Выбор заготовок в машиностроении

Васильев А.С., Кондаков А.И.
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Выбор заготовок в машиностроении

1. ВИДЫ ЗАГОТОВОК И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
 
1.1. Общие сведения о заготовках
Заготовкой в машиностроении называют предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхностей и (или) материала изготовляют деталь. Заготовительное производ­ство является неотъемлемой начальной фазой любого машино­строительного производства.
Заготовки принято различать по виду, отражающему харак­терные особенности базового технологического метода их изго­товления. Выделяют следующие виды заготовок:
1) получаемые литьем (отливки);
2) получаемые обработкой давлением (кованые и штампо­ванные заготовки);
3) заготовки из проката;
4) сварные и комбинированные заготовки;
5) получаемые методами порошковой металлургии.
Заготовка может быть штучной (мерной) или непрерывной, например пруток горячекатаного проката, из которого путем его разрезки в процессе изготовления могут быть получены отдель­ные штучные заготовки.
Развитие машиностроения привело к появлению еще одного вида заготовок — получаемых из конструкционной керамики.
Заготовка каждого вида может быть получена одним или не­сколькими способами, родственными базовому. Например, от­ливка может быть получена литьем в песчаные, оболочковые формы, в кокиль и т. д.
 
Литьем получают заготовки практически любых размеров как простой, так и очень сложной конфигурации практически из всех металлов и сплавов. Качество отливки зависит от усло­вий кристаллизации металла в форме, определяемых способом литья. В некоторых случаях внутри стенок отливок возможно образование дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, горячие и холодные трещины), которые обнаруживаются только после черновой механической обработки.
Обработкой металлов давлением получают кованые и штам­пованные заготовки, а также машиностроительные профили, Ковку применяют в единичном, мелкосерийном производстве, а
также при изготовлении очень крупных, уникальных заготовок и заготовок с особо высокими требованиями к объемным свойствам материала. Штамповка позволяет получить заготовки, близкие по конфигурации к готовой детали. Механические свойства заготовок, полученных обработкой давлением, выше, чем литых.
 
Машиностроительные профили изготовляют прокат­кой, прессованием, волочением.
Заготовки из проката применяют в единичном и серийном производстве. Прокат выбранного профиля путем разрезки пре­вращают в штучные (мерные) заготовки, из которых последую­щей механической обработкой изготовляют детали. Совершен­ство заготовки определяется близостью выбранного профиля проката поперечному сечению детали (с учетом припусков на обработку).
 
Сварные и комбинированные заготовки изготовляют из от­дельных составных элементов, соединяемых с помощью различ­ных способов сварки. В комбинированной заготовке, кроме того, каждый составной элемент представляет собой самостоя­тельную заготовку соответствующего вида (отливка, штамповка и т. д.), изготовленную выбранным способом по самостоятель­ному технологическому процессу. Сварные и комбинированные заготовки значительно упрощают создание конструкций сложной конфигурации. Неправильная конструкция заготовки или неверная технология сварки могут привести к дефектам (короб­ление, пористость, внутренние напряжения), которые трудно исправить механической обработкой.
Заготовки, получаемые методами порошковой металлургии, по форме и размерам могут соответствовать готовым деталям и требовать лишь незначительной, чаще отделочной обработки.
Заготовки из конструкционной керамики применяют при создании теплонапряженных и (или) работающих в агрессивных средах деталей.
Заготовку перед первой технологической операцией процес­са изготовления детали называют исходной заготовкой.
 
1.2. Отливки
Отливка - изделие или заготовка, полученные технологиче­ским методом литья. Применяемые в литейном производстве сплавы разделяют следующим образом: 1) чугуны и стали; 2) бронзы и литейные латуни; 3) алюминиевые литейные сплавы; 4) магниевые литейные сплавы; 5) тугоплавкие (на основе титана, вольфрама, ниобия, ванадия), цинковые, легкоплавкие (на основе висмута, олова, свинца, кадмия) и другие сплавы. Брон­зы, латуни, алюминиевые, магниевые и цинковые сплавы назы­вают цветными сплавами. Около 75 % всех отливок (по массе) изготовляют из чугуна, примерно 20 % — из сталей и до 4 % — из цветных сплавов.
В зависимости от массы чугунные и стальные отливки раз­деляют на мелкие (до 100 кг), средние (100... 1000 кг), крупные (1000...5000 кг), тяжелые (5000...20 000 кг) и особо тяжелые (свыше 20 000 кг).