Литейное и сварочное производство

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

литейный зубофрезерный станок

1. Структура завода и состав входящих в него основных подразделений, характеристика выпускаемой продукции

2. Литейное производство, изготовление литейной формы, её заливка и выбивка

3. Обработка металлов давлением, её основные виды, оборудование для обработки материалов давлением

4. Сварочное производство, виды сварки, роль сварки в машиностроительном и ремонтном производстве

5. Получение навыков работы на металлорежущем оборудовании

6. Обработка заготовок на зубофрезерных станках, используемый режущий инструмент и оборудование

Литература

1. Структура завода и состав входящих в него основных подразделений, характеристика выпускаемой продукции

РУПП "БЗАЛ" более 30 лет работает на рынке станкостроения. Завод начал путь в самостоятельную жизнь 14 марта 1974 г. Наряду с основными видами продукции заводом освоены мощности по выпуску товаров народного потребления. В августе 2001 г. Барановичский завод автоматических линий из подчинения Министерству промышленности республики перешел в состав Белорусской железной дороги. В общем объеме производства заказы железной дороги составили в 2001 г. 8,6 %, в 2002 г. - 18,8 %, а в 2003 г. - 20,5 % от общего объема произведенной продукции.

Благодаря предпринятым усилиям со стороны администрации портфель заказов, поступающих от машиностроителей России, стал постоянно увеличиваться. В 2002-2005 гг. завод активно работал с Заволжским моторным заводом, заводом "Псковкабель", "УАЗ" (г. Ульяновск), ЗАО "Петербургский тракторный завод", ООО "СТАРК" (г. Ярославль), ГУП ПО "Уралвагонзавод" (г. Нижний Тагил) и др.

Из числа отечественных машиностроителей завод продолжал тесное сотрудничество с МАЗ, ММЗ, РУПП "БААЗ", РУП "Борисовский завод агрегатов" и многими другими.

Продукция.

Основной ассортимент выпускаемой продукции завода составляют станки металлорежущие агрегатные и специальные, в том числе переналаживаемые с ЧПУ; станки специальные токарные для обработки деталей в патроне; станки фрезерно-центровальные; линии автоматические; унифицированные и оригинальные узлы для металлорежущих станков, в том числе сверлильные, расточные, фрезерные бабки, головки пинольные, столы силовые электромеханические и гидравлические, в том числе ШВП, столы поворотные делительные, шпиндельные коробки. Для повышения конкуренто-способности на рынке предприятие выпускает деревообрабатывающие станки и промышленное деревообрабатывающее оборудование; замки врезные, навесные, защелки дверные, а также проводит модернизацию и капитальный ремонт металлорежущего оборудования, в частности осуществляет капитальный ремонт станков для обточки колесных пар фирмы "Рафамет" и другого оборудования для предприятий железной дороги. Специалисты завода способны изготовить нестандартное оборудование и конструкции любой сложности.

Система управления качеством.

В соответствии с основными направлениями социально-экономического развития Республики Беларусь на 1996-2000 гг. в качестве главной цели промышленной политики республики Правительством были определены задачи по повышению эффективности и конкурентоспособности продукции на внутреннем и внешнем рынках. При этом основным направлением должно было стать внедрение на предприятиях Республики Беларусь систем управления качеством в соответствии с международными стандартами серии ISO 9000. В марте 2001 г. заводу был вручен национальный сертификат качества Республики Беларусь. На заводе сертифицирована система качества производства металлорежущего оборудования в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9001. Весной 2004 г. право заводчан на владение этим сертификатом было подтверждено. На предприятии внедрена cистема менеджмента качества (СМК), она получила сертификат ISO 9001-2000. Внедренная система значительно повысила роль высшего руководства предприятия в управлении качеством, реально вовлекла весь персонал в СМК, обеспечила более полную ориентацию на потребителя, потребовала поиска новых технологий и материалов.

Качество и конкурентоспособность продукции являются основополагающими факторами, способствующими реализации выпускаемой продукции и получения заказов. Беспрекословное следование производственниками политике завода в области качества гарантирует достижение поставленных целей.

Работа с персоналом.

На предприятии созданы хорошие условия для труда и отдыха. К услугам работников две столовые, магазин-кулинария, библиотеки, детский сад, здравпункт, спортивный зал. Завод обеспечивает профессиональное обучение своим работникам, всячески способствует повышению уровня их квалификации. Взят курс на омоложение коллектива, большинство из принятых на работу после окончания технических вузов молодых специалистов (конструкторы, технологи, программисты, электронщики) уже вносят немалый реальный вклад в создание высокоточного уникального оборудования.

2. Литейное производство, изготовление литейной формы, её заливка и выбивка

Литейное производство -- отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных деталей и заготовок путём заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию требуемой детали.

В процессе литья, при охлаждении металл в форме затвердевает и получается отливка -- готовая деталь или заготовка, которая при необходимости (повышение точности размеров и снижения шероховатости поверхности) подвергается последующей механической обработке. В связи с этим перед литейным производством стоит задача получения отливок, размеры и форма которых максимально приближена к размерам и форме готовой детали. В машинах и промышленном оборудовании от 50%-ти до 95%-ти всех деталей изготовляют способом литья в землю.

Для изготовления отливок в разовых песчаных формах необходима специальная литейная оснастка, от конструкции и качества которой в значительной мере зависит качество и трудоемкость производства литья.

Литейная оснастка по своей роли в процессе изготовления отливок подразделяется на формообразующую (основную) и универсальную (вспомогательную).

Формообразующая оснастка представляет собой модельный комплект, в который входят: модели, стержневые ящики, элементы литниковой системы, модельные плиты, шаблоны для изготовления форм и стержней.

Модель - приспособление для получения внутренних рабочих поверхностей в литейной песчаной форме, которые после заполнения расплавом образуют отливку.

Виды литья. Известно множество разновидностей литья:

- в песчаные формы (ручная или машинная формовка);

- в многократные (цементные, графитовые, асбестовые формы);

- в оболочковые формы;

- по выплавляемым моделям;

- по замораживаемым ртутным моделям;

- центробежное литье;

- в кокиль;

- литьё под давлением;

- по газифицируемым (выжигаемым) моделям;

- вакуумное литьё;

- электрошлаковое литьё.

Так как разновидности литья различаются одновременно по многим разнородным признакам, то возможны и комбинированные варианты, например, электрошлаковое литьё в кокиль.

Литьё в песчаные формы.

Литьё -- технологический процесс изготовления заготовок (реже -- готовых деталей), заключающийся в заполнении предварительно изготовленной литейной формы жидким материалом (металлом, сплавом, пластмассой и т. п.) с последующим его затвердеванием.

Литьём называют также продукцию литейного производства, художественные изделия и изделия народных промыслов, полученные с помощью литья.

Литьё в кокиль.

Литьё металлов в кокиль -- более качественный способ. Изготавливается кокиль -- разборная форма (чаще всего металлическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести.

Литьё по выплавляемым моделям.

Ещё один способ литья металлов -- по выплавляемой модели -- применяется в случаях изготовления деталей высокой точности (например лопатки турбин и т. п.) Из легкоплавкого материала: парафин, стеарин и др., (в простейшем случае -- из воска) изготавливается точная модель изделия и литниковая система. Наиболее широкое применение нашёл модельный состав П50С50 состоящий из 50 % стеарина и 50 % парафина, для крупногабаритных изделий применяются солевые составы менее склонные к короблению. Затем модель окунается в жидкую суспензию на основе связующего и огнеупорного наполнителя. В качестве связующего применяют гидролизованный этилсиликат марок ЭТС 32 и ЭТС 40, гидролиз ведут в растворе кислоты, воды и растворителя (спирт, ацетон). В настоящее время в ЛВМ нашли применения кремнезоли не нуждающиеся в гидролизе в цеховых условиях и являющиеся экологически безопасными. В качестве огнеупорного наполнителя применяют: электрокорунд, дистенсилиманит, кварц и т. д. На модельный блок (модель и ЛПС) наносят суспензию и производят обсыпку, так наносят от 6 до 10 слоёв. С каждым последующим слоем фракция зерна обсыпки меняются для формирования плотной поверхности оболочковой формы. Сушка каждого слоя занимает не менее получаса, для ускорения процесса используют специальные сушильные шкафы, в которые закачивается аммиачный газ. Из сформировавшейся оболочки выплавляют модельный состав: в воде, в модельном составе, выжиганием, паром высокого давления. После сушки и вытопки блок прокаливают при температуре примерно 1000 для удаления из оболочковой формы веществ способных к газообразованию. После чего оболочки поступают на заливку. Перед заливкой блоки нагревают в печах до 1000. Нагретый блок устанавливают в печь, и разогретый металл заливают в оболочку. Залитый блок охлаждают в термостате или на воздухе. Когда блок полностью охладится его отправляют на выбивку. Ударами молота по литниковой чаше производится отбивка керамики, далее отрезка ЛПС. Таким образом получаем отливку.

Преимущества этого способа: возможность изготовления деталей из сплавов, не поддающихся механической обработке; получение отливок с точностью размеров до 11--13 квалитета и шероховатостью поверхности Ra 2,5--1,25 мкм, что в ряде случаев устраняет обработку резанием; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей. Литье по выплавляемым моделям используют в условиях единичного (опытного), серийного и массового производства.

Литьё в оболочковые формы.

Литьё в оболочковые формы -- способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в формах, состоящих из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (обычно фенолоформальдегидной смолы и пульвер-бакелита). Предпочтительно применение плакированных песчаных зёрен (покрытых слоем синтетической смолы).

3. Обработка металлов давлением, её основные виды, оборудование для обработки металлов давлением

Обработка металлов давлением -- технологический процесс получения заготовок или деталей в результате силового воздействия инструмента на обрабатываемый материал.

Виды обработки металлов давлением.

Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на два вида:

- для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей -- только обработкой резанием или с использованием предварительного пластического формоизменения, основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение;

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

Прокатка.

Прокатка - процесс пластического деформирования тел, между вращающимися приводными валками.

Прессование.

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

Волочение.

Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.

Ковка.

Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом (бойками) на отдельные участки нагретой заготовки.

Штамповка.

Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента -- штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп), который состоит из матрицы, пуансона и дополнительных частей. Различают объёмную и листовую штамповку. При объёмной штамповке в качестве заготовки используют сортовой металл, разрезаемый на заготовки. На заготовку в процессе объемной штамповки воздействуют специализированным инструментом -- пуансоном, при этом металл заполняет полость матрицы, приобретая её форму и размеры.

Листовая штамповка.

Листовой штамповкой получают плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше размеров в плане (лист, лента, полоса). Обычно заготовка деформируется с помощью пуансона и матрицы.

Комбинации.

Существуют так же процессы, при которых используется комбинации из нескольких методов. Например, метод прокатка-волочение.

Сущность обработки металлов давлением.

Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на величины, большие межатомных расстояний, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.

Холодная штамповка как технология известна достаточно давно. Ещё в конце первого тысячелетия древнерусские мастера стали применять метод холодной штамповки для производства металлической посуды. Саму холодную штамповку отличает достаточно высокое качество получаемых изделий, высокая скорость их изготовления, а также низкая цена на само изделие -- разумеется, как уже было отмечено, при массовом их производстве. Холодная штамповка заключается в механическом воздействии штампа в процессе прессования листов металла, итогом которого получаются готовые изделия. Таким образом, сам штамп выступает в роли технологической насадки для прессовального механизма, его можно использовать только для одной операции. Кроме того, операции холодной штамповки легко поддаются автоматизации, в том числе могут проводиться с помощью промышленных роботов, что способно сделать производство методом холодной штамповки ещё более выгодным.

Холодная штамповка технологически подразделяется на два основных вида. Первый -- это операции разъединительные, в ходе которых над листом металла проводятся операции рубки, резки, изготовления отверстий различной формы. Второй тип операций -- формование, или пластическое воздействие, в ходе которых форма самой заготовки -- вытяжка, выдавливание, гибка, формовка, чеканка. Иногда операции двух типов объединяют -- например, производят одновременно вытяжку и рубку или гибку и обрезку. В таком случае применяются так называемые комбинированные штампы. Для операций холодной штамповки необходимо использовать металлы и сплавы, которые обладают гибкостью, пластичностью, а также дешевизной (так как в процессе рубки образуется значительное количество отходов).

4. Сварочное производство, виды сварки, роль сварки в машиностроительном и ремонтном производстве

Сварка - это один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили её широкое применение в народном хозяйстве. С помощью сварки осуществляется производство судов, турбин, котлов, самолётов, мостов, реакторов и других необходимых конструкций. Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Сварное соединение металлов характеризует непрерывность структур. Для получения сварного соединения нужно осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, которое приводит к установлению атомарной связи в пограничном слое.

Если зачищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить так, чтобы могло возникнуть общее, электронное облако, взаимодействующее с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей, то получаем прочное сварное соединение. На этом принципе основана холодная сварка пластичных металлов.

При повышении температуры в месте соединения деталей, амплитуды колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями. Чем выше температура нагрева, тем меньшее давление требуется для осуществления сварки, а при нагреве до температур плавления необходимое давление становится равным нулю.

Кусок твёрдого металла можно рассматривать как гигантскую молекулу, состоящую из атомов, размещённых в строго определённом, зачастую очень сложном порядке и прочно связанных в одно целое силами межатомного взаимодействия.

Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные атомы куска металла имеют свободные, ненасыщенные связи, которые захватывают всякий атом или молекулу, приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или, говоря проще, до соприкосновения поверхностных атомов, получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла, поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно), без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно.

Объединение отдельных объёмов конденсированной твёрдой или жидкой фазы в один общий объём сопровождается уменьшением свободной поверхности и запаса энергии в системе, а потому термодинамический процесс объединения должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и присоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается на объёмах однородной жидкости.

Гораздо труднее происходит объединение объёмов твёрдого вещества. Приходится затрачивать значительные количества энергии и применять сложные технические приёмы для сближения соединяемых атомов. При комнатной температуре обычные металлы не соединяются не только при простом соприкосновении, но и при сжатии значительными усилиями. Две стальные пластинки, тщательно отшлифованные и “пригнанные”, подвергнутые длительному сдавливанию усилием в несколько тысяч килограммов, при снятии давления легко разъединяются, не обнаруживая никаких признаков соединения. Если соединения возникают в отдельных точках, они разрушаются действием упругих сил при снятии давления. Соединению твёрдых металлов мешает, прежде всего, их твёрдость, при их сближении действительное соприкосновение происходит лишь в немногих физических точках, и расширение площади действительного соприкосновения достаточно затруднительно.

Металлы с малой твёрдостью, например, свинец, достаточно прочно соединяются уже при незначительном сдавливании. У более важных для техники металлов твёрдость настолько велика, что поверхность действительного соприкосновения очень мала по сравнению с общей кажущейся поверхностью соприкосновения, даже на тщательно обработанных и пригнанных поверхностях.

На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности металла - окислы, жировые плёнки и пр., а также слои адсорбированных молекул газов, образующиеся на свежезачищенной поверхности металла под действием атмосферы почти мгновенно. Поэтому чистую поверхность металла, лишенную слоя адсорбированных газов, можно сколько-нибудь длительно сохранить лишь в высоком вакууме. Такие естественные условия имеются в космическом пространстве, где металлы получают способность довольно прочно свариваться или «схватываться» при случайных соприкосновениях. В обычных же, земных условиях приходится сталкиваться с отрицательным действием, как твёрдости металлов, так и слоя адсорбированных газов на поверхности. Для борьбы с этими затруднениями техника использует два основных средства: нагрев и давление.

Ручная дуговая сварка.

Наибольший объём среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка- сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную. Схема процесса изображена на рис. 1.

Рисунок 1. Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием

Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 7. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну 4. Капли жидкого металла 8 с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую защиту 3, вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.

Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образует сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твёрдую шлаковую корку 5, которая удаляется после остывания шва. Для обеспечения заданного состава и свойств шва сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования (стальные покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки изготовляют в соответствии с ГОСТ 9467-75). Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями.

Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. К стационарным относят посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров. Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводов, металлоконструкций, и т.д.) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания. В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом.

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и перемещение электродной проволоки, а также процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва автоматизированы В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволокой и основным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной 30 - 35 мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла - ванна жидкого шлака. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону, противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва, покрытого твердой шлаковой коркой. Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через токопровод.

Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными автоматами, сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Назначение сварочных автоматов - подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов в нижнем положении на металле толщиной 2-100 мм. Под флюсом сваривают металлы различных классов. Автоматическую сварку широко применяют при изготовлении котлов, резервуаров для хранения жидкостей и газов, корпусов судов, мостовых балок и других изделий. Она является одним из основных звеньев автоматической линий для изготовления сварных автомобильных колес и станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб.

Электрошлаковая сварка.

При электрошлаковой сварке основной и электродный металл расплавляется теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну. Процесс электрошлаковой сварки начинается с образования шлаковой ванны в пространстве между кромками основного металла и формирующими устройствами (ползунами), охлаждаемые водой, подаваемой по трубам, путем расплавления флюса электрической дугой, возбуждаемой между сварочной проволокой и вводной планкой. После накопления определенного количества жидкого шлака дуга шунтируется шлаком и гаснет, а подача проволоки и подвод тока продолжаются. При прохождении тока через расплавленный шлак, являющийся электропроводящим электролитом, в нем выделяется теплота, достаточная для поддержания высокой температуры шлака (до 2000°С) и расплавления кромок основного металла и электродной проволоки. Проволока вводится в зазор и подается в шлаковую ванну с помощью мундштука. Проволока служит для подвода тока и пополнения сварочной ванны расплавленным металлом. Как правило, электрошлаковую сварку выполняют при вертикальном положении свариваемых заготовок. По мере заполнения зазора между ними мундштук для подачи проволоки и формирующие ползуны передвигаются в вертикальном направлении, оставляя после себя затвердевший сварной шов.

В начальном и конечном участках шва образуются дефекты. В начале шва - непровар кромок, в конце шва - усадочная раковина и неметаллические включения. Поэтому сварку начинают на вводной, а заканчивают на выходной планках, которые затем удаляют газовой резкой.

Шлаковая ванна - более распределенный источник теплоты, чем электрическая дуга. Основной металл расплавляется одновременно по всему периметру шлаковой ванны, что позволяет вести сварку металла большой толщины за один проход.

Заготовки толщиной до 150 мм можно сваривать одним электродом, совершающим поперечные колебания в зазоре для обеспечения равномерного разогрева шлаковой ванны по всей толщине. Металл толщиной более 150 мм сваривают тремя проволоками, а иногда и большим числом проволок, исходя из использования одного электрода на 45 - 60 мм толщины металла. Специальные автоматы обеспечивают подачу электродных проволок и их поперчной перемещение в зазоре.

Электрошлаковая сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с автоматической сваркой под флюсом: повышенную производительность, лучшую макроструктуру шва и меньшие затраты на выполнение 1 м сварного шва.

К недостаткам электрошлаковой сварки следует отнести образование крупного зерна в шве и околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка (отжиг или нормализация) для измельчения зерна в металле сварного соединения.

Электрошлаковую сварку широко применяют в тяжелом машиностроении для изготовления ковано - сварных и лито - сварных конструкций, таких, как станины и детали мощных прессов и станков, коленчатые валы судовых дизелей, роторы и валы гидротурбин, котлы высокого давления и т. п. Толщина свариваемого металла составляет 50 - 2000 мм.

Сварка в среде защитных газов.

При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и сварочная ванна защищены струей защитного газа.

В качестве защитных газов применяют инертные газы ( аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), а иногда - смеси двух газов и более.

Сварка в среде защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.

По сравнению с ручной сваркой покрытыми электродами и автоматической под флюсом сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высокую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при применении аргона оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в углекислом газе.

Области применения сварки в защитных газах охватывают широкий круг материалов и изделий (узлы летательных аппаратов, элементы атомных установок, корпуса и трубопроводы химических аппаратов и т. п.). Аргонодуговую сварку применяют для цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов, а также легированных и высоколегированных сталей.

Контактная, стыковая и точечная сварка.

Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов - пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение.

Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током, причем максимальное количество теплоты выделяется в месте сварочного контакта.

На поверхности свариваемого металла имеются пленки оксидов и загрязнения с малой электропроводимостью, которые также увеличивают электродо - сопротивление контакта. В результате в точках контакта металл нагревается до термопластического состояния или до оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок образуются новые точки соприкосновения, пока не произойдет полное сближение до межатомных расстояний, т. е. сварка поверхностей.

Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения, определяющего вид сварочной машины, и по роду тока, питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую, точечную, шовную.

Стыковая сварка - разновидность контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Зажим 1 установлен на подвижной плите, перемещающийся в направляющих, зажим 2 укреплен на неподвижной плите. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием усилия, развиваемого механизмом осадки.

Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют - сваркой оплавлением.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением. В процессе оплавления выравниваются все неровности стыка, а оксиды и загрязнения удаляются, поэтому не требуются особой подготовки места соединения. Можно сваривать заготовки с сечением, разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т.д.).

Наиболее распространенными изделиями, изготовляемые стыковой сваркой, служат элементы трубчатых конструкций, колеса и кольца, инструмент, рельсы, железобетонная арматура.

Точечная сварка - разновидность контактной сварки, при которой заготовки соединяются в отдельных точках. При точечной сварке заготовки собирают внахлестку и зажимают между электродами, подводящими ток к месту сварки. Соприкасающиеся с медным электродами поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжается до пластического состояния внешних слоев и до расплавления внутренних слоев. Затем выключают ток и снимают давление. В результате образуется литая сварная точка.

Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней и односторонней.

Многоточечная контактная сварка - разновидность контактной сварки, когда за один цикл свариваются несколько точек. Многоточечную сварку выполняют по принципу односторонней точечной сварки. Многоточечные машины могут иметь от одной пары до 100 пар электродов, соответственно сваривать 2-200 точек одновременно. Многоточечной сваркой сваривают одновременно и последовательно. В первом случае все электроды сразу прижимают к изделию, что обеспечивает меньшее коробление и большую точность сборки. Ток распределяется между прижатыми электродами специальным токораспределителем, включающим электроды попарно. Во втором случае пары электродов опускают поочередно или одновременно, а ток подключают поочередно к каждой паре электродов от сварочного трансформатора. Многоточечную сварку применяют в основном в массовом производстве, где требуется большое число сварных точек на заготовке.

5. Получение навыков работы на металлорежущем оборудовании

К самостоятельной работе на металлорежущих станках допускаются лица, имеющие специальную профессиональную подготовку, подтвержденную квалификационным удостоверением.

Работник образовательного учреждения должен пройти предварительный медицинский осмотр и не иметь по его результатам противопоказаний для выполнения трудовых обязанностей. При последующей работе медосмотр должен проводиться в сроки установленные Минздравом России.

Обучающиеся, воспитанники (далее - «обучающиеся) допускаются к работе на металлорежущих станках с 14 лет только под руководством преподавателя, учителя, мастера (далее - преподавателя) и положительного заключения после прохождения медосмотра.

Ответственность за организацию, своевременность и качество обучения работающих безопасности работы на металлорежущих станках возлагается на руководителя образовательного учреждения.

Преподаватель должен провести с обучающимися перед допуском их к работе на металлорежущих станках первичный инструктаж на рабочем месте, в последующей работе проводятся повторные инструктажи (не реже 1 раза в 3 месяца) и внеплановые инструктажи (при любых изменениях условий труда, нарушении правил охраны труда и др. обстоятельствах).

Каждое рабочее место с металлорежущим станком должно размещаться на площади соответствующей требованиям эксплуатационной документации и должно быть оснащено в соответствии со своим функциональным назначением.

При работе на металлорежущих станках основные опасные и вредные факторы, воздействующие на человека, следующие:

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- высокий уровень шума и вибрация;

- значительная физическая нагрузка;

- движущийся режущий инструмент;

- перемещающиеся заготовки, материалы и т.п.;

- наличие травмоопасных элементов (заусенцы, задиры, шероховатости);

- монотонность труда;

- перенапряжение зрения.

Требования безопасности

Надеть полагающиеся по виду работ средства индивидуальной защиты. Отдельные элементы одежды завязать, застегнуть на пуговицы так, чтобы не было свисающих, развевающихся концов.

Перед началом работы преподаватель (работник) обязан проверить оборудование, механизмы, вспомогательные устройства, рабочее место и убедиться в их исправности, готовности к работе и в обеспечении безопасных условий для выполнения заданий.

Стационарные станки должны быть установлены на прочных фундаментах или основаниях, тщательно выверены, надежно закреплены и окрашены в соответствии с требования­ми безопасности.

Токоведущие части оборудования должны быть изолированы или ограждены либо находиться в недоступных для работающих людей местах. Металлические части оборудования, которые могут вследствие повреждения изоляции оказаться под напряжением, должны быть заземлены (занулены) в соответствии с требованиями электробезопасности.

Для тех частей металлорежущих станков, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, должен быть обеспечен надежный контакт с заземляющим устройством.

Подвижные и вращающиеся части металлорежущих станков должны быть ограждены. При повышенной опасности травмирования защитные ограждения (открывающиеся и съемные) должны иметь блокировку, автоматически отключающую станок при их открывании.

Работники, обслуживающие металлорежущие станки, обязаны выполнять только ту работу, которая поручена руководителем работ. При выполнении работы на станке работник должен находиться на деревянном решетчатом настиле с расстоянием между планками не более 30 мм.

Обрабатываемые на станках заготовки или детали должны прочно и надежно закрепляться. Для защиты глаз необходимо использовать защитные очки, если конструкцией станка не предусмотрено защитное ограждение зоны обработки. Металлорежущие станки должны иметь местное освещение, соответствующее условиям эксплуатации. Напряжение питания светильников местного освещения должно быть не более 42 В. При напряжении питания светильников местного освещения равном 220 В должна полностью исключаться возможность случайных прикосновений работника к токоведущим и конструктивным частям средств местного освещения. Конструкция и расположение органов управления работой металлорежущих станков должны исключать возможность непроизвольного и самопроизвольного включения и выключения производственного оборудования.

Для ухода за станочным оборудованием работникам должны выдаваться обтирочночные материалы в достаточных количествах, проверенные на отсутствие стружки и т.п. предметов, могущих вызвать порезы и уколы рук станочника.

6. Обработка заготовок на зубофрезерных станках, используемый режущий инструмент и оборудование

Выпускается шесть основных гамм зубофрезерных станков для цилиндрических колес, обеспечивающих потребность всех отраслей промышленности. Выпускается гамма станков для часовой промышленности и приборостроения -- для обработки мелкомодульных колес диаметром 25--80 мм, универсальные зубофрезерные станки для обработки колес диаметром до 12 500 мм, высокопроизводительные станки повышенной жесткости для обработки деталей (серийное и крупносерийное производство) диаметром до 500 мм, станки с горизонтальной осью детали для фрезерования зубьев колес заодно с валом диаметром до 1250 мм и длиной вала до 3600 мм. На базе основных моделей нормальной точности выпускаются станки повышенной точности. Кроме того, станкостроительной промышленностью выпускается гамма станков высокой и особо высокой точности для деталей диаметром до 3200 мм и мастер-станки для нарезания зубьев делительных колес диаметром до 800 мм. Зубофрезерные станки для мелкомодульных колес предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямыми зубьями в часовой и приборостроительной промышленности. Станки имеют горизонтальную компоновку с расположением оси червячной фрезы под осью детали. Станки выпускаются повышенной точности; они обеспечивают обработку колес 6-й степени точности. Зубофрезерные станки с вертикально перемещающимся суппортом универсального исполнения предназначены для нарезания цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес. Компоновка станков вертикальная. На станках можно обрабатывать колеса с встречной и попутной подачами, радиальным или осевым врезанием диагональной или осевой подачей, а также двухпроходным циклом с автоматическим врезанием. Со станками модели 5К310 по заказу может поставляться механизм малого конуса. Станок модели 5К32 можно заказать повышенной точности, которая обеспечивается за счет увеличения передаточного числа делительной пары и изготовления всех элементов кинематической цепи деления по более жестким техническим условиям и нормам геометрической точности. Зубофрезерные станки с вертикально перемещающимся столом предназначены для нарезания цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес и пригодны для встройки в автоматические линии. Станки позволяют работать с встречной и попутной подачей, радиальным или осевым врезанием, диагональной или осевой подачей, с автоматической передвижкой инструмента после обработки каждой детали, что допускает выбор оптимального метода зубофрезерования в условиях любого производства. Конструкция плоских направляющих фрезерной стойки, суппорта и направляющих стола обеспечивает высокую стабильность перемещения и жесткость станков, что позволяет работать на высоких скоростях и подачах. На базе станка модели 5306 изготовляются станки с упрощенным приводом. На базе станка модели 5А312 изготовляются модификации -- автоматы, станки для встройки в автоматические линии, для бочкообразного и конусного зуба, для деталей типа вал-- шестерня. Зубофрезерные станки для колес больших размеров предназначены для нарезания цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами, а также дисковыми и пальцевыми фрезами методом единичного деления. Станки позволяют работать встречной и попутной подачей. Изменение скоростей шпинделя инструмента регулируется бесступенчато. В станках предусмотрены ускоренные перемещения стойки, суппорта и механический поворот суппорта. Для обработки косозубых колес в станках имеется дифференциал. За особую плату со станками поставляют протяжной суппорт, позволяющий нарезать червячные колеса с тангенциальной подачей; накладную головку для нарезания зубчатых колес пальцевой фрезой; накладную головку для нарезания зубчатых колес внутреннего зацепления пальцевой фрезой и механизм для нарезания колес с небольшой конусностью венца. Зубофрезерные станки с горизонтальной осью детали универсального исполнения предназначены для нарезания зубчатых колес червячными фрезами методом обкатки, а также дисковыми и пальцевыми фрезами методом единичного деления. Станки позволяют работать с встречной и попутной подачей. На станках можно нарезать прямозубые и косозубые цилиндрические колеса наружного зацепления, шлицевые валы, а также шевронные колеса дисковой и червячной фрезой. Шевронные колеса без канавок могут быть нарезаны пальцевой фрезой при автоматическом рабочем цикле при помощи особой накладной головки. На станке модели 5А370 при помощи особых накладных головок можно производить нарезание резьбы и червяков. В группу особо точных станков для червячных колес входит станок модели 543, предназначенный для окончательного нарезания точных делительных червячных колес червячными фрезами и шеверами методом обкатки. Станок работает методом радиального врезания, которое может осуществляться непрерывно или периодически. Стол вращается на круговых направляющих и имеет гидравлическую разгрузку. Станок устанавливается на фундамент, изолированный от внешних воздействий. Кинематика станка построена так, что цепь деления разгружена от воздействия сил резания и содержит минимальное количество кинематических элементов. В станке имеется устройство планетарного типа для коррекции циклической и накопленной ошибки. Суммарная кинематическая точность цепи деления станка без коррекционного устройства находится в пределах 5? и с коррекционным устройством 1--2?. Зубофрезерные станки высокой и особо высокой точности моделей 5308А и 5310А предназначены для обработки высокоточных прямозубых колес. Станки работают по автоматическому циклу. Конструкция станков отличается большой жесткостью, а исполнение -- высокой точностью, что обеспечивает получение высокой точности и надежности при эксплуатации станков. Станки обеспечивают 4-ю степень точности. Вертикальные зубофрезерные станки моделей 5362 и 3563 предназначены для фрезерования точных цилиндрических зубчатых колес методом обкатки червячными фрезами, колес с прямым и косым зубом и червячных колес методом радиального врезания. Стол станка приводится во вращение от двух червячных делительных пар: от крупномодульной (для быстрого вращения и чернового нарезания) и от мелкомодульной, работающей при чистовых проходах; стол имеет гидроразгрузку направляющих. Скорость вращения инструмента регулируется бесступенчато посредством электродвигателя постоянного тока. Горизонтальный зубофрезерный станок модели 5371 предназначен для фрезерования цилиндрических зубчатых колес с длинным валом методом обкатки. РАЗДЕЛ I. Вертикальный зубофрезерный станок модели 5Д32 Общая характеристика Назначение станка. Станок предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями и для нарезания червячных колес как методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. При наличии специальных приспособлений можно нарезание шестерен внутреннего зацепления.

Техническая характеристика станка

Наибольший диаметр нарезаемых колес в мм. 800

Пределы модулей зубьев нарезаемых колес в мм.: по стали 2-6 по чугуну 2-8

Наибольший угол наклона зуба нарезаемых колес в град ±60

Наибольшая ширина нарезаемых колес в мм. 275

Наибольший диаметр фрезы в мм. 120

Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 47,5-192

Пределы подач за оборот стола в мм: вертикальных 0,5-3 радиальных 0,1-1

Мощность главного электродвигателя в кВт 2,8

Основные узлы станка (см. приложение «Общий вид станка мод. 5Д32»).

Рисунок 1. Общий вид станка мод. 5Д32

А - станина; Б - стол; В - стойка; Г - поддерживающий кронштейн; Д - поперечина; Е - фрезерный суппорт; Ж - протяжной суппорт; З - подвижная стойка; И - гитары дифференциала и подачи; К - делительная гитара

Органы управления. 1 - рукоятка включения и выключения рабочих подач; 2 - рукоятка включения подачи при работе с протяжным суппортом; 3 - кнопочная станция; 4 - рукоятка включения вертикальной подачи фрезерного суппорта; 5 - квадрат для ручного вертикального перемещения подвижной стойки.

Движения в станке.

Движение резания - вращения шпинделя фрезерного суппорта с червячной фрезой. Движения подач - вертикальное перемещение фрезерного суппорта Е, радиальное перемещение подвижной стойки З и тангенциальное перемещение суппорта Ж. Движением обкатки и деления является непрерывное вращение стола с заготовкой. Вспомогательные движения - быстрые механические и ручные установочные перемещения фрезерного суппорта и подвижной стойки.

Принцип работы. Станок работает по методу обкатки, т.е. механического воспроизводства зацепления червяка (червячной фрезы) с колесом (заготовкой). Червячная фреза соответствующего модуля и диаметра закрепляется на оправке в шпинделе фрезерного суппорта. Обрабатываемая деталь или комплект одновременно обрабатываемых деталей устанавливается на оправке в шпинделе стола, а при больших размерах колес - непосредственно на столе станка. Червячной фрезе и заготовке принудительно сообщают вращательные движения с такими угловыми скоростями, которые они имели бы, находясь в действительном зацеплении. При нарезании колес с прямыми зубьями ось шпинделя фрезерного суппорта устанавливается под углом к горизонтальной плоскости, равным углу подъема винтовой линии червячной фрезы. Для нарезания колес с косыми зубьями ось шпинделя фрезерной бабки устанавливается под углом, равным сумме или разности углов наклона зубьев колеса и подъема винтовой линии фрезы в зависимости от сочетания направлений винтовых линий зубьев и витков фрезы. Нарезание цилиндрических колес производится с вертикальной подачей фрезерного суппорта. Для обеспечения возможности фрезерования колес попутным методом на станке модели 5Д32 предусмотрено нагрузочное гидравлическое устройство.

Гидравлическое поджимное устройство состоит из неподвижно гоштока с поршнем и цилиндра, связанного с салазками фрезерного суппорта. При фрезеровании попутным методом масло водится в верхнюю полость цилиндра противовеса и поджимает противовес вместе с фрезерным суппортом вверх, устраняя возможность произвольного перемещения фрезерной бабки под действием усилия в пределах зазора между резьбой винта вертикальной подачи и маточной гайки.

При нарезании червячных колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные фрезы. Движение подачи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор, пока расстояние между осями фрезы и заготовками не станет равным межцентровому расстоянию передачи. В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи применяются червячные фрезы с конической заборной частью, которые при настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое расстояние; подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси. Этот метод нарезания является более точным.

Кинематика станка модели 5Д32 Кинематическая схема станка мод. Движение резания. Вращение шпинделя с фрезой осуществляется по цепи: электродвигатель мощностью 2,8 кВт, клиноременная передача 105-224. вал I, шестерни 32-48, вал II, шестерни 35-35, вал III, сменные колеса А1-В1, вал IV, конические шестерни 24-24, вал V, конические шестерни 24-24, вал VI, шестерни 17-17, вал VII, шестерни 16-64, шпиндель VIII. Для обеспечения равномерности вращения шпинделя с фрезой на валу VII установлен маховик.

Число оборотов шпинделя фрезерного суппорта nф определяется из уравнения кинематической цепи движения резания, имеющего вид мин-1. Прилагаемый комплект сменных колес обеспечивает возможность получения семи различных чисел оборотов шпинделя. Движение обкатки и деления заготовки. Это движение заимствуется от вала IV, вращение от которого передается столу через косозубые шестерни 46-46, дифференциал, вал XXV, колеса переключения С1-D1, вал XXVI, сменные колеса a-b, и с-d делительной гитары, вал XXVII и червячную передачу 1-96. Уравнение кинематической цепи, связывающей вращение заготовки nЗ с вращением фрезы nф, имеет вид.

Для сообщения столу с заготовкой добавочного вращения, необходимого для нарезания цилиндрических колес с косыми зубьями, червячных колес методом тангенциальной подачи и колес с количеством зубьев, выраженных простыми числами, для которых нет соответствующих сменных колес, используют дифференциал, для чего выключают муфту M2 и включают муфту M1 (как показано на схеме).

...