флюсы, которые изготавливают из порошкообразных компонентов путем замеса их на жидком стекле, гранулирования и последующего прокаливания. Основу керамических флюсов составляют мрамор, плавиковый шпат и хлориды щелочно-земельных металлов.

Дуговая сварка в защитных газах.

При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и сварочная ванна защищены струей защитного газа (инертного – аргон, гелий; активного – углекислый газ, азот, водород).

Сварку в инертных газах можно выполнять неплавящимся и плавящимся электродами.

В качестве неплавящегося электрода применяется пруток вольфрама, а в качестве плавящегося – проволока из основного металла или близкого ему по химическому составу. Область применения аргонодуговой сварки охватывает широкий круг материалов и изделий (узлы летательных аппаратов, элементы атомных установок, корпуса и трубопроводы химических аппаратов). Аргонодуговую сварку применяют для легированных и высоколегированных сталей, цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов.

Сварка в углекислом газе выполняется только плавящимся электродом. Защита сварочной ванны осуществляется углекислым газом. Углекислый газ химически активен по отношению к жидкому металлу. При нагреве он диссоциирует на оксид углерода и кислород, который окисляет железо и легирующие элементы. Окисляющее действие кислорода нейтрализуется введением в проволоку дополнительного количества раскислителей. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей применяют сварочную проволоку с повышенным содержанием кремния и марганца. Хорошее качество сварного шва получается при использовании специальной порошковой проволоки.

Обычно свариваются конструкции из углеродистых и низколегированных сталей (газо- и нефтепроводы, корпуса судов и т.п.). При сварке меди, алюминия, титана и редких металлов невозможно связать свободный кислород введением раскислителей.

Преимуществами данного способа являются низкая стоимость углекислого газа и высокая производительность.

Основной недостаток – разбрызгивание металла (на зачистку расходуется 30…40% времени сварки).