ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ, МАТЕРИАЛЫ, НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ

3.1. Прибор для проведения испытаний на выдавливание ПТ5.

3.2. Прибор для проведения испытания на перегиб НГ-1-2М.

3.3. Сверлильный станок с установленным грузом.

3.4. Секундомер. 

3.5. Образцы из холоднокатаной стали для проведения испытания на выдавливание.

3.6. Образцы проволоки из двух материалов (сталь марок10, 20 или из двух цветных сплавов: медный и алюминиевый сплав).

3.7.Образецы спиральных проб на жидкотекучесть.

3.8. Образцы двух материалов для проведения испытания на обрабатываемость резанием.

3.9. Плакат «Технологические испытания материалов».

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Ознакомиться с теоретическим разделом данного методического указания.

4.2. Произвести испытание на выдавливание.

4.2.1. Получить образцы для испытаний.

4.2.2. Установить образец на приборе ПТ-5.

4.2.3. С помощью сферического пуансона произвести выдавливание лунки до появления первой трещины.

4.2.4. Замерить глубину выдавленной лунки.

4.2.5. Результат замера занести в таблицу 1

4.2.6. Сделать вывод о технологической пластичности материала.

4.3. Произвести испытание на перегиб.

4.3.1. Получить два образца проволоки из разных по составу материалов.

 

Таблица 1– Результаты испытания листа на выдавливание

Материал	Толщина образца, мм	Радиус сферы пуансона, мм	Диаметр отверстия матрицы, мм	Глубина лунки, мм
		7	16

 

4.3.2. Закрепить образцы проволоки на приборе НГ-1-2М в тисках.

4.3.3. Произвести поочерёдно перегиб образцов до перелома, считая их количество до излома.

4.3.4. Результаты количества перегибов занести в таблицу 2

 

Таблица 2 – Результаты испытания на перегиб

Материал	Диаметр образца, мм	Радиус губок, мм	Диаметр отверстия серьги, мм	Число перегибов, раз
		5

 

4.3.5. Сделать вывод о технологической пластичности материалов.

4.4. Произвести испытание на обрабатываемость резанием.

4.4.1. Получить два образца из разных по составу материалов одинаковой толщины.

4.4.2. Произвести настройку сверлильного станка (установить сверло и установить число оборотов шпинделя).

4.4.3. Просверлить отверстия в образцах, засекая по секундомеру время обработки.

4.4.4. Результаты занести в таблицу 3.

 

Таблица 3 – Результаты испытания на обрабатываемость резанием

Материал образцов	Толщина образцов, мм	Вес груза, кг	Диаметр сверла, мм	Время обработки, сек.

 

4.4.5. Сделать вывод об обрабатываемости двух материалов.

4.5. Изучить методику испытания материалов на жидкотекучесть.

4.5.1. Рассмотреть выданные образцы проб на жидкотекучесть и сделать эскиз спиральной и U-образной проб (рисунок 1).

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1. Наименование работы.

5.2. Цель работы.

5.3. Краткая характеристика методов испытания.

5.4. Рисунок 1- Эскиз проб для определения жидкотекучести литейных сплавов.

5.5. Таблица 1 – Результаты испытания листа на выдавливание.

5.6. Рисунок 2 – Схема испытания листа на выдавливание.

5.7. Таблица 2 – Результаты испытания на перегиб.

5.8. Рисунок 3 – Схема испытания на перегиб.

5.9. Таблица 3 – Результаты испытания на обрабатываемость резанием.

5.10. Выводы по результатам испытания на выдавливание.

5.11. Выводы по результатам испытания на перегиб.

5.12. Результаты испытания на обрабатываемость резанием.

5.13. Общие выводы по работе.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Что такое технологические свойства конструкционных материалов?

6.2. Какие вы знаете литейные свойства?

6.3. Приведите примеры литейных сплавов.

6.4. Что такое жидкотекучесть и от чего она зависит?

6.5. В каких случаях применяется спиральная, а в каких U-образная проба на жидкотекучесть?

6.6. Что такое технологическая пластичность?

6.7. Какие факторы определяют технологическую пластичность сталей?

6.8. Какие испытания проводятся для определения технологической пластичности материалов?

6.9. Какие стали (по содержанию углерода) обладают высокой пластичностью?

6.10. В чем сущность испытания на осадку?

6.11. В каких случаях проводится испытание на осадку?

6.12. В чем сущность испытания на перегиб?

6.13. Почему машиностроительные чугуны не поддаютcя обработке металлов давлением?

6.14. Что такое обрабатываемость резанием?

6.15. В чем сущность испытания на обрабатываемость резанием?

Лабораторная работа № 3

 

Изучение Основных операций обработки

Металлов давлением

 

Цель работы

Ознакомиться с основными операциями, применяемыми при обработке металлов давлением.

 

Теоретический раздел

Обработка металлов давлением – это процесс придания материалу требуемой формы, размеров и физико-механических свойств без нарушения его сплошности путем пластической деформации.

Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяются на 2 вида:

- для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), используемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей только обработкой резанием или с использования предварительной обработки металлов давлением; основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение.

- для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближенно формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получение поверхности заданного качества; основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.

Основными способами обработки металлов давление являются: прокатка, прессование, волочение, свободная ковка, штамповка.

Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающимися валками. Силами трения заготовка втягивается между валками, а силы, нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные размеры заготовки.

Различают три основных вида прокатки - продольная, поперечная, поперечно - винтовая.

Продукция прокатного производства называется прокатом.

Форма поперечного сечения проката называется профилем.

Совокупность профилей с различной формой и размерами сечения называется сортаментом.Сортамент делится на 5 групп:

- сортовой прокат

- листовой прокат

- трубы

- периодический прокат

- специальные виды проката

Сортовой прокат разделяется на простой и фасонный (сложного профиля).

Простой прокат имеет сечение круг, квадрат, шестигранник и т.д.

Сортовой прокат фасонного профиля - это уголок, швеллер, тавр, двутавр, рельс и т.д.

Листовой прокат делится на толстолистовой (4-160 мм), тонколистовой (4 - 0, 2 мм) и фольгу (< 0, 2 мм).

Стальные трубы разделяются на бесшовные (Æ 30-650 мм) и сварные (Æ 10-1420 мм).

Периодический прокат представляет собой полосу или пруток, поперечное сечение которых изменяется по длине проката.

Специальные виды проката - это кольца, колеса, зубчатые колеса и т.д.

В качестве оборудования используются прокатные станы.

Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, причем форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы.

Оборудованием для прессования являются гидравлические прессы.

Исходной заготовкой при прессовании служит слиток или прокат, нагретый до температуры горячей обработки металлов давлением.

Прессование может быть: прямое и обратное.

При прямом - направление течения металла и действующей силы совпадают.

При обратном прессовании - направление движения металла не совпадает с направлением действия силы.

Прессованием изготавливают изделия разнообразного сортамента из цветных металлов и сплавов, в том числе прутки диаметром 3 - 250 мм, трубы диаметром 20 - 400 мм со стенкой толщиной 1, 5 - 12 мм.

Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость в инструменте – волоке. Площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия волоки.

Заготовками служат прокатная проволока, а также профили и трубы.

В качестве оборудования применяют волочильные станы (цепные и барабанные).

Этим способом получают проволоку различного профиля (круглую, квадратную, трехгранную, плоскую и т.д.) диаметром от 0, 006 до 16 мм, калибруют прутки, изготавливают трубы диаметром от капиллярных до 200 мм с толщиной стенок от 1, 5 до 12 мм.

Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путем последовательного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки заготовки.

Заготовкой под ковку служит прокат различного сечения и слитки.

Оборудованием служат гидравлические ковочные прессы (для крупных заготовок) и паровоздушные и пневмотические молоты (для мелких и средних заготовок).

Инструмент для ковки - плоские бойки, один из которых неподвижный, а второй - подвижный.

Ковка осуществляется в горячем состоянии. Заготовку нагревают перед ковкой для придания ей пластичности. Температура зависит от химического состава материала.

Заготовка, полученная в результате ковки, называется кованой поковкой. Поковки используются в качестве заготовок для дальнейшей механической обработки.

Операции свободной ковки показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 – Основные операции свободной ковки: а, б – осадка; в – высадка; г – протяжка; д – разгонка; е - прошивка

 

1. Осадка - увеличение площади сечения заготовки за счет уменьшения ее длины.

2. Протяжка - увеличение длины заготовки за счет уменьшения поперечного сечения. Совершается последовательными ударами на отдельные части нагретой заготовки.

3. Прошивка - операция, предназначенная для оформления полостей в поковке с помощью прошивки.

4. Высадка – является разновидностью операции осадки, при которой металл осаживается лишь на части длины заготовки.

5. Гибка - операция, с помощью которой заготовке придают изогнутую форму.

Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа.

Штамповка бывает объемной и листовой, горячей и холодной.

Горячая объемная штамповка

Штампы - это массивные стальные формы, состоящие из двух половин, в которых имеются полости. Верхняя часть штампа крепится к верхней подвижной части кузнечной машины. Нижняя - к нижней неподвижной части. При смыкании двух частей штампа образуется полость, которая повторяет конфигурацию будущей заготовки. Эта полость называется ручьем. При изготовлении поковок сложной формы штампы имеют несколько ручьев. Штампованная заготовка называется штампованной поковкой.

Исходной заготовкой служит прокат, порезанный на мерные заготовки.

Существует штамповка закрытая (безоблойная) и открытая (облойная). Эти виды штамповки показаны на рисунке 2.

 

Рисунок 2 – Схемы облойной (открытой) и безоблойной (закрытой) штамповок: а – открытая штамповка на молотовом штампе; б – открытая штамповка на прессовом штампе; в – закрытая штамповка на прессовом штампе

 

При открытой штамповке между 2^я частями штампа существует зазор, куда вытекает излишек металла. Образуется заусенец – облой, который надо удалять.

При закрытой штамповке зазор отсутствует, поэтому облоя нет. Этот вид штамповки более экономичный, но требует точной заготовки с точным резом, размером и массой. Поэтому этот вид штамповки используется для поковок простой формы тел вращения.

Оборудованиедля горячей объемной штамповки: штамповочные молоты с массой падающих частей 0, 63 – 25т; гидравлические прессы усилием до 750 МН; кривошипные горячештамповочные прессы усилием до 100 МН; горизонтально-ковочные машины (ГКМ).

Холодная объемная штамповка

При холодной объемной штамповке используются закрытые штампы. Заготовкой служат калиброванные прутки с точным резом и массой, которые перед штамповкой не подвергаются нагреву.

Разновидности холодной объемной штамповки:

1. Холодное выдавливание различают:

- Прямое – применяют для получения клапанов, трубок, полых стаканов с фланцем и т. д;

- Обратное – применяют для изготовления деталей типа экранов радиоламп, тюбиков с толщиной стенок 0, 08мм (алюминиевых) и 1, 5 – 5мм (стальных);

- Боковое – металл течет в боковые отверстия матрицы. Применяют для изготовления крестовин, тройников и т.д.;

- Комбинированное – объединяет рассмотренные выше способы в различных сочетаниях. Схемы показаны на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схемы холодного выдавливания: а, б – прямое; в, г - обратное; д – боковое; е – комбинированное

 

2. Холодная высадка - это процесс осадки в штампе части заготовки или образование в ней местных утолщений требуемой формы. Схема холодной высадки показана на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема холодной высадки

 

Этот процесс выполняют на специальных холодновысадочных автоматах.

Заготовка под высадку – проволока или пруток диаметром от 0, 5 до 50 мм. Последовательность изготовления деталей показана на рисунке 5.

Рисунок 5 – Последовательность переходов получения болта холодной высадкой

 

Этот процесс применяют для изготовления крепежных изделий, таких как болтов, винтов, заклепок, гвоздей и т.д. Рисунок 6.

 

Рисунок 6 – Типовые детали, получаемые холодной высадкой

Листовая штамповка

В качестве заготовки при листовой штамповке используют поученные прокаткой лист, полосу или ленту, свернутую в рулон.

Основным оборудованием служат кривошипные прессы. Инструментом служат штампы.

В зависимости от толщины обрабатываемого материала листовую штамповку делят на толстолистовую штамповку (толщина листа > 10 мм) и тонколистовую (толщина листа < 10 мм). Тонколистовую штамповку осуществляют в холодном состоянии.

Различают 2 вида операций листовой штамповки: разделительные и формообразующие.

К разделительным относятся отрезание, вырубка, пробивка, обрезка и др.

К формообразующим относятся вытяжка, формовка, отбортовка, гибка и др.

Основные операции листовой штамповки показаны на рисунке 7.

Этим методом изготавливают самые разнообразные плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (секундная стрелка ручных часов), и детали массой десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолета, ракеты).

Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок обычно незначительно отличается от толщины исходной заготовки. При изготовлении пространственных деталей заготовка обычно испытывает значительные пластические деформации. Это обстоятельство вынуждает предъявлять к материалу заготовки достаточно высокие требование по пластичности.

Наиболее распространенными металлами и сплавами при листовой штамповке являются низкоуглеродистая сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь, содержащая свыше 60% меди, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и др.

 

Рисунок 7 – Основные операции листовой штамповки: а – отрезка; б – вырубка; в – пробивка; г – просечка; д – гибка; е – отбортовка; ж – надрезка; и - вытяжка без утонения стенок; к – вытяжка с утонением стенок; л – раздача; м – обжимка; н - завивка

 

К достоинствам листовой штамповки относятся:

- возможность получения деталей минимальной массой при заданной их прочности и жесткости;

- достаточно высокая точность размеров и качество поверхности, позволяющие до минимума сократить отделочные операции обработки резанием;

- сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность (30 – 40 тыс. деталей в смену с одной машины).

Листовая штамповка экономически целесообразна в массовом и мелкосерийном производствах.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: