Внедрение инновационной технологии

ПЕРЕЧЕНЬ  СОКРАЩЕНИЙ,  СИМВОЛОВ,  СПЕЦИАЛЬНЫХ     ТЕРМИНОВ

СОЖ—смазочно-охлаждающие жидкости

СИО—система информации об опасности

АТ—автомобильный  транспорт

ОС—окружающая  среда

ОТ—охрана  труда

СНиП—строительные  нормы  и  правила

АТС – автомобильные транспортные средств

ГКМ– горизонтально-ковочная машина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность  выбранной темы. Инновация в научно-техническом прогрессе, признана во всем мире в качестве важнейшего фактора экономического развития, все чаще и в западной, и в отечественной литературе связывается с понятием инновационного процесса. Это, как справедливо отметил американский экономист Джеймс Брайт, единственный в своем роде процесс, объединяющий науку, технику, экономику, предпринимательство и управление.

За последнее десятилетие резко  выросло количество малых предприятий, ориентированных не только на перепродажу, но и на производство определенных товаров и услуг. В частности, такие предприятия производят детали и корпуса, предназначенные для внедрения в промышленности и машиносторении. Одним из направлений деятельности такого предприятия может являться производство автомобильных запасных частей, например корпуса пневматической тормозной системы, поскольку в нашем регионе налажена сборка автомашин КамАЗ, а детали приходится завозить из соседних стран. В результате, на рынке запасных частей присутствует несколько десятков крупных отечественных и зарубежных фирм, а также множество мелких, специализирующихся на одной – нескольких деталях. Внедрение инновации в объемной  штамповке позволит увеличить производство деталей и уменьшить себестоимость деталей. 

Одной из самых ходовых запасных частей является фитинг пневматической тормозной системы серии  9000 «N-TRUCK» полученный путем изготовления объемной штамповкой. Если учесть, что в РК производится сборка и ремонт автомобилей Российского производства, то фитинги тормозной пневматической тормозной системы, полученные объемной штамповкой, крайне необходимы.

Фитинг серии 9000 «N-TRUCК» является сложной сборочной единицей, корпус которого изготовлен объемной штамповкой. Объемная штамповка является широко распространенной и весьма прогрессивной разновидностью технологии обработки металлов давлением, использующая качестве исходной заготовки прокат круглого, квадратного, прямоугольного профиля.

Наибольший эффект от применения объемной штамповки может быть обеспечен  при комплексном решении технических  вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций деталей, допускающих их экономичное изготовление. Разработка технологических процессов объемной  штамповки и проектирование штампов неразрывно связаны между собой, хотя и могут выполняться разными лицами. Поэтому задача внедрения новых технологий обработки металлов является актуальной.

Цель исследования—Внедрение инновационной технологии объемной штамповки и обработки металлов резанием на предприятии Акционерное Общество «Тыныс».

Для достижения поставленной цели  были решены следующие задачи исследования:

- изучить технологию объемной штамповки и обработки металлов резанием в условиях АО «Тыныс»;

- внедрение инновационной технологии объемной штамповки и обработки металлов резанием на предприятии Акционерное Общество «Тыныс» при изготовлении фитинга DS-6510;

- разработать мероприятия по технике безопасности, охрана труда и  окружающей среды;

- рассчитать экономические показатели работы предприятия АО «Тыныс».                                                                         

Объект исследования—Технология изготовления фитингов из цветных сплавов методом горячей объемной штамповки на АО «Тыныс».

Предмет исследования—инновационная технология объемной штамповки и обработки металлов резанием при изготовлении фитинга тормозной пневмосистемы DS-6510 на АО «Тыныс»

Степень изученности проблемы.  Теоретические основы применения объемной штамповки при изготовлении деталей автомобилей представлены в трудах   Сорокин В.Г, Гервасьев М.А.[2], Дальский  А.М. [3], Бабука В.В. [14], Мальцев М.В. [20], Клюева А.С. [28].

Методика исследования—сравнительный, аналитический, системно-структурный, системно-функциональный методы анализа и метод обобщения.

Научная  новизна  дипломной работы заключается в разработке организационно-экономических подходов к планированию  и перевозке опасных рудных грузов и меры по снижению экологического воздействия на окружающую среду.

Практической  базой выполнения работы является АО «Тыныс»

Структура дипломной  работы.  Дипломная работа состоит из введения, 4-х разделов, заключения, списка использованной литературы, содержит 19 рисунков, 11 таблиц.

Во введении  раскрыты актуальность, цель, задачи, предмет, метод  исследования, научная новизна и  структура работы.

В первой главе рассматривается  сущность обработки металлов методом  горячей объемной штамповки и  резанием.

Во второй главе рассмотрена  инновационная технология изготовления фитинга  пневматической тормозной  системы автомобилей,  предлагаемого  к производству на АО «Тыныс».

В третьей главе рассмотрены  мероприятия по технике безопасности, охране труда и охране окружающей среды.

В четвертой главе  подсчитаны основные экономические  показатели АО «Тыныс» и стоимость  предлагаемой детали.

В заключении сделаны  выводы по результатам исследования.

1 ТЕХНОЛОГИЯ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ  И ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ В УСЛОВИЯХ АО «ТЫНЫС»

1.1 Объёмная штамповка как способ обработки металлов давлением

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 приемов различают объемную штамповку и листовую штамповку. Кроме того, штамповку можно осуществлять с нагревом и без нагрева. Прообразом штамповки можно считать чеканку монет. Широкое применение процесса штамповки началось в конце XVIII – начале XIX вв. в связи с переходом на промышленный выпуск изделий, в частности первый патент на изготовление штампованием латунных гильз был выдан в 1796 (Германия). С появлением паровых машин на штамповочных прессах стали осуществлять различные пробивные и вырубные операции, например пробивку отверстий под заклепки. Наибольшее развитие штамповка получила в середине ХХ в. с ростом серийного и массового производства в приборо- и машиностроении, радиоэлектронной промышленности и других отраслях, так как является в десятки раз производительнее ковки. Штампованные детали имеют в 2-3 раза меньшие припуски на обработку, чем кованые, то есть выше процент использования металла. Штамповку осуществляют на молотах с массой падающих частей 0,5-30 т, кривошипных горячештамповочных прессах с усилием от 6 до 100 Мн (600-10 000 тс), гидравлических прессах с усилием до 750 Мн (75 000 тс), горизонтально-ковочных машинах, кузнечно-штамповочных автоматах, гидровинтовых пресс-молотах. 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 так называемую 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), - так называемая 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. В мелкосерийном и серийном производствах применяют универсальные машины и оснастку; в крупносерийном и массовом производствах используют многооперационные штампы. Штамповку выполняют на кривошипных прессах с усилием 63-50 000 кн (6,3-5000 тс), с числом ходов от 5 до 15 в мин, на листоштамповочных автоматах с усилием 50-40 000 кн (5-4000 тс), с числом ходов до 120 в мин, на гидравлических вытяжных прессах с усилием от 8 до 200 Мн (800 – 20 000 тс). В массовом производстве особое значение при листовой штамповке приобретают использование комбинированных штампов, механизация и автоматизация целых участков, автоматические линии.

При производстве однотипных деталей из листа (толщина  алюминиевого листа 1,5-2 мм, стального  – 0,5-0,6 мм), в частности в авиационной  промышленности, большое распространение  получила так называемая штамповка резиной, позволяющая удешевить инструмент, упростить конструкцию пресса. На гидравлическом прессе простого действия укрепляется подушка из резины или другого упругого материала в металлическом коробе, установленном на подвижных частях пресса. Нижний боек штампа имеет форму штампуемой детали. Пока штампуются одни детали, подготавливают новые заготовки.

При гидравлической вытяжке, являющейся также разновидностью листовой штамповки, деформирование заготовки  осуществляется непосредственно жидкостью.

В 50-х  годах ХХ века разработаны и начали успешно внедряться принципиально новые технологические процессы, позволяющие обрабатывать труднодеформируемые материалы (жаропрочные стали, титановые, молибденовые, вольфрамовые и другие сплавы).

При взрывном штамповании ударная волна, возникающая при сгорании заряда взрывчатого вещества, деформирует заготовку, придавая ей нужную форму. Вследствие кратковременности процесса (мсек – мксек) штампы можно изготовлять не только из дешевых малоуглеродистых сталей, но и из таких материалов, как бетон, дерево, пластмасса и так далее.

Высокоскоростная  штамповка – способ обработки  труднодеформируемых материалов с  высокой точностью на молотах, скорость падающей части (бабы) которых при  ударе достигает 40-60 м/сек. У обычных  молотов не выше 8 м/сек. Масса соударяющихся частей у высокоскоростных молотов при одинаковой энергии удара во много раз меньше, чем у обычных молотов.

1 Объемная штамповка

Объемная  штамповка—технологический процесс, заключающийся в изменении простейших объемных заготовок (цилиндрической, призматической и другой формы) в более сложные изделия, форма которых соответствует полости специализированных инструментов – штампов. Объемная штамповка как процесс перераспределения металла заготовки происходит в результате пластической деформации.

Основные  операции объемной штамповки – осадка, высадка, протяжка, выдавливание, гибка, плющение, калибровка, образование  выступов, утолщений, углублений, осуществляемые на кузнечно-прессовых машинах –  молотах, прессах и машинах специального назначения. Из штампованных поковок после обработки резанием и термической обработки получают различные детали: шатуны, коленчатые валы, рычаги, зубчатые колеса, лопатки турбин, крепежные детали, шары, ролики и кольца подшипников и др.

Различают холодную и горячую объемные штамповки.

Холодная  штамповка осуществляется без нагрева. Исходный материал – калиброванные  прутки, нарезаемые на мерные (штучные) заготовки, или проволока в бунтах. Масса получаемых изделий от нескольких г до нескольких кг; точность по 3-2-му классам; шероховатость поверхности соответствует 7-10-му классам чистоты. Холодной объемной штамповкой получают ответственные детали с высокими и стабильными механическими свойствами, что объясняется отсутствием рекристаллизации в металле и упрочнением. Так как заготовки не нагреваются, на поверхности поковок не происходит образование окалины, обезуглероживания, обесцинкования и тому подобного, что улучшает качество поковок в целом и сохраняет припуски на дальнейшую обработку. В ряде случаев поковки не требуют дополнительной обработки, являясь готовыми деталями (коэффициент использования металла составляет 1). Однако для осуществления холодной объемной штамповки требуются значительные усилия – до 2500 Мн/м² (1 Мн=100 тс) и более, что отрицательно влияет на стойкость штампов. Существенно снизить усилия (в 10-15 раз) позволяет нагрев заготовок, то есть горячая объемная штамповка.

Горячая объемная штамповка – способ обработки металлов давлением, при котором изделию придается необходимая форма при помощи специального инструмента – штампа.

Образуемая в результате объемной штамповки деталь называемая поковкой.

При объемной штамповке  металл деформируется одновременно по всему объему, а течение его  происходит в полости штампа, очертания  и размеры которой соответствуют будущей детали.

По сравнению с ковкой штамповка имеет ряд преимуществ.

1. Имеет более высокую  производительность;

2. Обеспечивает меньший  расход материала;

3. За счет более  высокой точности позволяет значительно  сократить объем последующей обработки резанием.

Недостатки:

1. Для объемной штамповки  паковок требуется гораздо большее  усилие деформирования;

2. Штамп—дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления одной, конкретной паковки.

Поэтом горячая объемная штамповка экономически целесообразно применению в крупносерийном и массовом производстве при изготовлении паковок от нескольких грамм до 20 килограмм.

Горячая объемная штамповка осуществляется с нагревом до температуры 200-1300ºС в зависимости от состава сплава и условий обработки. Исходный материал – прокатные прутки, разделенные на мерные заготовки, равные по объему будущей поковке (с учетом неизбежных отходов). Масса получаемых изделий от нескольких г до 6-8 т; точность размеров поковок зависит от их массы и конфигурации и может быть повышена последующей холодной калибровкой; шероховатость поверхности соответствует 3-7-му классам чистоты. Процесс горячей объемной штамповки аналогичен по физической сущности свободной ковке, но осуществляется в штампах. Горячей объемной штамповкой получают поковки, однородные по структуре, сравнительно высокой точности, сложной конфигурации, которой невозможно добиться при свободной ковке. Однако средний коэффициент использования металла при горячей объемной штамповке 0,5-0,6 (то есть до 50-40 % металла идет в отход), при холодной штамповке этот коэффициент значительно выше.

Штампы  для объемной штамповки чаще всего  состоят из 2 половин – верхней  и нижней или из пуансона и матрицы. Обычно при штамповке на молотах  и вертикальных прессах нижняя часть штампа неподвижна, а верхняя подвижна. Объемную штамповку выполняют в открытых штампах – с плоскостью разъема, перпендикулярной направлению штамповки, или в закрытых штампах- с плоскостью разъема по периметру поковки. Открытый штамп отличается простотой устройства и универсальностью применения, но горячая штамповка в нем связана с образованием заусенца, который обеспечивает заполнение сложного рельефа полости штампа. Для размещения заусенца в штампе предусматривается специальная канавка. После штамповки заусенец обрезают в штампе на обрезном прессе. Отход металла при этом составляет 5-20%, иногда достигает 50-80%. В закрытых штампах, применяемых при горячей и холодной объемных штамповках, заусенец либо весьма невелик (не более 1%), либо совсем отсутствует, так как поковка формируется из всего объема металла. Однако эти штампы менее универсальны, например в них нельзя получать поковки в форме шара. В тех случаях, когда нужно получить исходные заготовки достаточно высокой точности по объему, применяют закрытые штампы с компенсаторами – дополнительными полостями, в которые вытекает избыточный металл заготовки. Компенсаторы располагаются в таком месте штампа, в которое металл поступает в последнюю очередь, чтобы предотвратить преждевременное и чрезмерное попадание металла в компенсатор. Однако этот способ неэкономичен, так как металл, поступающий в компенсатор, идет в отход. Другим технологическим приемом при горячей объемной штамповке является применение штамповочных уклонов, которые делают в полости штампов с целью облегчения выталкивания готовых изделий. Поковка получается искаженной формы, например вместо цилиндра – усеченный конус. Обычно в молотовых штампах уклоны 5-7º. Излишек металла на поковке (напуск) также является отходом. Для осуществления объемной штамповки с меньшим уклоном (1-2°) в штампах применяют выталкиватели: при штамповке на молотах – только нижние, на прессах – верхние и нижние.

Одним из рациональных решений является горячая  объемная штамповка в разъемных  матрицах, то есть в штампах с 2 или несколькими плоскостями разъема, чаще всего на горизонтально-ковочных машинах. Матрицы этих штампов не имеют уклонов, в них можно штамповать даже поковки, расширяющиеся ко дну матрицы. В разъемных матрицах можно также вести штамповку на гидровинтовых и кривошипных прессах. Поковки для одной и той же детали можно получить методами горячей объемной штамповки как на молоте, так и на прессе. В этих двух случаях заготовки будут внешне отличаться, иметь разные припуски.

Объемная  штамповка применяется как однопереходный процесс для получения простейших поковок и многопереходный – для деталей сложных форм. При многопереходной объемной штамповке производят подготовительные операции (так называемое фасонирование заготовок), а затем осуществляют окончательную штамповку. Многопереходную объемную штамповку производят с использованием средств механизации или на автоматах, на гидравлических прессах с усилием 750 Мн, молотах с массой падающих частей до 20-25 тс, кривошипных горячештамповочных прессах с усилием до 80 Мн, на автоматах для одно- и многопозиционной штамповки, на прессах холодного выдавливания, машинах для раскатки, ковочных вальцах и другом специализированном оборудовании. При штамповке на гидровинтовых прессах и высокоскоростных молотах можно получать поковки с тонкими сечениями. На многопозиционных холодно- и горячештамповочных автоматах осуществляется объемная штамповка изделий с наибольшими диаметрами: при холодной штамповке до 50 мм с производительностью до 500 шт/мин, при горячей – до 120 мм с производительностью до 70 шт/мин.

Штампы  – точный, сложный и дорогой  инструмент, поэтому применение объемной штамповки целесообразно главным  образом в крупносерийном и массовом производствах.

Перспективы дальнейшего развития объемной штамповки  определяются расширением применения штампов для горячей малоотходной штамповки и конструированием мощного оборудования для холодной штамповки, а также внедрением новых процессов деформации металлов с использованием явлений сверхпластичности, применением гидростатических методов и др.

2 Штампы

Штамп – инструмент, предназначенный  для придания детали заданной конфигурации посредством пластической деформации заготовки или разделением ее на части (штамповкой). Для каждой детали требуется свой штамп. Конструкция  его зависит от типа заготовки (сортовой или листовой прокат), типа машин, используемых для штамповки (молот, пресс), характера выполняемых операций, серийности производства и т. д. При штамповке из сортового проката на молотах штамп имеет полости, которые в процессе деформирования заполняются металлом заготовки, причем она приобретает размеры и конфигурацию, соответствующие полости штампа. Штампы – это массивные стальные формы, состоящие из двух частей в которых имеются полости. Эти полости называются ручьями. Верхняя часть штампа закрепляется на подвижной части кузнечной машины, нижняя – на неподвижной. При смыкании обеих частей штампов образуется ручей, формы и размеры которого соответствуют изготавливаемому изделию. В зависимости от степени сложности изделия используют штампы одноручьевые или многоручьевые. Штамповка паковок сложной конфигурации производится в многоручьевых штампах, ручьи которого подразделяются на заготовительные и штамповочные (чистовые и черновые).

В заготовительных ручьях происходит предварительное, а в  штамповочных – окончательная форма изменения заготовки.

Различают штамповку  в открытых и закрытых штампах.

При штамповке в открытых штампах в плоскости их разъема  часть металла вытекает в облойную щель – получается заусенец (облой), что служит гарантией полного заполнения полости металлом.

Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что  полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной  и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой. Образование заусенца в нем не предусмотрено.

После штамповки изделий  производят ряд завершающих операции: обрезку облоя, прошивку отверстий, правку, термическую обработку (отжиг  или нормализацию), очистку от окалины, контроль качества паковок.

Деформирование  металла осуществляется путем относительного смещения отдельных рабочих элементов штампа. При штамповке на молотах таких рабочих элементов обычно два: верхняя половина штампа, прикрепляемая к бабе молота, и нижняя половина, прикрепляемая к шаботу молота. Различают открытые штампы, у которых зазор между рабочими элементами уменьшается в процессе деформирования заготовки, и закрытые, у которых этот зазор не изменяется. В открытых штампах металл при деформировании частично вытесняется в зазор, образуя облой (заусенец), удаляемый впоследствии в специальных обрезных штампах. С целью постепенного приближения формы заготовки к форме детали в открытых штампах делают несколько полостей (ручьев), в которых последовательно деформируется заготовка (многоручьевые штампы). Иногда эти ручьи изготавливают в отдельных штампах (одноручьевые штампы), и тогда заготовка последовательно передается от одного штампа к другому. Различают заготовительные ручьи (в них заготовке придается предварительная форма, облегчающая получение требуемой конфигурации детали) и окончательные (черновой и чистовой). Чтобы деталь легче извлекалась из полости штампа, образующие боковых поверхностей полости делают наклонными (штамповочные уклоны). Уклоны могут быть уменьшены, если в штампе предусмотрены выталкиватели, принудительно удаляющие поковку из полости штампа. При штамповке деталей сложной конфигурации в закрытых штампах для обеспечения возможности извлечения поковки из полости штампа число рабочих элементов увеличивают и штампы получает несколько плоскостей разъема. Пример закрытых штампов с двумя полостями разъема – штампы, применяемые на горизонтально-ковочных машинах. Штампы для листовой штамповки, а также для штамповки сортового металла на кривошипных горячештамповочных прессах представляет собой приспособление, состоящее из многих деталей, монтируемых на верхней и нижней плитах (рабочие элементы штампа – пуансон и матрица при листовой штамповке, элементы направления верхней плиты относительно нижней, элементы направления и фиксирования положения заготовки в штампе, элементы крепления и т. д.). штампы для холодной штамповки бывают простого действия (выполняющие одну операцию) и многооперационные. Последние подразделяются на штампы последовательного действия (заготовка подвергается различным операциям в разных позициях в направлении подачи) и штампы совмещенного действия (различные операции выполняются в одной позиции). При мелкосерийном производстве применяют упрощенные штампы с меньшим числом вспомогательных элементов, а также подкладные штампы, которые не крепятся к элементам машины.

1.2 Способы объемной  штамповки

Давильная обработка

В последнее время  этот метод получается значительное распространение для изготовления деталей в различных отраслях промышленности.

Заготовка, имеющая форму  круга, прижимается упором к вращающейся форме.

Давильня перемещается параллельно оси вращения формы и постепенно деформирует металл заготовки, прижимая его к форме. В зависимости от давления толщина стенок детали может быть равной или меньше толщины заготовки.

Этим методом можно  изготавливать изделия, получаемые вытяжкой при штамповке, но только полые тела вращения. Давильные работы устраняют необходимость изготовления штампов. Форма часто изготавливается из дерева, и поэтому в ряде случаев давильные работы более экономичные, чем вытяжка при листовой штамповке.

Производство  гнутых профилей

При изготовлении горячей  прокаткой фасонных профилей невозможно получить стенки толщиной менее 2-3 мм. В то же время по требуемой прочности  в конструкциях такая толщина  нередко завышена. Фасонные тонкостенные профили, легкие, жесткие, сложной конфигурации и большой длины можно получать методом профилирования листового материала в холодном состоянии.

Процесс профилирования прокаткой на профилегибочных станках  заключается в постепенном изменении  формы сечения плоской заготовки до требуемого профиля при последовательном прохождении полосы или ленты через несколько пар вращающихся фигурных роликов. Обычно таких пар от 6 до 20 и более. При данном методе площадь поперечного и толщина исходной или ленты практически не изменяется. Происходит только их последовательная гибка в поперечном сечении.

Примечание—[предложено автором]

Рисунок 1.1—Примеры гнутых профилей

Заготовка при изготовлении гнутых профилей может быть лента  или полоса из стали и цветных  металлов толщиной 0,3-10мм.

Форма гнутых гнутых профилей может быть относительно простой  – профиль открытого типа и весьма сложной – профили полузакрытого типа и закрытого типа, профили с наполнителем.

Накатывание резьбы и мелкомодульных зубчатых колес

Процесс пластического формообразования резьбы плоскими плашками либо роликами производится на специальных резьбонакаточных станках. Резьбонакаточные и зубонакатные инструменты изготавливают из высоколегированных сталей Х12М, ХФ12, Х12ФН, 9ХС.

Примечание—[предложено автором]

Рисунок 1.2— Накатывание резьбы плоскими плашками

При формировании резьбы плашками заготовку 2 помещают между  неподвижной 1 подвижной 3 плашками. На рабочих поверхностях у них имеется  рифления, профиль и расположение которых соответствует профилю и шагу накатываемой резьбы. При перемещении подвижной плашки заготовка катится между инструментом, а на ее поверхности образуется резьба.

Примечание—[предложено автором]

Рисунок 1.3— Накатывание резьбы роликами

При формировании резьбы роликами ролики 1 и 3 получают принудительное вращение. Заготовка 2 свободно обкатывается между ними. Ролику 3 придается радиальное движение для вдавливания в металл заготовки на необходимую глубину. Обкатка роликами требует меньших усилий. С их помощью накатываются резьбы с более крупными шагами.

Диаметр заготовки для  накатывания резьбы определяется по формуле :

, (1)

где – наружный диаметр резьбы, мм; – внутренний диаметр резьбы, мм.

Накатывание цилиндрических и конических микромодульных колес в 15 – 20 раз производительнее зубонарезания.

Примечание—[предложено автором]

Рисунок 1.4—Накатывание цилиндрических и конических микромодульных колес

Процесс можно осуществлять на токарных станках накатниками 1 и 3, которые закреплены на суппорте и перемещаются с подачей Sпр. Каждый накатник имеет заборную часть для постепенного образования накатываемых зубьев на заготовке 2.

1.3 Технологический процесс изготовления поковок горячей объемной штамповкой

Общий технологический процесс изготовления поковок горячей объемной штамповкой состоит обычно из следующих этапов:

отрезки проката на мерные заготовки;

нагрева;

штамповки;

обрезки заусенца и пробивки пленок;

правки;

термической обработки;

очистки поковок от окалины;

калибровки;

контроля  готовых поковок.

Операции, которые производят с поковкой после  ее штамповки, называют отделочными.

1 Нагрев металлов перед обработкой давлением

При нагреве металла с повышением температуры уменьшается его  временное сопротивление, а относительное удлинение увеличивается. Таким образом, при деформировании стали, нагретой, например, до температуры 1200ºС, можно достичь большего формоизменения при меньшем приложенном усилии, чем при деформировании ненагретой стали. Все металлы и сплавы имеют тенденцию к увеличению пластичности и уменьшению сопротивления деформированию при повышении температуры в случае выполнения ряда требований, предъявляемых к процессу нагрева. Так, каждый металл должен быть нагрет до вполне определенной максимальной температуры. Если нагреть, например, сталь до температуры, близкой к температуре плавления, наступает пережог, выражающийся в появлении хрупкой пленки между зернами металла вследствие окисления их границ. При этом происходит полная потеря пластичности. Пережог исправить нельзя, пережженный металл может быть отправлен только на переплавку.

Ниже  температуры пережога находится  зона перегрева. Явление перегрева  заключается в резком росте размеров зерен. Вследствие того, что крупнозернистой  первичной кристаллизации (аустенит), как правило, соответствует крупнозернистая вторичная кристаллизация (феррит + перлит или перлит + цементит), механические свойства изделия, полученного обработкой давлением из перегретой заготовки, оказываются низкими. Брак по перегреву в большинстве случаев можно исправить отжигом. Однако для некоторых сталей (например, хромоникелевых) исправление перегретого металла сопряжено со значительными трудностями, и простой отжиг оказывается недостаточным.

Максимальную  температуру нагрева, то есть температуру начала горячей обработки металлов давлением, следует назначить такой, чтобы не было пережога и перегрева. В процессе обработки нагретый металл обычно остывает, соприкасаясь с более холодным инструментом и окружающей средой. Заканчивать горячую обработку давлением следует также при вполне определенной температуре, ниже которой пластичность вследствие упрочнения (рекристаллизация не успевает произойти) падает и в изделии возможно образование трещин. Но при высоких температурах заканчивать деформирование нецелесообразно (особенно для сплавов, не имеющих фазовых превращений). В этом случае после деформирования зерна успевают вырасти и получается крупнозернистая структура, характеризующаяся низкими механическими свойствами.

Каждый  металл и сплав имеет строго определенный температурный интервал горячей обработки давлением. Например, алюминиевый сплав АК4 470-350°С; медный сплав Бр.АЖМц 900-750°С; титановый сплав ВТ8 1100-900ºС. Для углеродистых сталей температурный интервал нагрева можно определить по диаграмме состояния в зависимости от содержания углерода. Например, для стали 45 температурный интервал 1200-750ºС, а для стали У10 1100-850ºС.

Заготовка должна быть равномерно нагрета по всему объему до требуемой температуры. Разность температур по сечению заготовки приводит к тому, что вследствие теплового расширения между более нагретыми поверхностными слоями металла и менее нагретыми внутренними слоями возникают напряжения. Последние тем больше, чем больше разность температур по сечению заготовки, и могут возрасти настолько, что в центральной зоне с растягивающими напряжениями при низкой пластичности металла образуются трещины. Разность температур по сечению увеличивается с повышением скорости нагрева, поэтому существует допустимая скорость нагрева. Наибольшее время требуется для нагрева крупных заготовок из высоколегированных сталей из-за их низкой теплопроводности. Например, время нагрева слитка массой из легированной стали составляет 24 ч.