Заготовка (материал)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Литьё один из способов получения заготовки (отливки)

Заготовкой в машиностроении (производстве) называют предмет производства, из которого путём дальнейшей обработки будет получена деталь или неразъёмная сборочная единица. Выбор правильного способа получения заготовки в значительной степени определяет качество (механические, электрические, химические свойства), а также издержки на производство, связанные с дальнейшей обработкой предмета. Поэтому внедряются всё новые способы получения заготовок, позволяющие свести издержки к минимуму, и улучшить свойства изделия. Выбранный способ получения заготовки определяет перечень применимых материалов для неё, и наоборот — жёстко заданный материал ограничивает варианты заготовок[1].

Типы и способ получения заготовок[править | править код]

Отливка[править | править код]

Заготовка, получаемая заполнением расплавляемым материалом литейной формы. Изготовляется из плавких материалов таких как металлы, термопластичные пластмассы, камень. Как правило, не позволяет получить самые высокие прочностные показатели, но способ дёшев, быстр и универсален (не все материалы куются). В зависимости от температуры плавления, агрессивности для форм, необходимой точности детали и сложности её формы, применяют различные варианты отливок:

    • в песчано-глинистые формы (самые дешёвые формы, выдерживающие высокие температуры. Обычно для отливок из чугуна). Форму подготавливают с помощью деревянного или другого шаблона[2];
    • в кокиль (металлическую форму). Применяют для легкоплавких материалов (алюминий, магний, пластмассы) ;
    • в оболочковые формы (связующим вместо глины служит смола, песок обеспечивает жаростойкость). Позволяют повысить точность отливки из более тугоплавких материалов (сталь, чугун);
    • стержневые формы (разновидность песчано-глинистых, позволяющая получить внутренние полости в заготовке);
    • по выплавляемым моделям. Особенностью является повышенная точность отливки, с высокой температурной стойкостью. Отливки из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов. Во многих случаях позволяет избежать мехобработки части поверхностей; Часто применяется для получения деталей сложной формы (судовые винты, колокола соборов), уникальных или малосерийных деталей[2];
    • под давлением. То же, что литьё в кокиль, но для ускорения заполнения формы используют давление газа. Легкоплавкие материалы. Позволяет получить более чистую поверхность по более высокому классу точности, во многих случаях не нуждающуюся в обработке.;
    • центробежным литьём.(разновидность литья в кокиль, заполнение формы ускоряется за счёт вращения её вокруг оси). Пустотелые заготовки из легкоплавких материалов;
    • электрошлаковое литьё, литьё под вакуумом позволяют получить более чистые по неметаллическим включениям и газам заготовки-отливки, а тем самым более высокую вязкость и пластичность материала[3]. Стволы артиллерийских орудий, броневые листы, крыльчатки газовых турбин, и подобные детали.

Поковка[править | править код]

Основная статья: Ковка

Заготовка из деформируемого при нагреве (чаще всего) материала, такого как сталь. Обработку ведут на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ), ранее применялись вертикально-ковочные машины; в ремесле до сих пор применяется ручная ковка заготовок. Позволяет получить высокие прочностные и пластические свойства.

Штамповка[править | править код]

Заготовку получают в штампе (матрице), обычно состоящей из двух частей. Истекающий из матрицы материал образует так называемый облой, который отрезают при дальнейшей обработке. Позволяет получить высокую прочность и вязкость, сохранить волокна металла не перерезанными (изготовление коленчатых валов).

Холодная объёмная штамповка[править | править код]

Вариант штамповки без подогрева, со значительной степенью деформации материала (высадка, протяжка, калибровка, осадка, чеканка и другие). Позволяет упрочнить материал в процессе придания ему нужной формы. Применение: крепёж (болты, гайки), рычаги, кулисы. Материал заготовки — малоуглеродистая сталь. Преимущество в резком уменьшении объёма последующей обработки и отходов при мехобработки, недостаток — большие усилия при штамповке, ограниченность размеров заготовки, и величины деформации (горячая штамповка позволяет большие величины деформации за переход).

Холодная листовая штамповка[править | править код]

Штамповка заготовок корпусных элементов толщиной до 8 мм. Позволяет значительно упрочнить материал, если применяется двухфазная ферритно-мартенситная сталь.

Горячая листовая штамповка[править | править код]

Штамповка заготовок корпусных элементов более 8 мм. Экономичная альтернатива литью (бесшовные, сварные трубы).

Точная вырубка[править | править код]

Получение заготовки вырубанием из листового материала. Детали плоской формы (звёздочки велосипедов, кожухи, обтекатели). Материал — обычно, сталь.

Прессование[править | править код]

Основная статья: Прессование

Придание необходимой формы материалу путём выдавливания его через фильеру в форму. Бывает многократным, позволяя значительно изменить форму[4]. Заготовка из металла получает высокую прочность, обусловленную деформационным упрочнением (заклёпки, шпильки). Вариант: прессование порошков (порошковая металлургия). Плюс: малые потери при изготовлении, высокая точность; минус — ограниченный выбор материалов.

С последующим спеканием[править | править код]

Применяется для порошковых материалов, таких как металлические порошки. Применяется, например, для получения монолитного вольфрама. Спекание увеличивает прочность прессованных деталей, приближающуюся тем самым к монолитным. Но пластичность прессованных спекаемых заготовок ниже монолитных.

Химико-термическое формование[править | править код]

Применимо к термореактивным пластмассам, либо другим материалам, реагирующим при температуре формования. Полученная после остывания заготовка не может быть далее деформирована, по форме максимально приближена к готовому изделию (корпуса электрических вилок, розеток, корпусные элементы из пластмассы, игрушки, посуда, крыльчатки насосов, шкивы, обтекатели космических ракет).

Материалы заготовок[править | править код]

Материалы выбираются в соответствии с типом заготовки. Так, для литья выбираются термопластичные пластмассы, литейные марки стали, чугун, цветные сплавы и камень; штамповкой или ковкой можно обрабатывать мало- и среднеуглеродистые (легированные) стали. Для прессования годятся порошковые материалы, и т. д. Новые материалы, облегчающие обработку, увеличивающие точность и повышающие свойства, применимы для конкретных видов заготовок (стали для холодной объёмной штамповки, двухфазные ферритно-мартенситные стали, стали регламентированной прокаливаемости, и т. д.).

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Заготовки для деталей машин. Studref. Дата обращения: 19 ноября 2019.
  2. 1 2 Литьё металлов. Методы и способы литья металлов.. www.makuha.ru. Дата обращения: 19 ноября 2019.
  3. Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок :0 не указан текст
  4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРЕССОВАНИЯ. Studref. Дата обращения: 19 ноября 2019.

Литература[править | править код]

  • Иванов М.Н. Детали машин. — М.: Машиностроение, 1985.