Introduction

L'ensemble des méthodes et techniques de fabrication de machines, développées sur une longue période et utilisées dans un certain domaine de production, constitue la technologie de ce domaine. À cet égard, des concepts sont apparus : technologie de coulée, technologie de soudage, technologie d'usinage, etc. Tous ces domaines de production concernent la technologie du génie mécanique, couvrant toutes les étapes du processus de fabrication des produits d'ingénierie.

La discipline « Technologie du génie mécanique » étudie de manière approfondie les questions d'interaction de la machine, du montage, de l'outil de coupe et de la pièce, les moyens de construire les processus technologiques les plus rationnels pour le traitement des pièces de machines, y compris le choix des équipements et des équipements technologiques, les méthodes de construction rationnelle. des processus technologiques d'assemblage des machines.

La doctrine de la technologie du génie mécanique dans son développement est passée en quelques années d'une simple systématisation de l'expérience de production dans le traitement mécanique de pièces et l'assemblage de machines à la création de dispositions scientifiquement fondées, développées sur la base de recherches théoriques, d'expériences scientifiquement menées et généralisation des meilleures pratiques des usines de construction de machines. Le développement de la technologie d'usinage et d'assemblage et son orientation sont déterminés par les tâches auxquelles est confrontée l'industrie de la construction mécanique consistant à améliorer les processus technologiques, à trouver et à étudier de nouvelles méthodes de production, à développer et à introduire une mécanisation et une automatisation complètes des processus de production basées sur les acquis de la science. et la technologie, garantissant la productivité du travail la plus élevée avec une qualité appropriée et le coût le plus bas des produits manufacturés.

1. Processus de production et technologiques

Le processus de production s'entend comme l'ensemble de toutes les actions des personnes et des outils effectuées dans une entreprise pour obtenir des produits finis à partir de matériaux et de produits semi-finis.

Le processus de production comprend non seulement les principaux processus directement liés à la fabrication de pièces et à l'assemblage de machines à partir de celles-ci, mais également tous les processus auxiliaires qui permettent de fabriquer des produits (par exemple, le transport de matériaux et de pièces, l'inspection des pièces, fabrication d'agencements et d'outillages, etc.).

Un processus technologique est une modification séquentielle de la forme, de la taille, des propriétés d'un matériau ou d'un produit semi-fini afin d'obtenir une pièce ou un produit conformément aux exigences techniques spécifiées.

Le processus technologique d'usinage des pièces doit être conçu et réalisé de manière à ce que, grâce aux méthodes de traitement les plus rationnelles et économiques, les exigences des pièces soient satisfaites (précision du traitement, rugosité de la surface, position relative des axes et des surfaces, exactitude des contours). , etc.), assurant le bon fonctionnement des voitures assemblées.

2. Structure du processus

Afin d'assurer le processus d'usinage le plus rationnel de la pièce, un plan d'usinage est établi indiquant quelles surfaces doivent être traitées, dans quel ordre et de quelles manières.

À cet égard, l'ensemble du processus d'usinage est divisé en composants distincts : opérations technologiques, positions, transitions, mouvements, techniques.

Fonctionnement technologique fait partie du processus technologique effectué sur un lieu de travail et couvrant toutes les actions séquentielles d'un travailleur (ou d'un groupe de travailleurs) et d'une machine de traitement d'une pièce (une ou plusieurs en même temps).

Par exemple, faire tourner un arbre, effectué séquentiellement, d'abord à une extrémité, puis après le tournage, c'est-à-dire réarranger l'arbre au centre, sans le retirer de la machine - à l'autre extrémité, est une opération.

Si tous les flans d'un lot donné sont retournés d'abord à une extrémité puis à l'autre, cela équivaudra à deux opérations.

Installation désigne la partie de l'opération effectuée lors d'une fixation d'une pièce (ou de plusieurs traitées simultanément) sur une machine ou dans un montage, ou une unité d'assemblage assemblée.

Par exemple, tourner un arbre tout en le fixant au centre est le premier réglage ; tourner l'arbre après l'avoir tourné et fixé au centre pour traiter l'autre extrémité - le deuxième réglage. Chaque fois que la pièce pivote d'un angle quelconque, une nouvelle configuration est créée.

Une pièce installée et sécurisée peut changer de position sur la machine par rapport à ses pièces de travail sous l'influence de dispositifs en mouvement ou en rotation, prenant une nouvelle position.

Position est appelée chaque position individuelle de la pièce qu'elle occupe par rapport à la machine alors qu'elle est fixée inchangée.

Par exemple, lors d'un usinage sur des machines semi-automatiques et automatiques multibroches, une pièce, avec une seule fixation, occupe différentes positions par rapport à la machine en faisant tourner la table (ou le tambour), ce qui amène séquentiellement la pièce vers différents outils.

L'opération est divisée en transitions - technologiques et auxiliaires.

Transition technologique- une partie achevée d'une opération technologique, caractérisée par la constance de l'outil utilisé, les surfaces formées par l'usinage, ou le mode de fonctionnement de la machine.

Transition auxiliaire– une partie achevée d'une opération technologique, constituée d'actions humaines et/ou matérielles qui ne s'accompagnent pas d'un changement de forme, de taille et de rugosité de surface, mais sont nécessaires pour réaliser une transition technologique. Des exemples de transitions auxiliaires sont l'installation de la pièce, le changement d'outil, etc.

Un changement dans un seul des éléments listés (surface usinée, outil ou mode de coupe) définit une nouvelle transition.

La transition consiste en des mouvements de travail et auxiliaires.

Sous le travailleur progrès comprendre la partie de la transition technologique, couvrant toutes les actions associées à l'enlèvement d'une couche de matière tandis que l'outil, la surface de traitement et le mode de fonctionnement de la machine restent inchangés.

Sur les machines qui traitent des corps de rotation, une course de travail est comprise comme le fonctionnement continu d'un outil, par exemple, sur un tour, l'élimination d'une couche de copeaux avec une fraise est continue, sur une raboteuse - l'élimination d'une couche de métal sur toute la surface. Si une couche de matériau n'est pas enlevée, mais est soumise à une déformation plastique (par exemple, lors de la formation d'ondulations ou lors du laminage de la surface avec un rouleau lisse pour la compacter), la notion de course de travail est également utilisée, comme lorsque enlever les copeaux.

Mouvement auxiliaire– une partie achevée d'une transition technologique, constituée d'un mouvement unique de l'outil par rapport à la pièce, non accompagné d'une modification de la forme, de la taille, de la rugosité de la surface ou des propriétés de la pièce, mais nécessaire pour achever la course de travail.

Toutes les actions d'un travailleur effectuées lors d'une opération technologique sont divisées en techniques distinctes.

Sous réception comprendre l'action accomplie par le travailleur ; les techniques sont généralement des actions auxiliaires, par exemple, installer ou retirer une pièce, démarrer une machine, changer de vitesse ou d'avance, etc. La notion d'accueil est utilisée dans la standardisation technique d'une opération.

Le plan d'usinage comprend également les travaux intermédiaires - contrôle, travail du métal, etc., nécessaires à un traitement ultérieur, par exemple le brasage, l'assemblage de deux pièces, le pressage des pièces en contact, le traitement thermique, etc. Les opérations finales des autres types de travaux effectués après l'usinage sont incluses dans le plan des types d'usinage correspondants.

Structure de production d'une entreprise à spécialisation technologique

3. Intensité de travail de l'opération technologique

Le temps et les coûts de réalisation des opérations sont les critères les plus importants caractérisant son efficacité dans les conditions d'un programme de production de produit donné. Le programme de production de produits est une liste de produits manufacturés établie pour une entreprise donnée, indiquant le volume de production de chaque article pour la période de temps prévue.

Le volume de production est le nombre de produits, noms spécifiques, types de tailles et de conceptions, fabriqués pendant la période prévue. Le volume de production est largement déterminé par les principes de construction du processus technologique. Le volume calculé et maximum possible de production de produits par unité de temps dans certaines conditions est appelé capacité de production.

Pour un volume de production donné, les produits sont fabriqués par lots. Il s'agit du nombre de pièces ou d'un ensemble de produits mis simultanément en production. Un lot de production ou une partie de celui-ci qui arrive sur le lieu de travail pour effectuer une opération technologique est appelé lot opérationnel.

Une série est le nombre total de produits à fabriquer selon des dessins immuables.

Pour effectuer chaque opération, un travailleur dépense une certaine quantité de travail. L'intensité de travail d'une opération est le temps passé par un travailleur possédant les qualifications requises dans des conditions normales d'intensité de travail et d'exécution de ce travail. Unités de mesure – homme/heure.

4. Heure normale

Une bonne régulation du temps de travail consacré au traitement des pièces, à l'assemblage et à la fabrication de l'ensemble de la machine est d'une grande importance pour la production.

Le temps standard est le temps alloué pour produire une unité de produit ou effectuer un certain travail (en heures, minutes, secondes).

La norme de temps est déterminée sur la base d'un calcul et d'une analyse techniques, sur la base des conditions d'utilisation la plus complète possible des capacités techniques des équipements et des outils conformément aux exigences de traitement d'une pièce donnée ou d'assemblage d'un produit.

AGENCE FÉDÉRALE POUR L'ÉDUCATION

INSTITUTION ÉDUCATIVE D'ÉTAT

FORMATION PROFESSIONNELLE SUPÉRIEURE

UNIVERSITÉ TECHNIQUE D'ÉTAT DE VOLGOGRAD

INSTITUT TECHNOLOGIQUE KAMYSHIN (BRANCHE)

Département de technologie du génie mécanique

Processus technologiques en génie mécanique

Des lignes directrices

Volgograd

CDU 621.9(07)

Processus technologiques en génie mécanique : lignes directrices. Partie I / Comp. , ; Volgograd. État technologie. univ. – Volgograd, 2009. – 34 p.

Le contenu de la discipline est décrit et de brèves informations théoriques sur les sujets du cours sont données.

Destiné aux étudiants de l'enseignement professionnel supérieur spécialité 151001 « Technologie du Génie Mécanique » par le biais de cours par correspondance.

Bibliographie : 11 titres.

Évaluateur : Ph.D.

Publié par décision du conseil de rédaction et d'édition

Université technique d'État de Volgograd

À propos de Volgogradski

État

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1.2. Objectifs de l'étude de la discipline

Tâches qui étudient la discipline sont :

§ étude de l'essence physique des principaux procédés technologiques d'obtention des ébauches ;

§ étude des fondements mécaniques des méthodes technologiques de mise en forme ;

§ étude des capacités, de la finalité, des avantages et des inconvénients des processus technologiques de base ;

§ étude des principes et schémas de fonctionnement des principaux équipements technologiques ;

§ étude des conceptions des outillages, agencements et équipements de base.

1.3. Lien avec les autres disciplines du cursus

L'étude de la discipline « Procédés technologiques en génie mécanique » est basée sur les connaissances acquises par les étudiants lors des cours de physique, mathématiques, chimie, ingénierie graphique et science des matériaux.

À son tour, cette discipline assure l'étude réussie des disciplines suivantes : « Résistance des matériaux », « Pièces de machines », « Technologie du génie mécanique », « Fondements de la production mécanique », « Processus et outils de mise en forme », « Équipement de traitement » et « Équipements pour la production de génie mécanique ».

2. CONTENU DE LA DISCIPLINE.

Thème 1. Introduction à la technologie.

1. Concepts et définitions de base.

2. Types de production de génie mécanique.

3. Le concept de processus technologique.

4. Structure du processus technologique.

1. Équipements et matières premières pour la production métallurgique.

2. Procédé de haut fourneau pour la production de fonte.

3. Production d’acier pour convertisseurs d’oxygène.

5. Production d'acier dans des fours électriques.

1. Coulée dans des moules sablo-argileux. Casting à froid. Moulage à la cire perdue. Coulée centrifuge. Moulage par injection. Moulage en coquille.

2. Production de pièces moulées dans des moules carapace

3. Production de pièces moulées par fonderie de précision

4. Production de pièces moulées par coulée à froid

5. Production de pièces moulées par moulage par injection

6. Production de pièces moulées par coulée basse pression

7. Production de pièces moulées par coulée centrifuge

8. Méthodes de coulée spéciales.

1. Rouler et dessiner.

2. Forgeage gratuit et forgeage dans les matrices de support. Forgeage à chaud et à froid. Estampage de feuilles.

3. Traitement thermique des pièces forgées et embouties.

1. Soudage par fusion, pression et friction.

1. Base physique du processus de découpe.

2. Traitement des surfaces des pièces avec des lames (tournage, perçage, rabotage, fraisage, brochage) et des outils abrasifs (meulage, rodage, affûtage).

3. Atelier laboratoire.

4. sujet 1. Introduction à la technologie.

Les pièces de construction mécanique sont fabriquées par moulage, formage et découpe. Les billettes sont souvent produites par pression, coulée ou soudage ; le choix rationnel d'une pièce est déterminé par la nécessité d'économiser du métal.

L'un des principaux processus technologiques de production de construction mécanique est la découpe. La découpe permet de produire des pièces de haute précision. En règle générale, il est impossible de créer des mécanismes et des machines à partir de pièces qui n'ont pas été traitées par découpe. La coulée était auparavant utilisée pour fabriquer des produits à partir de cuivre, de bronze, puis de fonte et plus tard d'acier et d'autres alliages.

Les principaux processus de production en fonderie sont la fusion des métaux, la production de moules de coulée, la coulée du métal, le démoulage, le traitement des pièces moulées et leur contrôle.

Le traitement sous pression est également utilisé depuis longtemps pour la fabrication d’armes et dans la construction navale. Les pièces à usiner en acier, en métaux et alliages non ferreux ainsi qu'en plastique sont traitées sous pression. Les méthodes de traitement sous pression garantissent la production de profils de forme complexe avec une faible rugosité.

Les procédés de soudage ont été mis en œuvre pour la première fois en Russie à la fin du XIXe siècle. Le soudage est utilisé pour produire des connexions permanentes. Les pièces obtenues par soudage peuvent ensuite être traitées par découpe.

À ces procédés de transformation des métaux s'ajoutent aujourd'hui des procédés technologiques plus performants basés sur de nouveaux phénomènes physiques qui permettent de modifier la forme et la qualité de surface des pièces. Il s'agit de méthodes de traitement électrophysiques et électrochimiques qui assurent la continuité des processus tout en déformant simultanément toute la surface traitée.

La production de produits est divisée en produits uniques, en série et en masse.

Les usines de construction de machines se composent d'unités de production et de services distincts - il s'agit de : 1) les ateliers d'approvisionnement (fonderies de fer, fonderies d'acier, forges, pressage, estampage) ; 2) ateliers de transformation (mécanique, préfabriqué, peinture) ; 3) ateliers auxiliaires (ateliers d'outillage, ateliers de réparation) ; 4) les périphériques de stockage ; 5) services énergétiques ; 6) les services de transports ; 7) sanitaire et technique ; 8) institutions et services généraux de l'usine.

Le processus de création d’une machine est divisé en deux étapes : la conception et la fabrication. La première étape se termine par l'élaboration de la conception de la machine et sa présentation sous forme de dessins. La deuxième étape se termine par la vente du produit en métal. La conception s'effectue en plusieurs étapes : 1) conception ; 2) production de pièces et d'assemblages expérimentaux ; 3) essais ; 4) détail des solutions techniques ; 5) publication de la documentation de conception.

La fabrication est divisée en étapes techniques. préparation et production proprement dite.

5. Thème 2. Fondements de la production métallurgique de métaux ferreux et non ferreux.

5.1. Équipements et matières premières pour la production métallurgique.

La métallurgie est la science des méthodes d'extraction des métaux et des composés naturels et la branche industrielle qui produit des métaux et des alliages.

Métallurgie moderne - Il s'agit de mines pour l'extraction de minerais et de houille, d'usines d'extraction et de transformation, d'entreprises de cokéfaction et d'énergie, d'ateliers de hauts fourneaux, d'usines de ferroalliages, d'ateliers de sidérurgie et de laminage.

Pour la production de métaux ferreux et non ferreux, des minerais métalliques, des fondants, des combustibles et des matériaux réfractaires sont utilisés.

Le minerai est une roche ou une substance minérale dont, à un niveau de développement technologique donné, il est économiquement possible d'extraire des métaux ou leurs composés. Lorsque vous étudiez le sujet, faites attention aux types de minerais utilisés dans la fusion du fer, à leur composition chimique et au pourcentage de métal produit,

Dans la production de hauts fourneaux, on utilise des matières premières de minerai de fer avec une teneur en fer de 63 à 07 %. Pour obtenir des matières premières à haute teneur en fer, les minerais sont pré-enrichis. Lorsque vous envisagez les processus d’enrichissement du minerai, faites attention à l’agglomération et à la pelletisation des concentrés de minerai de fer.

Divers flux sont utilisés pour former des composés à faible point de fusion (scories) à partir de déchets de minerai et de cendres de combustible. Familiarisez-vous avec les matériaux utilisés comme fondants dans la production du fer et de l'acier. Faites attention au choix du flux en fonction des fours de fusion utilisés (acide ou basique) et de la capacité à contrôler les processus d'élimination des impuretés nocives de la masse fondue.

Différents types de combustibles sont utilisés comme source de chaleur dans la production de métaux et d’alliages. Lors de l'étude des types de combustibles, accordez une attention particulière au principal type de combustible métallurgique - le coke. Il est nécessaire de connaître la méthode de préparation, la composition chimique, les propriétés et le pouvoir calorifique. Parmi les autres types de combustibles, faites attention aux gaz naturels et de haut fourneau, qui sont également largement utilisés en métallurgie.

Les processus d'extraction des métaux dans les unités métallurgiques se déroulent à des températures élevées. Par conséquent, le revêtement interne (revêtement) des fours métallurgiques et des poches de coulée du métal est constitué de matériaux réfractaires spéciaux. Lorsque vous découvrez les matériaux ignifuges, faites attention à leur composition chimique, leur résistance au feu et leurs applications.

5.2. Procédé de haut fourneau pour la production de fonte.

La fonte est fondue dans des fours à cuve - hauts fourneaux. Un haut fourneau moderne est une unité puissante et hautement productive. Familiarisez-vous avec la conception d'un haut fourneau et le principe de son fonctionnement, ainsi qu'avec la conception des aérothermes et des mécanismes de chargement de charge. Lorsque le coke est brûlé, de la chaleur est libérée dans un haut fourneau et un flux de gaz se forme contenant du CO, du CO2 et d'autres gaz qui, en montant vers le haut, cèdent de la chaleur aux matériaux de charge. Dans ce cas, un certain nombre de transformations se produisent dans la charge : l'humidité est éliminée, les composés carbonés sont décomposés et lorsque la charge est chauffée à une température de 570°C, le processus de réduction des oxydes de fer commence. Par conséquent, lorsque l'on considère les processus de fusion des hauts fourneaux, étudiez les réactions chimiques de combustion du combustible, les processus de réduction des oxydes de fer, de silicium, de manganèse, de phosphore et de soufre, les processus de formation de la fonte (carburation du fer) et des scories. . De plus, faites attention à la production de fonte et de scories du haut fourneau, ainsi qu'aux produits de haut fourneau : fonte brute et fonte de fonderie, ferroalliages, scories et gaz de haut fourneau. Considérer les domaines d'utilisation de ces produits dans l'économie nationale,

* Les indicateurs techniques et économiques les plus importants de la production des hauts fourneaux sont le coefficient d'utilisation du volume utile du haut fourneau (KIPO) et la consommation spécifique de coke. Il faut savoir comment est déterminé le CIPO d'un haut fourneau, et avoir une idée de sa valeur dans les principales entreprises métallurgiques du pays, ainsi que du coefficient de consommation de coke pour 1 tonne de fonte fondue. Accordez une attention particulière aux questions de mécanisation et d'automatisation du haut fourneau et aux moyens d'intensifier le processus de haut fourneau.

5.3. Production d'acier pour convertisseurs d'oxygène.

Les principales matières premières utilisées dans la production d'acier sont la fonte brute et la ferraille d'acier. Le processus de production de l'acier est basé sur l'oxydation des impuretés. Par conséquent, lors de l'étude du sujet, faites attention à l'oxydation sélective des impuretés et à leur conversion en scories et en gaz pendant le processus de fusion dans diverses unités de fusion ; fours à sole ouverte, convertisseurs d'oxygène, fours à arc électrique, etc.

L'une des méthodes progressives de production d'acier est la méthode de conversion d'oxygène, qui est utilisée pour fondre environ 40 % de cet acier. Le processus de conversion d'oxygène se caractérise par une productivité élevée, des coûts d'investissement relativement faibles et une facilité d'automatisation du contrôle de l'avancement de la fusion. . Les aciers au carbone et faiblement alliés sont fondus dans des convertisseurs à oxygène. Lorsque vous étudiez la production d'acier à convertisseur d'oxygène, familiarisez-vous avec la conception des convertisseurs d'oxygène modernes et le principe de leur fonctionnement. Considérez les matériaux de charge de la technologie de production et de fusion des convertisseurs, en prêtant attention à la période d'oxydation de la fusion et de la désoxydation de l'acier. Faire une évaluation comparative du fonctionnement des fours à sole ouverte et de la production de convertisseurs d'oxygène.

Les aciers de construction, à outils et alliés au carbone sont fondus dans des fours à sole ouverte. Familiarisez-vous avec la structure des fours à sole modernes et le principe de leur fonctionnement. Examinez de plus près le processus de production d’acier dans les fours à sole ouverte de base. Accordez une attention particulière à la production d’acier en utilisant le procédé de minerai de ferraille comme étant le plus économique. Étudiez les périodes de fusion caractéristiques de ce processus et leur signification. En conclusion, considérons les caractéristiques du processus de fusion de l'acier dans les fours à foyer ouvert acides et les moyens d'intensifier le processus à foyer ouvert.

5.5. Production d'acier dans des fours électriques.

Les aciers à outils et fortement alliés de haute qualité sont fondus dans des fours électriques à arc et à induction. Ils peuvent rapidement chauffer, fondre et réguler avec précision la température du métal, créer une atmosphère ou un vide oxydant, réducteur et neutre. De plus, ces fours peuvent désoxyder le métal de manière plus complète. En étudiant la production d’acier et de four à arc électrique, familiarisez-vous avec sa structure et son principe de fonctionnement. Lorsque vous envisagez le processus de fusion dans un four à arc, faites attention au fait que dans un tel four, deux technologies de fusion sont utilisées : la refusion - sur une charge de déchets alliés et l'oxydation d'impuretés sur une charge carbonée. Il est nécessaire de comprendre les caractéristiques des deux procédés et de connaître leurs indicateurs techniques et économiques.

Lorsque vous étudiez la production d'acier dans des fours à induction électriques, familiarisez-vous avec leur structure et leur principe de fonctionnement. Veuillez noter que dans les fours à induction, l'acier est produit par refusion ou fusion de matériaux chargés. Il est nécessaire de comprendre les caractéristiques de ces processus.

Comparez les indicateurs techniques et économiques des différentes méthodes de production d'acier.

6. Thème 3. Fondements de la technologie pour la production de pièces moulées à partir de métaux ferreux et non ferreux.

6.1. Coulée dans des moules sablo-argileux. Casting à froid. Moulage à la cire perdue. Coulée centrifuge. Moulage par injection. Moulage en coquille.

Les principaux produits de la production de fonderie sont des ébauches de pièces (de forme) complexes, appelées pièces moulées. Les pièces moulées sont produites en versant du métal en fusion dans un moule spécial dont la cavité de travail interne a la configuration de la pièce moulée. Une fois solidifiée et refroidie, la pièce moulée est retirée en cassant le moule (moule unique) ou en le démontant (moule multiple).

Les pièces moulées sont produites par diverses méthodes de coulée qui, ayant la même essence, diffèrent par le matériau utilisé pour le moule, la technologie de fabrication, les conditions de coulée du métal et de formation de la pièce coulée (coulée libre, sous pression, cristallisation sous l'influence de forces centrifuges, etc.) et d'autres caractéristiques technologiques. Le choix de la méthode de production des pièces moulées est déterminé par ses capacités technologiques et sa rentabilité.

Environ 80 % des pièces moulées sont réalisées selon la méthode la plus universelle, mais la moins précise : le moulage au sable. Grâce à des méthodes de coulée spéciales, des pièces moulées d'une précision et d'une propreté de surface accrues sont obtenues avec un minimum d'usinage ultérieur.

Caractérisant la production de fonderie en général, il convient de souligner le principal avantage qui la distingue avantageusement des autres méthodes de formage de pièces - la possibilité d'obtenir des pièces de différents poids et de presque toutes les complexités directement à partir de métal liquide.

La majeure partie des pièces moulées est en fonte (72 %) et en acier (23 %).

6.2. Coulée dans des moules en sable et en argile.

Commencez à étudier le sujet en considérant la séquence de réalisation d'un moulage au sable. Pour fabriquer un moule en sable, un kit de modèle, un équipement de flacon et des matériaux de moulage sont utilisés.

Le kit de modélisation comprend un modèle de coulée (plaques de modèle), des boîtes à noyaux (si la coulée est réalisée à l'aide de noyaux), des modèles du système d'alimentation-alimentation. Vous devez bien comprendre les bases de la construction de maquettes : par exemple, la configuration du modèle correspond à la configuration extérieure du moulage et aux parties symboliques des tiges.

La conception du modèle doit prévoir la possibilité de compacter le sable de moulage et de démouler le modèle. Par conséquent, le modèle est le plus souvent divisé, des pentes de moulure sont prévues sur les murs verticaux et des congés sont prévus aux points de transition des murs. Les dimensions du modèle sont établies en tenant compte des tolérances d'usinage et du retrait linéaire de l'alliage de coulée.

Les maquettes sont fabriquées à partir de bois et de métaux (le plus souvent des alliages d'aluminium et de la fonte). Étudiez des exemples de conceptions de modèles, de plaques modèles et de boîtes à noyaux. Faites attention aux cas dans lesquels il est plus approprié d'utiliser des maquettes en bois et dans lesquels - en métal.

Lors de l'étude des mélanges de moulage et de noyaux, faites attention à leurs propriétés thermophysiques, mécaniques et technologiques, car elles affectent considérablement la qualité des pièces moulées. Pensez aux composés de parement, de remplissage et de moulage unitaires, ainsi qu'aux composés à prise rapide et auto-durcissants. Veuillez noter la différence dans les compositions des sables de moulage pour l'acier, la fonte et les alliages non ferreux.

Des exigences accrues sont imposées aux mélanges de noyaux, car le noyau est exposé à des conditions plus sévères que le moule. Considérez les mélanges qui durcissent au contact de la boîte à noyau dans des conditions chaudes et froides.

Les moules et les noyaux sont fabriqués à la main et à la machine. Apprenez à réaliser des moules à la main dans des flacons appariés, à l'aide d'un gabarit, à réaliser de grands moules dans des caissons et diverses méthodes de moulage à la machine. Envisagez des schémas de compactage du mélange par pressage, agitation et soufflage de sable. Faites attention aux moyens d'améliorer la qualité du compactage à l'aide d'un pressage à diaphragme et différentiel avec une tête à plusieurs pistons, ainsi que d'un pressage supplémentaire lors du compactage des moules par agitation.

Comprendre les méthodes de fabrication des tiges à la main et par des machines. Faites attention aux mesures technologiques pour garantir des exigences plus élevées (utilisation de cadres, de conduits de ventilation, etc.). Un processus progressif est la production de noyaux à l'aide de boîtes chaudes. Un mélange sable-résine est soufflé dans une boîte métallique chauffée à 250-280°C.

Sous l'influence de la chaleur, la résine fond, enveloppe les grains de sable et, une fois refroidie, la résine durcit. Le résultat est une tige à haute résistance.

L'opération fastidieuse de compactage du mélange est grandement simplifiée grâce à l'utilisation de mélanges liquides autodurcissants (LSM), qui sont versés dans des flacons et des boîtes à noyaux, et après 30 à 60 minutes, les moules et les noyaux acquièrent la résistance nécessaire. Lorsqu'ils sont stockés dans l'air, leur force augmente. La haute plasticité des mélanges et leur durcissement au contact du modèle assurent la réalisation de pièces moulées d'une plus grande précision dimensionnelle. Les moules et les tiges en LSS ont une bonne perméabilité aux gaz et sont faciles à démouler.

Un nouveau processus technologique est la production de pièces moulées à l'aide de modèles gazéifiés, qui sont fabriqués à partir de mousse de polystyrène et ne sont pas retirés du moule, mais sont gazéifiés lorsque le moule est rempli de métal.

Les moules assemblés sont coulés sur des convoyeurs, où ils sont refroidis jusqu'à la température d'élimination. Le découpage des pièces moulées des moules et des noyaux des pièces moulées est effectué sur des grilles vibrantes. Une attention particulière doit être accordée aux questions de mécanisation des opérations à forte intensité de main-d'œuvre et à la compréhension des principes de fonctionnement des convoyeurs automatisés de moulage et de coulée, des lignes de production pour la fabrication de pièces moulées, de démoulage et de refroidissement ultérieur des pièces moulées à des températures normales.

6.3. Production de pièces moulées en moules carapaces.

L'essence du processus est la coulée libre du métal en fusion dans des moules fabriqués à partir d'un mélange spécial avec des liants thermodurcissables et moulés à l'aide d'un équipement de modelage à chaud. En étudiant ce sujet, considérons un schéma du processus de formation des coques, la séquence des opérations de fabrication des coques à l'aide de la méthode du bunker, l'assemblage des moules et leur préparation pour le coulage du métal en fusion. Faites attention à la composition et aux propriétés du sable de moulage et aux caractéristiques de l'équipement de fonderie utilisé dans la fabrication des moules et des noyaux.

Notez les principaux avantages de la réalisation de pièces moulées dans des moules en coquille ; haute précision des dimensions géométriques des pièces moulées, faible rugosité des surfaces de coulée, réduction du nombre de matériaux de moulage, gain d'espace de production, facilitant les opérations de défonçage et de nettoyage des pièces moulées, possibilité d'automatiser entièrement le processus de production grâce à l'utilisation de multi -positionner les machines automatiques rotatives et les lignes automatiques. Outre les avantages, considérons les inconvénients de la méthode : le coût élevé des liants thermodurcissables et l'utilisation d'équipements de coulée chauffés. De plus, faites attention aux capacités technologiques de la méthode et de l'application des pièces moulées,

6.4. Réalisation de pièces moulées à la cire perdue. L'essence du processus est la coulée libre de métal en fusion dans des moules fabriqués à partir d'un mélange réfractaire spécial selon des modèles uniques qui, après avoir fabriqué le moule, sont fondus, brûlés ou dissous. Tout en étudiant le sujet, considérez la séquence de fabrication de modèles à partir d'une composition à faible point de fusion dans des moules, l'assemblage de modèles en un bloc, la fabrication d'un moule de coulée, sa préparation pour le coulage, le versement du métal en fusion, le démoulage et le nettoyage des pièces moulées. Veuillez noter les caractéristiques suivantes de cette méthode : un modèle unique, réalisé à partir d'une composition de modèle à faible point de fusion, ne comporte ni connecteur ni pièces symboliques, et ses contours épousent la forme de la pièce moulée ; le moule obtenu à partir de modèles à cire perdue est une coque à paroi mince dépourvue de connecteur ; le moule est constitué d'un mélange réfractaire spécial composé de quartz saupoudré et d'une solution hydrolysée de silicate d'éthyle ; Pour garantir une résistance élevée et éliminer les résidus de composition du modèle, les moules de coulée sont calcinés à une température de 850 à 900 ° C, après quoi ils sont remplis de métal en fusion. En outre, notons les principaux avantages de la coulée à la cire perdue, en notant que cette méthode est la plus économique pour produire des pièces moulées petites, mais complexes et critiques avec des exigences élevées en matière de précision dimensionnelle géométrique et de rugosité de surface, ainsi que des pièces en alliages spéciaux. alliages à faible coulée. Considérez également les inconvénients de la méthode. Faites attention aux capacités et aux domaines technologiques. application de la méthode.

6.5. Production de pièces moulées par coulée à froid.

L'essence du processus est la coulée libre de métal en fusion dans des moules métalliques - moules de refroidissement. Considérez les types de moules de refroidissement, la séquence de fabrication des pièces moulées et les caractéristiques de fabrication des pièces moulées.

Lorsque vous envisagez la séquence de fabrication des pièces moulées, faites attention au but du préchauffage des moules, aux revêtements de protection thermique appliqués sur les surfaces de travail des moules et à la séquence d'assemblage des moules. Les tiges métalliques sont largement utilisées pour obtenir des cavités internes de pièces moulées.

Lors de l'étude des caractéristiques de la coulée par refroidissement, faites attention aux taux accrus de solidification et de refroidissement des pièces moulées, ce qui dans certains cas contribue à obtenir une structure à grain fin et à améliorer les propriétés mécaniques, et dans d'autres cas provoque un affaissement.

Lorsque vous envisagez la conception des moules de refroidissement, faites attention à la conception des canaux pour éliminer les gaz des cavités des moules et à ces dispositifs utilisés pour éliminer les pièces moulées, ainsi qu'à la conception des tiges métalliques.

Pour la production de pièces moulées par coulée à froid, les machines de refroidissement à position unique et multi-positions et les lignes automatiques sont largement utilisées. Considérez le principe de fonctionnement d'une machine de refroidissement à position unique.

Notez les principaux avantages de la coulée par refroidissement : grande précision des dimensions géométriques et faible rugosité des surfaces de coulée, propriétés mécaniques accrues des pièces moulées, productivité accrue, gain de place de production, etc. Faites attention aux inconvénients de la méthode : la complexité de fabrication des moules à refroidissement et leur faible durabilité.

Comprendre les capacités technologiques de la méthode et ses domaines d'application.

6.6. Réaliser des moulagesmoulage par injection.

L’essence du processus consiste à verser du métal en fusion et à former une pièce moulée sous pression.

Lors de l'étude du sujet, considérons la conception d'une machine de moulage par injection avec une chambre de pressage à froid horizontale et la séquence des opérations de réalisation des pièces moulées, la conception des moules et des dispositifs de retrait des pièces moulées,

Lorsque vous étudiez les caractéristiques du moulage par injection, faites attention au fait que la vitesse d'entrée du métal en fusion dans le moule est de 0,5 à 120 m/s et que la pression finale peut être de 100 MPa ; par conséquent, le moule est rempli au dixième, et pour les pièces moulées à parois particulièrement fines, au centième de seconde. La combinaison des caractéristiques du procédé - le moule métallique et la pression externe sur le métal - nous permet d'obtenir des pièces moulées de haute qualité.

Notez les principaux avantages du moulage par injection : grande précision des dimensions géométriques et faible rugosité des surfaces de coulée, possibilité de produire des pièces moulées complexes à parois minces à partir d'aluminium, de magnésium et d'autres alliages, productivité élevée de la méthode. Faites également attention aux inconvénients de cette méthode : la complexité de réalisation des moules, leur durée de vie limitée. Faites attention aux capacités technologiques de la méthode et à ses domaines d'application.

6.7. Production de pièces moulées par coulée basse pression.

L’essence du processus consiste à verser du métal en fusion et à former une pièce coulée sous une pression OD – 0,8 MPa. Tout en étudiant le sujet, considérez la conception d'une machine de coulée basse pression et la séquence d'opérations de fabrication des pièces moulées. Veuillez noter que la méthode permet d'automatiser les opérations de remplissage des moules, crée une pression excessive sur le métal lors de la cristallisation, ce qui contribue à augmenter la densité des pièces moulées et à réduire la consommation de métal en fusion sur le système de portes. L'inconvénient de cette méthode est la faible durabilité du pipeline métallique, ce qui rend difficile l'utilisation du moulage à basse pression pour produire des pièces moulées en fonte et en acier. Faites attention aux caractéristiques de conception des pièces moulées, ainsi qu'à leurs capacités technologiques et à leurs domaines d'application.

6.8. Production de pièces moulées par coulée centrifuge.

L'essence du processus est la coulée libre du métal en fusion dans un moule en rotation, la formation d'une pièce coulée dans laquelle s'effectue sous l'influence des forces centrifuges. En étudiant le sujet, considérez la conception de machines avec des axes de rotation horizontaux et verticaux et la séquence des opérations de fabrication des pièces moulées. Faites attention aux avantages de la coulée centrifuge, aux capacités technologiques de la méthode et aux domaines d'application. Outre les avantages, faites attention aux inconvénients de la coulée centrifuge.

6.9. Méthodes de coulée spéciales.

Les méthodes de coulée spécialisées comprennent : la coulée continue, la coulée par aspiration sous vide, la coulée par compression, l'estampage liquide, etc. Lors de l'étude de ces sujets, faites attention à l'essence des méthodes, aux schémas de processus et à la séquence technologique des opérations. Considérez les avantages et les inconvénients, les capacités technologiques et les domaines d'application des méthodes de coulée spécialisées.

7. Thème 4. Fondamentaux de la technologie de formage des métaux.

7.1. Rouler et dessiner

Le traitement sous pression occupe une place très importante dans l'industrie métallurgique moderne : plus de 90 % de l'acier fondu et 60 % des métaux et alliages non ferreux sont soumis à un traitement sous pression. Dans ce cas, on obtient des produits différents par leur objectif, leur poids, leur complexité, et non seulement sous la forme d'ébauches intermédiaires pour le traitement final par découpe, mais également de pièces finies avec une grande précision et une faible rugosité. Les processus de traitement sous pression sont très divers et ils sont généralement divisés en six types principaux : laminage, pressage, emboutissage, forgeage volumétrique et emboutissage de tôles. Lors de l'étude de ces types, une attention particulière doit être accordée à leurs capacités technologiques et à leurs domaines d'application en génie mécanique. En général, l'utilisation de procédés de traitement sous pression est déterminée par la possibilité de former des produits à haute productivité et avec peu de déchets, ainsi que par la possibilité d'augmenter les propriétés mécaniques du métal grâce à la déformation plastique.

Le laminage est l’un des types de formage de métal les plus courants. Lors du laminage, le métal est déformé à chaud ou à froid par des rouleaux en rotation dont la configuration et la position relative peuvent être différentes. Il existe trois schémas de laminage : longitudinal, transversal et transversal.

Lors du laminage longitudinal le plus courant, dans la zone de déformation, le métal est comprimé en hauteur, élargi et étiré. L'ampleur de la déformation par passe est limitée par l'état de capture du métal par les rouleaux, qui est assuré par la présence de frottements entre les rouleaux et la pièce laminée.

Outil de roulement – ​​rouleaux lisses et calibrés ; équipement - laminoirs dont la conception est déterminée par les produits qui y sont roulés.

La matière première pour le laminage est le lingot.

Les produits laminés (produits laminés) sont généralement divisés en quatre groupes principaux. La plus grande part revient au groupe des tôles laminées. Le groupe des produits longs se compose de profilés de formes simples et complexes. Les tubes laminés sont divisés en tubes sans soudure et soudés. Les types spéciaux de produits laminés comprennent les produits laminés dont la section transversale sur la longueur change périodiquement, ainsi que les produits finis (roues, anneaux, etc.).

L'acier laminé est utilisé comme ébauches dans la production de forgeage et d'emboutissage, dans la fabrication de pièces par usinage mécanique et dans la création de structures soudées. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à l'assortiment des principaux groupes de produits laminés.

Pour obtenir des profilés de petites dimensions (jusqu'au millième de millimètre) à partir de produits laminés, avec une grande précision et une faible rugosité, on utilise l'emboutissage, généralement réalisé à froid. Compte tenu du schéma de déformation du métal lors de l'étirage, il convient de noter que dans la zone de déformation, le métal subit des contraintes de traction importantes, plus le renfort d'étirage est important, plus il est important. Pour que cette force ne dépasse pas la valeur admissible conduisant à la rupture du produit, la compression est limitée en un seul passage, des mesures sont prises pour réduire le frottement entre le métal et l'outil, et un recuit intermédiaire est introduit, car lors de l'étirage à froid le métal est renforcée.

Le procédé de pressage, réalisé à chaud ou à froid, permet d'obtenir des profilés de formes plus complexes que le laminage, et avec une plus grande précision.Les ébauches sont des lingots, ainsi que des produits laminés.

Considérez le diagramme de déformation du métal lors du pressage : il convient de noter que dans la zone de déformation, le métal est dans un état de compression inégale sur tout son pourtour. Cette caractéristique permet d’emboutir des métaux et alliages à ductilité réduite, ce qui est l’un des avantages de ce procédé. Il est plus économique de produire de petites séries par pressage. profilés, puisque le passage de la fabrication d'un profilé à un autre s'effectue plus facilement que lors du laminage. Cependant, lors du pressage, l'usure des outils est importante et les déchets métalliques sont importants,

Le pressage est réalisé sur des presses hydrauliques spécialisées. Lorsque vous vous familiarisez avec la conception de l'outil, faites attention à l'emplacement et à l'interaction de ses pièces lors du pressage de profilés pleins et creux.

7.2. Forgeage gratuit et forgeage dans les matrices de support. Forgeage à chaud et à froid. Estampage de feuilles.

Le forgeage est utilisé lors de la production d'un petit nombre de pièces identiques et constitue le seul moyen possible de produire des pièces forgées massives (jusqu'à 250 tonnes).

Le processus de forgeage, réalisé uniquement à chaud, consiste à alterner les opérations de forgeage de base dans un certain ordre. Avant de passer à l'examen de la séquence de fabrication des pièces forgées, vous devez étudier les opérations de forgeage de base, leurs caractéristiques et leur objectif. Le développement du processus de forgeage commence par l'élaboration d'un dessin de forgeage basé sur le dessin de la pièce finie. Le forgeage produit des pièces forgées de formes relativement simples qui nécessitent un traitement de coupe important. Les tolérances et tolérances pour toutes les dimensions, ainsi que les chevauchements (simplifiant la configuration du forgeage) sont attribués conformément à GOST 7062-67 (pour les pièces forgées en acier fabriquées sur des presses) ou GOST 7829-70 (pour les pièces forgées en acier fabriquées sur des marteaux).

Pour les pièces forgées de petit et moyen poids, les sections laminées et les blooms sont utilisés comme pièce initiale lors du forgeage ; pour les grandes pièces forgées - lingots. La masse de la pièce est déterminée en fonction de son volume, qui est calculé comme la somme des volumes de pièces forgées et de déchets selon les formules données dans la littérature de référence.

La section transversale de la pièce est sélectionnée en tenant compte du forgeage nécessaire, qui montre combien de fois la section transversale de la pièce a changé au cours du processus de creusement. Plus il y a de forgeage, mieux le métal est forgé, plus ses propriétés mécaniques sont élevées.

La séquence des opérations de forgeage est établie en fonction de la configuration de la pièce forgée et de ses exigences techniques, ainsi que du type de pièce à usiner.

La variété des outils de forgeage universels utilisés pour effectuer les opérations de forgeage de base doit être familiarisée lors de l'étude de ces opérations. Lors de l'étude de la conception fondamentale des machines à fendre (marteaux pneumatiques et vapeur-air, presse hydraulique), veuillez noter que l'utilisation de l'un ou l'autre type d'équipement est déterminée par la masse de la pièce forgée.

À la suite de l’étude du processus de forgeage, il est nécessaire d’avoir une compréhension claire des exigences de conception des pièces produites à partir de pièces forgées.

7.3. Marquage à chaud.

Dans le forgeage volumétrique, le flux plastique du métal est limité par la cavité d'un outil spécial - un tampon, qui est utilisé pour produire un forgeage de cette configuration uniquement. Le marquage à chaud, par rapport au forgeage, permet de réaliser une pièce forgée dont la configuration est très proche de la pièce finie, avec une plus grande précision et une productivité élevée. Cependant, la nécessité d'utiliser un outil spécial et coûteux pour chaque pièce forgée rend l'emboutissage rentable uniquement pour des lots de pièces forgées suffisamment importants. L'emboutissage produit des pièces forgées d'une masse allant jusqu'à 100 à 200 kg et, dans certains cas, jusqu'à 3 tonnes. En règle générale, les ébauches initiales pour l'emboutissage volumétrique sont obtenues en découpant des produits longs de différents profils: ronds, carrés, rectangulaires, etc. Dans la plupart des cas, pour l'emboutissage de pièces forgées de configuration plus ou moins complexe, il est nécessaire d'obtenir une ébauche façonnée, c'est-à-dire de rapprocher sa forme de celle de la pièce forgée. À cette fin, la pièce initiale est généralement pré-déformée dans les brins vierges de filières multibrins, dans des rouleaux de forgeage ou par d'autres moyens. Lors de l'emboutissage de grands lots de pièces forgées, des profils périodiques laminés sont utilisés.

La présence d'une grande variété de formes et de tailles de pièces forgées, ainsi que d'alliages à partir desquels elles sont embouties, a conduit à l'émergence de diverses méthodes de forgeage à chaud. Lors de la classification de ces méthodes, le type de tampon est considéré comme la caractéristique principale, qui détermine la nature de la déformation du métal pendant le processus d'emboutissage. Selon le type de matrice, on distingue l'emboutissage en matrices ouvertes et l'emboutissage en matrices fermées (ou emboutissage sans flash). Lors de l'étude de ces méthodes d'estampage, vous devez prêter attention à leurs avantages, inconvénients et domaines d'utilisation rationnelle,

L'emboutissage dans des matrices ouvertes se caractérise par la formation d'une bavure dans l'espace entre les parties de la matrice. Lorsqu'elle est déformée, la bavure ferme la sortie depuis des cavités pour la majeure partie du métal ; en même temps, au moment final de la déformation, l'excès de métal est expulsé dans la bavure,

Lors de l'emboutissage dans des matrices fermées, leur cavité reste fermée pendant le processus de déformation du métal. Un avantage important de la méthode est une réduction significative de la consommation de métal, puisqu'il n'y a pas de déchets dans la bavure. Mais la difficulté d'utiliser l'emboutissage en matrices fermées réside dans la nécessité de respecter strictement l'égalité des volumes de la pièce et du forgeage.

Outre la différence de type d'outil-tampon, l'emboutissage se distingue par le type d'équipement sur lequel il est réalisé. Le matriçage à chaud est réalisé à l'aide de marteaux vapeur-air, de presses à chaud à manivelle, de machines de forgeage horizontales et de presses hydrauliques. L'emboutissage sur chacune de ces machines présente ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients, qu'il convient de bien comprendre. Après avoir examiné les schémas des machines de formage et les principes de leur fonctionnement, il est nécessaire de comprendre pour quel type de pièces il est le plus rationnel d'utiliser tel ou tel équipement, compte tenu de ses capacités technologiques. Une grande attention doit être accordée aux caractéristiques de conception des pièces forgées estampées sur chaque type de machine,

Le développement d'un procédé de matriçage, tout comme le forgeage, commence par l'élaboration d'un plan de forgeage basé sur le dessin de la pièce finie, en tenant compte du type d'équipement sur lequel l'emboutissage sera réalisé. Dans ce cas, le choix correct de l'emplacement du plan de séparation des matrices est d'une grande importance. Sur le forgeage réalisé par emboutissage, les surépaisseurs, les surépaisseurs, les recouvrements, les pentes d'emboutissage, les rayons de courbure et les dimensions des marques de perçage sont installés conformément avec GOST 7505-74 (pour les pièces forgées en acier).

La masse de la pièce à emboutir est déterminée sur la base de la loi de constance du volume lors de la déformation plastique, en calculant le volume de la pièce forgée et le volume des déchets technologiques selon les formules données dans la littérature de référence. la forme de sa section transversale est déterminée en fonction de la forme de la pièce forgée et de la méthode de son emboutissage.

Après l'emboutissage, les pièces forgées sont soumises à des opérations de finition, qui constituent la partie finale du processus de matriçage à chaud et contribuent à la production de pièces forgées présentant les propriétés mécaniques, la précision et la rugosité de surface nécessaires. La complexité des traitements mécaniques ultérieurs dépend de ces opérations.

7.4. Marquage à froid.

Le marquage à froid est divisé en volume et en feuille. En emboutissage volumétrique - extrusion à froid, refoulement et formage - la pièce est en acier laminé long. Dans ce cas, des produits de haute précision et qualité de surface sont obtenus. Cependant, du fait que les forces spécifiques lors du matriçage à froid sont beaucoup plus importantes que lors du forgeage à chaud, ses capacités sont limitées en raison d'une durée de vie insuffisante de l'outil,

L'emboutissage des feuilles comprend les processus de déformation des pièces sous forme de feuilles, toiles, rubans et tuyaux,

Les procédés d'emboutissage de tôles peuvent être divisés en opérations dont l'utilisation alternée permet de donner à la pièce d'origine la forme et les dimensions de la pièce.Toutes les opérations d'emboutissage de tôles peuvent être regroupées en deux groupes : séparation et changement de forme. Lors des opérations de séparation, la pièce se déforme jusqu'à se briser. Au contraire, lorsqu'ils effectuent des opérations de changement de forme, ils s'efforcent de créer des conditions dans lesquelles le plus grand changement de forme de la pièce peut être obtenu sans sa destruction.

Lors de l'étude des opérations de séparation, faites attention à la manière dont les paramètres technologiques du processus (par exemple, la taille de l'écart entre les arêtes de coupe) affectent la qualité des produits obtenus. L'emplacement correct des pièces découpées sur le flan de tôle (découpe du matériau) est d'une grande importance lors du développement de processus de découpe de produits. Une découpe correcte doit garantir un minimum de déchets lors de la découpe et une taille suffisante des cavaliers entre les pièces, car la qualité des pièces obtenues dépend de leur taille. Le principal indicateur de l'efficacité de la coupe peut être considéré comme le coefficient d'utilisation du métal, égal au rapport entre la surface des pièces et la surface de la feuille, de la bande ou du ruban à partir de laquelle ces pièces sont découpées. Il est à noter que découper des pièces à partir d'une bande ou d'un ruban roulé est plus économique.

Lorsque vous envisagez des opérations de changement de forme, faites attention au fait que lors des opérations de pliage et d'étirage sans préciser la paroi, il n'y a pratiquement aucun changement dans l'épaisseur de la pièce.

Lors de la flexion, des contraintes de compression et de traction agissent simultanément dans chaque section le long de l'épaisseur de la pièce, de sorte que la déformation élastique peut être relativement importante. Par conséquent, lors du pliage, il est nécessaire de prendre en compte l'angle sous lequel le produit « rebondit ». La valeur des angles de retour élastique pour chaque cas spécifique se trouve dans les ouvrages de référence.

L'ampleur des contraintes de traction dans une pièce pliée dépend du rapport R/5 (R est le rayon de courbure, 5 est l'épaisseur du matériau) et peut dépasser la valeur admissible si le rayon relatif est trop petit. La littérature de référence donne les valeurs minimales de rayon de courbure pour différents matériaux.

Lors de l'étirage de produits creux à partir d'une pièce plate, le fond du produit, situé sous le poinçon, n'est pratiquement pas déformé et le reste de la pièce (bride) est étiré dans le sens radial et comprimé dans le sens tangentiel. Lorsque la bride est comprimée, des plis apparaissent parfois ; Pour éviter ce phénomène, il est nécessaire de presser la bride jusqu'à l'extrémité de la matrice.

La force exercée par le poinçon sur la pièce augmente avec l'augmentation du rapport entre le diamètre de la pièce et le diamètre du produit étiré et peut atteindre une valeur dépassant la résistance de la paroi du produit étiré. Dans ce cas, le fond se détache.

Les outils de tamponnage de feuilles - les tampons - sont très divers. Les matrices rigides, généralement utilisées pour l'emboutissage de feuilles, sont constituées d'éléments de travail (poinçon et matrice) et d'un certain nombre de pièces auxiliaires. Ces tampons sont divisés en simples (pour effectuer une opération) et complexes (pour effectuer plusieurs opérations).

Équipement d’estampage de feuilles – presses mécaniques de différentes conceptions.

Lors de la production de petits lots de produits, lorsque la production de tampons complexes n'est pas économique, des méthodes simplifiées de traitement sous pression des flans de tôle sont utilisées : estampage avec des supports élastiques, travaux de pressage et estampage par impulsions,

Lors de l'emboutissage avec un milieu élastique (par exemple du caoutchouc), un seul des deux éléments de travail est en métal, le rôle de l'autre est joué par un milieu élastique. Des presses hydrauliques et mécaniques, ainsi que des marteaux, sont utilisés comme équipement.

Le travail de filature est destiné à réaliser des pièces en forme de corps de révolution et s'effectue sur des tours à filer.

Lors du marquage sans presse avec un milieu liquide, gazeux ou un champ magnétique, des installations spéciales sont utilisées dans lesquelles l'énergie nécessaire à la déformation est obtenue grâce à une décharge électrique dans un liquide, une explosion d'un mélange explosif ou inflammable ou une puissante impulsion électromagnétique. Dans ces cas, la charge sur la pièce est de courte durée (pulsée). Cela permet d'emboutir des pièces complexes à partir d'alliages difficilement déformables, dont l'emboutissage est difficile dans des conditions normales,

En étudiant les schémas de principe de ces types d’estampage, faites attention à leurs avantages et inconvénients.

7.5. Traitement thermique des pièces forgées et embouties.

Le chauffage du métal avant la déformation plastique est l'un des processus auxiliaires les plus importants lors du traitement sous pression et est réalisé afin d'augmenter la ductilité et de réduire la résistance à la déformation. Tout métal ou alliage doit être traité sous pression dans une plage de température très spécifique. Par exemple, l'acier 10 peut être soumis à une déformation à chaud à des températures non supérieures à 1260°C et non inférieures à 800°C. La violation de la plage de température de traitement entraîne des phénomènes négatifs se produisant dans le métal (surchauffe, grillage) et finalement des défauts. . Lors du chauffage, il est nécessaire de garantir une température uniforme sur toute la section transversale de la pièce et une oxydation minimale de sa surface. La vitesse de chauffage est d'une grande importance pour la qualité du métal : avec un chauffage lent, la productivité diminue et l'oxydation (formation de tartre) augmente ; si elle est chauffée trop rapidement, des fissures peuvent apparaître dans la pièce. Plus la taille de la pièce est grande et plus la conductivité thermique du métal est faible, plus la tendance à la formation de fissures est grande (dans les aciers fortement alliés, par exemple, la conductivité thermique est inférieure à celle des aciers au carbone et la vitesse de chauffage est plus faible) .

Lorsque vous vous familiarisez avec le principe de fonctionnement et la conception des fours et des appareils de chauffage électriques, faites attention à leurs capacités technologiques et à leur champ d'application, qui se caractérisent par la taille standard et la taille du lot de pièces.

8. Thème 5. Fondements de la technologie pour la production de produits soudés.

8.1. Soudage par fusion, pression et friction.

L'étude de cette section devrait commencer par une considération de l'essence physique du soudage, pour comprendre qu'il est nécessaire d'utiliser des informations sur la structure du métal et la liaison métallique entre les atomes de la substance.

Un métal est constitué de nombreux ions chargés positivement disposés dans l’espace et liés en un seul tout par un nuage d’électrons collectivisés. Lorsque deux corps métalliques entrent en contact, ils ne se combinent généralement pas en un seul tout ; Ceci est empêché par des irrégularités sur la surface et des films d'oxydes, d'hydrures et de nitrures qui la désactivent. Si vous activez les surfaces des pièces et rapprochez les ions de surface à une distance de 2-3A (à cette distance, les ions sont situés dans le métal solide), alors le soudage se produit, c'est-à-dire la connexion permanente des pièces en raison de la mise en œuvre de forces de liaison interatomiques. En pratique, ceci est réalisé par une action thermique ou de force, ou une combinaison des deux.

Lors du soudage par fusion, seule une action thermique se produit - chauffage jusqu'à ce que les bords des pièces fondent, formant un seul bain de métal liquide. Sa cristallisation se produit par sédimentation successive, unique ou groupée, d'atomes de la phase liquide dans les cavités de la phase cristalline. réseau de la phase solide, au niveau duquel les liaisons interatomiques s'établissent. À la suite de la cristallisation, des grains se forment dans la zone de soudage appartenant à la fois au métal de base et au métal fondu. Dans la zone de soudage, la même structure atomique-cristalline du métal s'établit.

Il convient de prêter attention au principe du choix du type et de la marque de l'électrode à souder, ainsi qu'à son diamètre et son mode de soudage autorisé. Il est important de comprendre que lors du soudage à l'arc manuel, le courant est fourni à une extrémité de la tige d'électrode et l'arc brûle à l'extrémité opposée ; la distance entre eux atteint 300 à 400 mm. Si le courant est excessif, une surchauffe de la partie supérieure de l'électrode se produit sous l'effet de la chaleur Joule, ce qui provoque un pelage du revêtement et des défauts lors du soudage. Pour éviter une surchauffe, le diamètre de l'électrode est choisi en fonction de l'épaisseur du métal à souder. , et l'intensité du courant de soudage est sélectionnée en fonction du diamètre de l'électrode. Les domaines d'application de cette méthode de soudage (matériaux, épaisseurs, types de structures) doivent être étudiés. Il est efficace pour souder des joints courts et intermittents avec une trajectoire complexe et des endroits difficiles d'accès, dans diverses positions spatiales dans des conditions de réparation, de production pilote, d'installation et de construction. Lors du soudage manuel, le volume de métal liquide dans le bain de soudure est insignifiant, il peut donc être maintenu sur un mur vertical ou au plafond en raison des forces de tension superficielle. Les inconvénients de la méthode incluent un travail manuel pénible et une faible productivité, qui empêcher son utilisation et sa production de masse.

Lors de l'étude de ce procédé, il est important de comprendre comment est assuré le démarrage du procédé, son maintien dans des conditions spécifiées, la protection contre l'oxydation et le rôle du soudeur. La machine est configurée pour une épaisseur de métal donnée par un ajusteur, déterminant l'ampérage requis, la vitesse de soudage et la tension de l'arc, et règle la vitesse d'alimentation du fil électrode égale à la vitesse de fusion dans un mode donné. sont éliminés automatiquement grâce à deux options. Dans les machines à vitesse de dévidage du fil électrode réglable, en fonction de la tension de l'arc, les actions du soudeur sont variées. La machine compare en permanence la tension réglée et la vitesse d'alimentation des électrodes. Les machines plus simples avec une vitesse d'alimentation constante du fil électrode sont basées sur l'autorégulation de l'arc, grâce à laquelle le courant de soudage est réduit avec une augmentation aléatoire de la longueur de l'arc. Cela réduit la vitesse de fusion de l'électrode jusqu'à ce que le mode d'origine soit restauré. Il est à noter que l'autorégulation de l'arc est efficace pour des densités de courant élevées (courant élevé ou petit diamètre d'électrode). La qualité du processus de soudage automatique est assurée par le choix correct des qualités de fil de soudage (ils ont une teneur réduite en impuretés et sont désignés par l'indice « Св »), ainsi que du flux. Exigences générales pour le flux ; lorsqu'il interagit avec le métal, il doit produire des scories de densité inférieure à celle du métal, qui ne forment pas de composés intermédiaires avec lui, et avec un retrait plus important. Cela élimine les inclusions de laitier dans le joint et permet une séparation spontanée de la croûte de laitier du joint lors du refroidissement.

Il est nécessaire d'étudier les caractéristiques de la technologie de soudage, en comprenant qu'en soudage automatique, le conducteur de courant est situé à proximité de l'arc et qu'il est possible d'utiliser des courants élevés (jusqu'à 1600 A) sans craindre une surchauffe de l'électrode et ainsi d'obtenir un maximum productivité Mais la masse importante du bain liquide permet de souder uniquement en position basse, et lors du soudage d'un joint de racine, des mesures sont nécessaires pour retenir le bain liquide (garnitures, tampons de flux). Il est nécessaire de comprendre qu'il est rationnel d'utiliser le soudage automatique à l'arc submergé pour produire des unités similaires avec des coutures droites et circonférentielles étendues - pour des pièces en tôle d'épaisseur accrue (plus de 3 mm) à partir de divers aciers, cuivre, nickel, titane, aluminium et leurs alliages.

8.2. Traitement plasma des métaux.

Il faut comprendre que la source de chaleur est un flux de gaz ionisé dans l'arc, qui, lors d'une collision avec un corps moins chauffé, est désionisé avec dégagement d'une grande quantité de chaleur, ce qui permet de le considérer comme un source. La température du jet de plasma dépend du degré d'ionisation du gaz. Pour ce faire, utilisez une colonne d'arc comprimé, c'est-à-dire un arc brûlant dans un canal étroit à travers lequel du gaz (argon, azote, hydrogène, etc.) est soufflé sous pression, augmentant ainsi son degré de compression. Dans ces conditions, la température du gaz dans la colonne d'arc atteint °C, ce qui, par rapport à un arc brûlant librement, augmente fortement le degré d'ionisation et la température du gaz sortant du canal à grande vitesse sous forme de jet . Cette source de chaleur possède des propriétés de température, de concentration et de protection élevées. Le jet de plasma est utilisé de deux manières : en combinaison avec un autre (principalement lors du coupage thermique) et séparément de l'arc (en soudage, surfaçage et pulvérisation). Cette dernière option convient également au traitement de matériaux non conducteurs.

8.3. Soudage par faisceau d'électrons.

Le processus est lié au soudage par fusion, mais contrairement aux méthodes de soudage à l’arc, il est réalisé sous vide poussé, où peu d’ions transportent des charges électriques. Pour cette raison, dans le vide, une décharge électrique en arc est instable. Pour le soudage sous vide avec pression
105-10b mm Hg. Art. Un flux d’électrons accélérés est utilisé comme source de chaleur. La vitesse des électrons est environ la moitié de celle de la lumière, obtenue grâce à une haute tension (40-150 kV) entre la cathode et la pièce (anode). Les électrons émis par la cathode sont accélérés, concentrés en un faisceau et bombardent le métal, libérant de la chaleur lors du freinage grâce à la conversion de l'énergie cinétique en énergie thermique. Il est important de noter que l’énergie du faisceau peut être concentrée sur une très petite zone profonde du métal, où la majorité des électrons sont décélérés. Cela offre une très grande capacité de pénétration de la poutre, ce qui permet de souder des pièces de 50 mm d'épaisseur en un seul passage sans arêtes coupantes et d'obtenir des joints de largeur minimale, ce qui élimine la distorsion de la forme de la pièce lors du soudage. Le soudage par faisceau d'électrons s'applique aux pièces placées dans une chambre et permet d'obtenir des joints de la plus haute qualité pour tous les métaux, y compris les métaux réfractaires qui s'oxydent facilement à des températures élevées.

8.4. Soudage au gaz et découpe de métaux.

Lors du soudage au gaz, le métal fond grâce à la chaleur générée par la combustion d'un gaz combustible mélangé à de l'oxygène. Il est important que la zone de flamme à la température la plus élevée (3 200°C) ait des propriétés réductrices et protège le métal de l'oxydation pendant le soudage. Pour lutter contre les oxydes à la surface du métal à souder, des flux sous forme de pâtes sont utilisés. Cependant, l'efficacité de ces mesures est insuffisante lors du soudage d'alliages complexes, ainsi que d'alliages de titane, etc. De plus, le soudage au gaz est peu productif et n'est pas automatisé. Pour ces raisons, son importance demeure uniquement lors de la réparation de pièces en fonte, en laiton, en acier à paroi mince et dans des conditions de terrain en l'absence d'électricité,

Contrairement au soudage au gaz, l'utilisation du coupage au gaz dans l'industrie est en constante expansion. Il est important de comprendre que par découpe, nous entendons le soudage et sa puissance doit dépendre de la taille et de la forme des pièces, ainsi que de la conductivité thermique et de la résistance électrique du matériau.

8.5. Soudage par friction et soudage par presse à gaz.

Il est important de comprendre que ces méthodes sont liées au soudage sous pression, mais diffèrent selon les sources de chaleur. Il est nécessaire de prendre en compte leurs avantages par rapport au soudage bout à bout par résistance, les caractéristiques du procédé et les domaines d'application rationnels. Il est important de garder à l’esprit que pour le soudage par friction, l’une des pièces doit avoir un axe de rotation.

Le côté positif du soudage par presse à gaz est que le mode de chauffage et de refroidissement est plus fluide qu'avec le soudage par résistance ; il convient au soudage de pièces particulièrement grandes. Il est important que cela ne nécessite pas d'électricité, ce qui permet de l'utiliser pour des réparations et autres travaux sur le terrain.

9. Thème 6. Fondamentaux de la technologie de traitement des matériaux par découpe.

9.1. Base physique du processus de découpe.

Il convient de souligner que pour effectuer le processus de coupe, il doit y avoir des mouvements relatifs entre la pièce et l'outil, qui sont divisés en mouvement principal (ou mouvement de coupe) et mouvement d'avance. Le façonnage de la surface pendant le processus de découpe s'effectue avec un nombre différent de mouvements. La forme spatiale de la pièce est limitée par des surfaces géométriques. Les surfaces réelles diffèrent des surfaces idéales en ce qu'elles présentent une micro-rugosité et une ondulation résultant du traitement, mais les méthodes pour les obtenir sont les mêmes que pour les surfaces géométriques idéales. Étudier les méthodes géométriques de façonnage des surfaces des pièces de machines. Selon le type de surface à traiter, différentes méthodes de façonnage sont utilisées. Dans certains cas, la forme de la surface est obtenue en copiant la forme de la lame coupante de l'outil, dans d'autres - comme l'enveloppe d'une série de positions successives de la lame de l'outil par rapport à la pièce.

Une représentation graphique du processus de façonnage de surface est un schéma de traitement, qui représente classiquement la pièce en cours de traitement, sa fixation sur la machine, indiquant la position de l'outil de coupe par rapport à la pièce et les mouvements de coupe.

Considérez les mouvements impliqués dans le façonnage de la surface en utilisant l'exemple du traitement d'une surface cylindrique extérieure par tournage. Étudier les éléments du mode de découpe ; vitesse de coupe, avance et profondeur de coupe, leurs définitions, désignations et dimensions. À l'aide de l'exemple d'un outil de tournage, considérons les éléments et la géométrie de l'outil de coupe. Pour déterminer les angles de coupe, il est nécessaire de connaître les surfaces de la pièce et les plans de coordonnées.

Familiarisez-vous avec la notion de qualité de surface, qui est une combinaison de plusieurs caractéristiques ; rugosité, ondulation; état structurel (microfissures, déchirures, structure écrasée) ; durcissement de la couche superficielle (profondeur et degré) ; des contraintes résiduelles; etc. La qualité des surfaces traitées détermine la fiabilité et la durabilité des pièces et des machines dans leur ensemble.

Se familiariser avec l'essence physique du processus de découpe en tant que processus de déformation élastoplastique du matériau de la pièce, accompagné de sa destruction et de la formation de copeaux,

Considérez la dynamique du processus de coupe en utilisant l'exemple du tournage d'une surface cylindrique extérieure avec une fraise tournante sur un tour à décolleter.

Veuillez noter que les composantes de la force de coupe sont utilisées pour calculer les éléments de la machine, de l'outil et du montage. Tenez compte de l'influence des composantes de la force de coupe sur la précision de l'usinage et la qualité de la surface usinée.

Considérez les phénomènes physiques qui accompagnent le processus de façonnage des surfaces par découpe : déformation élastoplastique du matériau à usiner, accumulation, frottement, génération de chaleur, usure des outils... Portez une attention particulière à l'influence de ces phénomènes sur la qualité de l'usinage. Dans certaines conditions de traitement, ces phénomènes ont un effet positif sur la qualité de la surface usinée de la pièce, tandis que dans d'autres, ils ont un effet négatif.

L'utilisation de divers fluides de coupe a un effet bénéfique sur le processus de coupe et la qualité du traitement. Lorsque vous étudiez l'usure des outils, tenez compte de sa nature, de ses critères d'usure et de leur relation avec la durée de vie de l'outil. Veuillez noter que la durée de vie de l'outil et la vitesse de coupe correspondante doivent être définies en tenant compte d'une productivité élevée, de la qualité de surface et du coût de traitement le plus bas.

En analysant la formule pour déterminer le temps technologique principal lors du tournage d'une surface cylindrique, il convient de noter que les surfaces des pièces doivent être traitées dans des conditions de coupe permettant d'obtenir une précision de traitement et une qualité de surface élevées avec des performances satisfaisantes.

Lors de l'étude des matériaux d'outils, veuillez noter qu'ils doivent avoir une dureté élevée (HRC 60), une résistance thermique et une résistance à l'usure importantes, une résistance mécanique et une ténacité élevées. Différents matériaux d'outils sont utilisés pour la fabrication d'outils de coupe : aciers à outils, métal-céramique ( alliages durs), céramiques minérales, matériaux abrasifs, outils diamantés ; étudier leurs caractéristiques et leurs applications.

9.2. Traitement des surfaces des pièces avec des lames (tournage, perçage, rabotage, fraisage, brochage) et des outils abrasifs (meulage, rodage, affûtage).

Traitement des pièces sur tours. Familiarisez-vous avec les caractéristiques de la méthode de tournage. Veuillez noter que les surfaces des pièces en forme de corps de rotation sont traitées sur les bancs du groupe tour.

Familiarisez-vous avec les types de tours. Étudiez le nom et la fonction des composants d'un tour à décolleter.

Étudiez les types et les conceptions d’outils et d’accessoires utilisés sur les tours et leur fonction. Portez une attention particulière au traitement des pièces sur les tours à décolleter, car ce sont les plus universels et les plus répandus.

Lors de la familiarisation avec les tours à tourelle, sachez qu'ils sont conçus pour traiter des lots de pièces aux formes complexes nécessitant l'utilisation d'un grand nombre d'outils de coupe. Les machines sont prédéfinies pour traiter une pièce spécifique ; équipé de dispositifs permettant d'obtenir automatiquement les dimensions des surfaces de la pièce.Au cours du processus d'usinage, les outils sont mis en service séquentiellement (l'un après l'autre) ou en parallèle (plusieurs en même temps). Le fonctionnement parallèle des outils réduit le temps de traitement principal. Les tours verticaux sont conçus pour traiter des pièces lourdes et de grande taille avec un rapport longueur (hauteur)/diamètre de 0,34 à 0,7. A noter que les machines rotatives, du fait de la présence de plusieurs supports et d'une tête de tourelle, disposent de grandes capacités technologiques.

Lorsque vous envisagez le traitement de pièces sur des tours multi-coupes, veuillez noter qu'ils fonctionnent selon un cycle semi-automatique et sont conçus pour traiter uniquement les surfaces extérieures de pièces telles que les arbres étagés. Plusieurs surfaces sont traitées simultanément avec différentes fraises montées sur des supports longitudinaux ou transversaux, selon leur destination technologique. Lors de l'étude des machines automatiques et semi-automatiques, faites attention à la productivité élevée dans la production de grands lots de pièces et à la classification des machines automatiques et semi-automatiques. Étudier les schémas de fonctionnement de base des tours automatiques et des machines semi-automatiques pour le traitement parallèle et séquentiel, leurs domaines d'application et leurs capacités technologiques.

Familiarisez-vous avec les exigences technologiques pour la conception de pièces de machines traitées sur tours.

9.3. Traitement des pièces sur perceuses.

Familiarisez-vous avec les caractéristiques de la méthode de perçage. Les perceuses sont conçues pour réaliser et traiter des trous à l'aide de divers outils de coupe (forets, fraises, alésoirs, tarauds). Étudier les outils de coupe utilisés, les dispositifs de fixation des pièces et des outils, leur fonction et leurs capacités. Consultez la classification des perceuses. Étudiez le nom et la fonction des unités de perceuses verticales et radiales, notez que ces dernières traitent des trous dans des pièces de grandes dimensions. Apprenez les types de travaux effectués sur les perceuses. L'usinage de trous profonds dont la longueur est supérieure à cinq diamètres pose certaines difficultés. Les outils de coupe sont des forets de conception spéciale. Lors de l'examen du schéma de forage profond, faites attention à l'alimentation en liquide de coupe et à l'élimination des copeaux de la zone de coupe.

A noter que l'utilisation de machines modulaires permet de traiter des pièces simultanément avec plusieurs outils.

9.4. Traitement des pièces sur aléseuses.

Familiarisez-vous avec les caractéristiques de la méthode d'alésage. Les aléseuses usinent des trous, des surfaces cylindriques et plates externes, des rebords, des rainures et, moins souvent, des trous coniques dans des pièces telles que des boîtiers. Considérez la polyvalence d'une aléseuse en étudiant les schémas de traitement de surface avec divers outils. Il est conseillé d'étudier le schéma de perçage des trous dans le contexte d'une vue simplifiée de la machine, en tenant compte des mouvements de ses composants et de leur objectif technologique. Lorsque vous étudiez des machines à aléser au diamant et à gabarit, faites attention à leurs caractéristiques de conception et à leurs capacités technologiques. Sur les aléseuses diamantées, les trous sont enfin usinés avec des fraises diamantées et carbure. Les aléseuses à gabarit sont conçues pour traiter des trous, des plans et des rebords avec une grande précision de leur emplacement. Familiarisez-vous avec les exigences technologiques pour la conception de pièces de machines traitées sur les machines du groupe de perçage et d'alésage.

9.5. Traitement des pièces sur machines à raboter et à rainurer. Familiarisez-vous avec les caractéristiques de la méthode de rabotage et de burinage. Explorez les types de raboteuses. Veuillez noter que les machines sont conçues pour traiter des surfaces planes, des rainures, des rainures, des rebords, etc.

Lorsque vous étudiez les composants et les mouvements d'une raboteuse, notez que le processus de coupe est intermittent et que l'enlèvement de matière ne se produit que lors d'une course droite (de travail). Lorsque vous étudiez le façonnage des surfaces sur des machines à raboter et à rainurer transversalement et longitudinalement, comprenez la différence entre les modèles de coupe.

Familiarisez-vous avec les exigences technologiques pour la conception de pièces de machines traitées sur des machines à raboter et à rainurer.

9.6. Traitement des pièces sur machines à brocher.

Familiarisez-vous avec les caractéristiques de la méthode de brochage. Étudiez les types de machines à brocher et les types de broches. Veuillez noter que le brochage est une méthode avancée qui garantit une qualité et une productivité élevées du traitement. Par brochage, on obtient presque toutes les surfaces - externes et internes, dont la taille ne change pas sur la longueur. Un seul mouvement est impliqué dans la formation des surfaces - le mouvement de coupe, et la suppression de la surépaisseur est effectuée grâce à la différence dans les tailles des dents coupantes de la broche.

Étudiez la conception d’un outil de coupe en prenant comme exemple une broche ronde. Lors de l'étude du brochage continu, faites attention à la productivité élevée de ces machines. Familiarisez-vous avec les exigences technologiques pour la conception de pièces de machines traitées sur des machines à brocher.

9.7. Traitement des pièces sur fraiseuses.

Familiarisez-vous avec les caractéristiques de la méthode de fraisage. Le fraisage est utilisé pour traiter des surfaces horizontales, verticales, inclinées et façonnées, des rebords et des rainures de divers profils. Veuillez noter que le traitement est effectué avec des outils de coupe multilames - des fraises, qui ont une large gamme de conceptions et de tailles en fonction de l'objectif technologique.

Explorez les types de fraiseuses, les caractéristiques et la géométrie des fraises cylindriques et à surfacer.

Veuillez noter que les têtes de division utilisées sur les supports de fraisage sont utilisées pour faire tourner périodiquement les pièces à l'angle requis et pour leur rotation continue lors du fraisage de surfaces hélicoïdales.

Lors de l'étude du traitement des pièces sur des fraiseuses longitudinales, il convient de noter qu'il s'agit de machines multibroches et que la pièce n'a qu'une avance longitudinale ; conçu pour le traitement de pièces de grande masse et de grande taille,

Une caractéristique des fraiseuses à tambour est la présence d'un tambour à axe de rotation horizontal, sur les faces duquel sont installées les pièces.

Lors de l'étude du traitement des surfaces de contour et de forme volumétrique sur les fraiseuses à copier, notez que la trajectoire du mouvement relatif de la pièce et de la fraise est la vitesse résultante de deux mouvements ou plus.

Se familiariser avec les exigences technologiques pour la conception de pièces de machines traitées sur fraiseuses,

9.8. Traitement des engrenages sur machines à tailler les engrenages.

Étudiez l'essence du profilage des dents par copie (formation d'un profil de dent à l'aide de fraises profilées) et laminage (pliage) - formation d'un profil de dent comme enveloppe des positions successives des lames de coupe de l'outil par rapport à la pièce.

Veuillez noter que pour couper les engrenages par la méthode du laminage, des fraises à fraises modulaires, des fraises à engrenages et des fraises à engrenages sont utilisées. Une fraise de table modulaire est une vis dont le fil machine est coupé perpendiculairement aux tiges. Une fraise à engrenages est un engrenage dont les dents ont un profil en développante. La fraise à raboter a une forme prismatique avec des angles d'affûtage appropriés et une lame de coupe droite.

Comprenez que les machines à tailler les engrenages qui coupent les dents des roues par la méthode de laminage sont divisées en types en fonction de la méthode de traitement technologique (fraisage des engrenages ; façonnage des engrenages, taille des engrenages, brochage des engrenages, etc.).

Les machines à tailler les engrenages sont conçues pour couper des roues cylindriques droites, hélicoïdales et à vis sans fin à l'aide d'une fraise-mère modulaire selon la méthode de rodage. La pièce à usiner et la fraise reçoivent des mouvements correspondant à l'engagement de la paire de vis sans fin. La surface latérale de la dent est formée à la suite de la rotation coordonnée et continue de la pièce à usiner et de la fraise. La forme de la dent le long de la largeur de la roue cylindrique est formée par le mouvement de la fraise le long de l'axe de la pièce, et lors de la coupe d'une roue à vis sans fin, par le mouvement de la pièce dans la direction radiale. Lors de la coupe d'un engrenage hélicoïdal cylindrique pour produire une dent hélicoïdale, la pièce reçoit une rotation supplémentaire. Pour coordonner les mouvements de la pièce et de l'outil pendant le processus de coupe, les jeux d'engrenages remplaçables correspondants sont ajustés sur la machine à tailler les engrenages ; vitesse, pas, avance et différentiel.

Sur les machines de façonnage d'engrenages, des engrenages cylindriques d'engrenages externes et internes avec des dents droites et obliques sont découpés.Veuillez noter que le façonnage d'engrenages est l'une des principales méthodes de coupe d'engrenages internes et de roues multi-anneaux (blocs). Les roues dentées sont découpées à l'aide de fraises selon la méthode du laminage, basée sur l'engrènement de deux engrenages cylindriques.

Étudier la découpe des roues droites coniques sur des raboteuses à engrenages par la méthode du rodage. La méthode est basée sur l'engagement de deux roues coniques dont une plate. La meule conique (pièce) en cours de coupe est en prise avec une meule conique plate de production, dont les dents sont limitées par des plans convergeant vers un sommet commun et ont la forme d'une dent de crémaillère. L'outil de coupe est constitué de deux fraises à engrenages, formant une cavité de la roue de production. Sur les machines à brocher les engrenages équipées de diviseurs automatiques, des engrenages cylindriques à dents droites sont réalisés par brochage séquentiel.

Se familiariser avec les exigences technologiques pour la conception d'engrenages,

9.9. Traitement des pièces sur rectifieuses.

Familiarisez-vous avec les caractéristiques du broyage. Veuillez noter que le meulage est une méthode de finition des surfaces de pièces avec des outils abrasifs constitués d'un grand nombre de grains abrasifs aux arêtes vives et à une dureté élevée. Étudiez les caractéristiques des meules et des meules diamantées. Faites attention à l'usure et au dressage des outils.Comprenez qu'il est conseillé d'utiliser le meulage pour obtenir une haute précision et une qualité de surface, ainsi que pour le traitement de matériaux très durs,

Lorsque vous étudiez les rectifieuses cylindriques et planes, faites attention à leur grande polyvalence.

Lors de l'étude des rectifieuses internes, pensez à la mise en forme des surfaces cylindriques internes des pièces fixes et rotatives. La première méthode de traitement est utilisée lors du meulage de trous dans de grandes pièces de forme complexe. Le meulage sans centre est utilisé pour traiter un lot de pièces similaires. Le traitement est effectué avec une alimentation longitudinale et transversale. Veuillez noter que la pièce reçoit une avance longitudinale en raison de la rotation de l'axe de la roue motrice dans le plan vertical. Apprenez l’essence du meulage à bande et au diamant.

Familiarisez-vous avec les exigences technologiques pour la conception de pièces de machines traitées sur des rectifieuses.

9.10. Méthodes de traitement de finition.

Familiarisez-vous avec les caractéristiques des méthodes de finition de surface. Comprendre que les méthodes de finition sont utilisées pour finaliser et conférer une haute précision, qualité et fiabilité aux surfaces. Les méthodes de finition du traitement de surface (rodage, polissage, traitement avec bandes abrasives, traitement liquide abrasif, affûtage, superfinition) sont basées sur l'utilisation de poudres et de pâtes abrasives à grains fins comme matériaux d'outils.

Veuillez noter qu'une caractéristique de la cinématique du processus de finition est le mouvement relatif complexe de l'outil et de la pièce, dans lequel les trajectoires de mouvement des grains abrasifs ne doivent pas être répétées.

Lorsqu'on considère les méthodes de finition des dents d'engrenages, il convient de noter qu'elles permettent d'améliorer les performances des engrenages (bon fonctionnement, résistance à la fatigue, silence, etc.).

Lors de la finition des méthodes de traitement des dents d'engrenage par rasage, meulage et affûtage, les surfaces latérales des dents sont profilées par laminage ou copie. Le shewing est utilisé pour le traitement final des engrenages bruts (non durcis), et le meulage et l'affûtage sont utilisés pour les engrenages trempés.

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1. Le but et les objectifs de l'étude de la discipline, sa place dans le processus éducatif................................. ...................... .................................. ........................ ......
3. Atelier de laboratoire............................................................ ....................
4. Thème 1. Introduction à la technologie.................................................. .......... ........
5. Thème 2. Fondements de la production métallurgique des métaux ferreux et non ferreux.................................. .................. ................................. ...
6. Thème 3. Fondements de la technologie pour la production de pièces moulées à partir de métaux ferreux et non ferreux.......................... ...................... ................................. ............
7. Thème 4. Fondamentaux de la technologie de formage des métaux...
8. Thème 5. Bases de la technologie pour la production de produits soudés...
9. Thème 6. Bases de la technologie pour le traitement des matériaux par découpe...
10. Liste des références............................................................ ...... .......................

Compilé par:

Olga Vladimirovna Martynenko

Andreï Edouardovitch Virt

Processus technologiques en génie mécanique. Première partie

Des lignes directrices

Templan 2009, pos. N° 2K.

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Feuille de papier. Impression offset.

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Cours magistral sur la discipline « Procédés technologiques en génie mécanique »

Conférence 1. Introduction.

Dans les conditions modernes de développement social, l'un des facteurs les plus importants du progrès technique en génie mécanique est l'amélioration de la technologie de production. Une transformation radicale de la production est possible grâce à la création de moyens de travail plus avancés et au développement de technologies fondamentalement nouvelles.

Le développement et l'amélioration de toute production sont actuellement associés à son automatisation, à la création de systèmes robotiques, à l'utilisation généralisée de la technologie informatique et à l'utilisation de machines à commande numérique. Tout cela constitue la base sur laquelle des systèmes de contrôle automatisés sont créés, l'optimisation des processus technologiques et des modes de traitement et la création de complexes automatisés flexibles deviennent possibles.

Un domaine important de progrès scientifique et technologique est également la création et l'utilisation généralisée de nouveaux matériaux de structure. Dans la production, des matériaux ultra-purs, ultra-durs, résistants à la chaleur, composites, en poudre, polymères et autres sont de plus en plus utilisés, ce qui permet d'augmenter considérablement le niveau technique et la fiabilité des équipements. Le traitement de ces matériaux implique de résoudre de graves problèmes technologiques.

Lors de la création de conceptions de machines et d'appareils, garantissant dans la pratique leurs caractéristiques spécifiées et leur fiabilité de fonctionnement, en tenant compte des indicateurs économiques, l'ingénieur doit maîtriser en toute confiance les méthodes de fabrication des pièces de machines et leur assemblage. Pour ce faire, il doit posséder des connaissances technologiques approfondies.

Le sujet du cours « Technologie des matériaux de structure » est moderne, rationnel et répandu dans l'industrie, les méthodes progressives de façonnage des ébauches et des pièces de machines. Le contenu du cours est présenté sur le principe de l'unité des méthodes fondamentales de traitement des matériaux de structure : coulée, formage, soudage et découpage. Ces méthodes de technologie moderne des matériaux de structure se caractérisent par une variété de processus technologiques traditionnels et nouveaux qui résultent de leur fusion et de leur interpénétration.

La description des processus technologiques est basée sur leur essence physique et est précédée d'informations sur la structure et les propriétés des matériaux de structure. L'ensemble de ces connaissances offre une approche universelle de l'étude de la technologie.

Les scientifiques et ingénieurs russes ont grandement contribué au développement de la métallurgie. La métallurgie russe est l’une des plus avancées au monde et a longtemps laissé derrière elle les pays occidentaux les plus développés. Des scientifiques tels que, est le fondateur de la plus grande production de canons en acier moulé et en acier en Russie. En 1857, il inventa une méthode de production en série d'acier pour creuset de haute qualité.

a présenté le plus en détail l'influence des méthodes et des conditions de forgeage sur la structure du métal, ses propriétés et la formation de défauts. Pour la première fois, il expliqua la formation de contraintes internes dans l'acier et la fonte.

avancer une théorie selon laquelle l'acier est une solution solide de carbone dans le fer. Ensemble, j'ai expliqué le processus de ségrégation. Pour la première fois au monde, il utilise l’aluminium pour désoxyder l’acier.

fondateur de la science moderne des métaux. Ses découvertes - températures critiques, théorie de la cristallisation des lingots, amélioration du processus de conversion et utilisation d'un spectroscope pour déterminer la fin du processus de production - ont été reconnues dans le monde entier.

utilisé du gaz au lieu du charbon pour la première fois. Révélation de la recette de l'acier damassé, qui a été perdue. Pendant 10 ans, il a mené des expériences sur l'alliage du fer avec du silicium, de l'or, du platine et d'autres éléments.

Badaev a développé une méthode pour produire un nouvel acier « Badaev », qui présente une bonne ténacité et une bonne soudabilité.

La relation entre la conception d'un produit et la technologie de sa production a déterminé l'une des fonctions les plus complexes de la préparation technologique de la production - le développement de la conception et de la fabricabilité du produit.

Une mise en œuvre insuffisamment complète et claire de cette fonction dans la pratique est la raison de la production dans l'industrie de produits dont la fabricabilité n'a pas été testée, ce qui entraîne des coûts de main-d'œuvre, d'argent, de matériaux et de temps injustifiés.

Dans des entreprises individuelles de divers secteurs, la fabricabilité des conceptions de produits est testée, mais les méthodes de test diffèrent généralement de manière significative.

L'absence d'une méthodologie unifiée pour tester la fabricabilité des conceptions rend difficile l'évaluation comparative de la fabricabilité des produits et l'échange d'expériences dans la création de produits manufacturables.

Les tests obligatoires des conceptions de produits pour la fabricabilité à toutes les étapes de leur création sont établis par les normes ESTPL.

La perfection de la conception d'une machine se caractérise par sa conformité au niveau moderne de technologie, d'efficacité et de facilité d'utilisation, ainsi que par la mesure dans laquelle les possibilités d'utiliser les méthodes technologiques les plus économiques et productives de sa fabrication sont prises en compte dans par rapport à un produit et à des conditions de production donnés. La conception d'une machine dans laquelle ces possibilités sont pleinement prises en compte est dite technologique.

Ainsi, la fabricabilité de la conception d'un produit (TCI) est un ensemble de propriétés d'une conception de produit qui déterminent son adaptabilité pour atteindre des coûts optimaux pendant la production, l'exploitation et la réparation pour des indicateurs de qualité, un volume de production et des conditions de travail donnés.

Il s’ensuit que TCI est un concept relatif. Fabricabilité
du même produit selon le type de production où il est
est fabriqué, et en fonction des conditions spécifiques de production, il peut être,
différent.

TCI est un concept complexe. Elle ne peut être considérée isolément, sans lien mutuel et en tenant compte des conditions d'exécution des processus d'approvisionnement, des processus de transformation, d'assemblage et de contrôle, de réparation et d'exploitation.

En améliorant la fabricabilité de la conception, il est possible d'augmenter
production de produits en utilisant les mêmes moyens de production. Intensité du travail
les machines peuvent souvent être réduites de 15 à 25 % ou plus, et leur coût
production de 5 à 10 %.

La tâche principale d'assurer TCI est d'atteindre des coûts optimaux de main-d'œuvre, de matériaux, de carburant et d'énergie pour la conception, la pré-production, la fabrication, l'installation en dehors du fabricant, la technologie et la maintenance, la réparation tout en garantissant d'autres indicateurs spécifiés de qualité du produit dans des conditions de travail acceptées.

Les principaux facteurs déterminant les exigences du TCI sont :

· type de produit, degré de fiabilité et de complexité, conditions de fabrication, réparation technique et entretien, indicateurs de qualité ;

· type de production ;

· conditions de production, y compris la disponibilité des meilleures pratiques et
méthodes progressives de fabrication de produits similaires,
équipements, accessoires, etc.

Processus de production et technologiques.

Le processus de production est compris comme un ensemble de processus individuels effectués pour obtenir des machines finies (produits) à partir de matériaux et de produits semi-finis.

Le processus de production comprend non seulement les processus principaux, c'est-à-dire directement liés à la fabrication de pièces et à l'assemblage de machines à partir de celles-ci, mais également tous les processus auxiliaires qui permettent de fabriquer des produits (par exemple, le transport de matériaux et de pièces, inspection des pièces, fabrication des agencements et des outils, affûtage de ces derniers, etc.).

Un processus technologique est une modification séquentielle de la forme, de la taille, des propriétés d'un matériau ou d'un produit semi-fini afin d'obtenir une pièce ou un produit conformément aux exigences techniques spécifiées.

Le processus technologique d'usinage des pièces fait partie du processus de fabrication global de l'ensemble de la machine.

Le processus de production est divisé en les étapes suivantes :

1) production de pièces brutes - moulage, forgeage, estampage ou première transformation à partir de matériaux laminés ;

3) Norme de pièce et temps de calcul à la pièce complet
transformation et assemblage;

4) Temps de base (technologique) pour toutes les opérations.

Caractéristiques technologiques des processus d'approvisionnement typiques.

Équipement technologique.

Bases de la classification et du marquage de l'acier

Les aciers sont les alliages les plus nombreux et sont largement utilisés dans l’industrie comme principal matériau d’ingénierie.

Les aciers sont classés selon leur composition chimique, leur méthode de production et leur application.

Les aciers de construction sont principalement classés selon leur composition chimique. Selon cette classification, les aciers sont divisés en carbone, chrome, chrome-nickel, etc. D'autres aciers, par exemple les aciers à outils dotés de propriétés physiques et chimiques particulières, ne sont presque pas classés selon leur composition chimique.

Selon la méthode de production (détermination des conditions de production métallurgique des aciers et de la teneur en impuretés nocives), les aciers sont classés en groupes A, B, C et D.

Cela inclut l'acier de qualité ordinaire. Ils peuvent avoir une teneur élevée en soufre (jusqu'à 0,055 %) et en phosphore (jusqu'à 0,07 %).

Les propriétés mécaniques des aciers de qualité ordinaire sont inférieures aux propriétés mécaniques des aciers d'autres classes. Le principal élément déterminant les propriétés mécaniques de ces aciers est le carbone. Ils sont fondus dans des convertisseurs d’oxygène et des fours à foyer ouvert. Les aciers de qualité ordinaire sont divisés en calmes (complètement désoxydés), bouillants (pas complètement désoxydés) et semi-silencieux (occupant une position intermédiaire entre calme et ébullition). Selon GOST, les aciers calmes, semi-calmes et bouillants sont désignés à la fin du grade par des lettres, respectivement sp ; ps et livre

Cela inclut les aciers de haute qualité - au carbone ou en alliage. Dans ces aciers, la teneur en soufre et en phosphore ne doit pas dépasser 0,035 % chacune. Ils sont fondus dans des fours basiques à foyer ouvert.

Ce groupe comprend les aciers de haute qualité, principalement alliés, fondus dans des fours électriques. Dans ces aciers, la teneur en soufre et en phosphore ne doit pas dépasser 0,025 % chacune.

Acier de qualité particulièrement élevée, fondu dans des fours électriques, par refusion sous laitier électrique ou par d'autres méthodes. La teneur en soufre et en phosphore peut atteindre 0,015 % chacune.

Selon leur application, les aciers sont divisés en aciers de construction, de construction de machines (structuraux, à usage général), d'acier à outils, de construction de machines à des fins spécialisées, avec des propriétés physiques particulières et des propriétés chimiques spéciales (résistants à la corrosion).

Les aciers de construction sont des aciers au carbone et certains aciers faiblement alliés à faible teneur en carbone - des aciers de qualité ordinaire.

Pour les aciers techniques (de construction) à usage général, la principale caractéristique réside dans leurs propriétés mécaniques, qui dépendent de la teneur en carbone, variant dans la plage de 0,05 à 0,65 %.

Les aciers à outils ont une dureté, une résistance et une résistance à l'usure élevées. Ils sont utilisés pour la fabrication d'outils de coupe et de mesure, de matrices, etc. La dureté et la ténacité dépendent de la teneur en carbone des aciers à outils.

Les aciers et alliages techniques destinés à des usages spécialisés se caractérisent par leurs propriétés mécaniques à basse et haute température ; propriétés physiques, chimiques et technologiques. Ils peuvent être utilisés pour fonctionner dans des conditions particulières (au froid, à chaud, sous des charges dynamiques et abrasives à l'eau, etc.).

Les aciers et alliages ayant des propriétés physiques particulières obtiennent ces propriétés grâce à un alliage spécial et un traitement thermique. Ils sont principalement utilisés dans les industries de la fabrication d’instruments, de l’électronique, de la radio, etc.

Aciers et alliages aux propriétés chimiques particulières (résistants à la corrosion). La résistance de l'acier à la corrosion est obtenue avec une teneur en chrome d'au moins 12,5 à 13 %. Les aciers à haute teneur en chrome et en nickel résistent aux environnements agressifs.

Marquage des aciers. Les aciers de qualité ordinaire sont désignés par les nuances St0 à St6. Plus le chiffre est élevé, plus les propriétés de résistance de l'acier et la teneur en carbone sont élevées.

Les aciers de haute qualité, de haute qualité et particulièrement de haute qualité sont marqués comme suit. La teneur en carbone est indiquée en début de marque avec un chiffre correspondant à sa teneur : en centièmes de pour cent pour les aciers contenant jusqu'à 0,7% C (aciers de construction), et en dixièmes de pour cent pour les aciers contenant plus de 0,7% C (aciers à outils) . En conséquence, l'acier contenant jusqu'à 0,1 % de C est appelé acier K ; l'acier à 0,5 % de C est l'acier 50 ; l'acier à 1 % de C est l'acier U10.

Les éléments d'alliage sont désignés par des lettres russes, par exemple N (nickel) ; G (manganèse); X (chromé); C (silicium), etc. S'il n'y a pas de chiffre après la lettre, alors l'acier contient 1,0 à 1,5 % de l'élément d'alliage ; s'il y a un nombre, il indique la teneur en élément d'alliage en pourcentage, à l'exception du molybdène et du vanadium, dont la teneur dans les aciers peut généralement atteindre 0,2 à 0,3 %.

La différence dans la désignation de l'acier de haute qualité par rapport à l'acier de haute qualité est que la lettre A est placée à la fin de la nuance d'acier de haute qualité : l'acier 30ХНМ est de haute qualité et l'acier ZOKHNMA est de haute qualité. À la fin de la nuance d'acier spéciale de haute qualité se trouve la lettre Ш.

Pour certains aciers de haute qualité, il existe les écarts suivants dans la désignation :

Caractéristiques générales des propriétés des matériaux d'outils

Les matériaux d'outils doivent satisfaire à un certain nombre d'exigences opérationnelles. Le matériau de la partie active de l'outil doit avoir les caractéristiques physiques et mécaniques suivantes : dureté élevée et contraintes admissibles élevées de flexion, de traction, de compression et de torsion. La dureté du matériau de la partie active de l'outil doit dépasser largement la dureté du matériau à traiter.

Des propriétés de résistance élevées sont nécessaires pour que l'outil puisse résister aux déformations correspondantes pendant le processus de coupe. Dans le même temps, il est nécessaire que le matériau de l'outil soit suffisamment visqueux pour résister à la charge dynamique d'impact qui se produit lors du traitement de matériaux fragiles ou de surfaces discontinues de pièces.

Les matériaux des outils doivent avoir une résistance élevée au rouge, conservant une grande dureté à des températures de chauffage élevées.

Le matériau de la partie active de l'outil doit être résistant à l'usure, c'est-à-dire bien résister à l'usure. Plus la résistance à l’usure est élevée, plus l’outil s’use lentement et plus sa stabilité dimensionnelle est élevée. Cela signifie que les pièces usinées séquentiellement avec le même outil auront des dimensions plus cohérentes.

Les matériaux destinés à la fabrication d'outils de coupe doivent, si possible, contenir le moins d'éléments rares.

Aciers à outils

Aciers à outils au carbone (GOST 1435-74). Ces aciers contiennent 0,6 à 1,3 % de C. Pour la fabrication d'outils, on utilise des aciers de haute qualité U10A, UNA, U12A, contenant plus de 1% C. Après traitement thermique, les aciers ont un HRC de 60-62, mais leur résistance au rouge est faible (200-250° C). A cette température, leur dureté diminue fortement et ils ne peuvent pas effectuer de travaux de coupe. Ces aciers trouvent une utilisation limitée, car les vitesses de coupe autorisées ne dépassent généralement pas 15 à 18 m/min. Des tarauds, des filières, des lames de scie à métaux, etc. en sont fabriqués.

Aciers à outils alliés. La base de ces aciers est l'acier au carbone à outils de qualité U10A, allié au chrome (X), au tungstène (B), au vanadium (F), au silicium (C) et à d'autres éléments. Après traitement thermique, la dureté des aciers alliés est HRC 62-64 ; leur solidité au rouge est de 250-300°C.

Les aciers alliés, par rapport aux aciers au carbone, ont une ténacité accrue à l'état durci, une trempabilité plus élevée et une tendance moindre à la déformation et aux fissures pendant le durcissement. Les propriétés de coupe des aciers alliés sont légèrement supérieures à celles des aciers à outils. Les vitesses de coupe autorisées sont de 15 à 25 m/min.

Pour la fabrication d'outils : broches, forets, tarauds, filières, alésoirs, etc., les aciers 9ХВГ, ХВГ, 9ХС, 6ХС, etc. sont les plus largement utilisés.

Aciers rapides (GOST 19265-73). Ces aciers contiennent 8,5 à 19 % de W ; 3,8 à 4,4 % de Cr ; 2-10% Co et V. Pour la fabrication d'outils de coupe, on utilise les aciers rapides R9, R12, R18, R6MZ, R9F5, R14F4, R18F2, R9K5, R9K10, R10K5F5, R18K5F2. Les outils de coupe en aciers rapides après traitement thermique ont un HRC de 62 à 65. Résistance au rouge des aciers 600–630° C ; ils ont une résistance à l'usure accrue. Les outils en acier rapide peuvent fonctionner à des vitesses de coupe allant jusqu'à 100 m/min.

L'acier P9 est recommandé pour la fabrication d'outils de forme simple (fraises, fraises, fraises). Pour les outils de forme et complexes (filetage, taillage d'engrenages), pour lesquels la principale exigence est une résistance élevée à l'usure, il est préférable d'utiliser l'acier P18.

Les aciers rapides au cobalt (R18K5F2, R9K5, R9K10) sont utilisés pour le traitement des aciers et alliages difficiles à couper, résistants à la corrosion et à la chaleur, dans des conditions de coupe intermittente intense, de vibrations et de mauvaises conditions de refroidissement.

Les aciers rapides au vanadium (R9F5, R14F4) sont recommandés pour la fabrication d'outils de finition (broches, alésoirs, rasoir). Ils sont également utilisés pour traiter des matériaux difficiles à couper lors de la coupe de petites sections transversales de copeaux.

Les aciers tungstène-molybdène (R9M4, R6MZ) sont utilisés pour les outils fonctionnant dans des conditions d'ébauche, ainsi que pour la fabrication de broches, fraises, rasoirs, fraises, forets et autres outils.

Pour économiser les aciers rapides, les outils de coupe sont fabriqués préfabriqués ou soudés. La partie active de l'outil est soudée à une tige en acier de construction (45, 50, 40X, etc.). Des tôles d'acier à coupe rapide sont souvent utilisées et soudées aux porte-outils ou aux corps d'outils.

Conférence 3. Production en fonderie. Caractéristiques générales de la production de fonderie.

Informations générales sur la production de fonderie.

État actuel et rôle de la production de fonderie en génie mécanique.

La théorie et la pratique de la technologie de fonderie au stade actuel permettent d'obtenir des produits aux propriétés performantes. Les pièces moulées fonctionnent de manière fiable dans les moteurs à réaction, les centrales nucléaires et autres machines critiques. Ils sont utilisés dans la fabrication de structures de bâtiments, d'unités métallurgiques, de navires, de pièces d'équipement ménager, d'art et de bijoux.

L'état actuel de la production de fonderie est déterminé par l'amélioration des méthodes de coulée traditionnelles et l'émergence de nouvelles méthodes de coulée, le niveau sans cesse croissant de mécanisation et d'automatisation des processus technologiques, la spécialisation et la centralisation de la production et la création de bases scientifiques pour la conception des fonderies. machines et mécanismes.

Le domaine le plus important pour accroître l'efficacité consiste à améliorer la qualité, la fiabilité, la précision et la rugosité des pièces moulées, en les rapprochant le plus possible de la forme des produits finis en introduisant de nouveaux processus technologiques et en améliorant la qualité des alliages de fonderie, en éliminant les effets nocifs. sur l’environnement et l’amélioration des conditions de travail.

Le moulage est la méthode de formage la plus courante.

Les avantages de la fonderie sont la production de pièces avec les coefficients d'utilisation du métal et la précision de poids les plus élevés, la production de pièces moulées de dimensions et de poids presque illimités et la production de pièces à partir d'alliages résistants à la déformation plastique et difficiles à usiner (aimants ).

Classement des pièces moulées

Selon les conditions opératoires, quel que soit le mode de fabrication, on distingue les pièces moulées :

– usage général – pièces moulées pour pièces non conçues pour la résistance

Université d'État de Togliatti

Département de "OTMP"

PROCÉDÉS TECHNOLOGIQUES EN GÉNIE MÉCANIQUE

(cours magistral de la discipline)

cours par correspondance Art. orientations « Technologie du génie mécanique »

Togliatti 2010

1. SUJET « PROCÉDÉS TECHNOLOGIQUES EN GÉNIE MÉCANIQUE ». CONCEPTS DE BASE ET DÉFINITIONS

1.1. Sujet "PROCÉDÉS TECHNOLOGIQUES EN GÉNIE MÉCANIQUE"

Le mot « technologie » est d'origine grecque et se compose de deux mots : « techne » - compétence, compétence et « logos » - enseignement. Ainsi, littéralement, la « technologie » désigne l’étude de l’artisanat.

En tant que branche de la technologie, la technologie est un ensemble de techniques et de méthodes permettant d'obtenir, de transformer ou de transformer des matières premières, des matériaux, des ébauches ou des produits.

La technologie est considérée par rapport à une industrie spécifique, par exemple la technologie du génie mécanique, la technologie des moteurs, la technologie de la construction, la technologie automobile, la technologie minière, la technologie de fabrication d'instruments, etc.

La technologie du génie mécanique est un ensemble de techniques et de méthodes de traitement mécanique et d'assemblage de produits en génie mécanique.

La tâche principale de la technologie du génie mécanique est d'étudier les modèles de construction de processus technologiques qui garantiraient la productivité, la précision et la qualité spécifiées du traitement et de l'assemblage.

On distingue les étapes suivantes de préparation à la production :

ÉTAPE I. Préparation de la conception pour la production.

En l'exécutant, ils répondent à la question :

Ce qu'il faut faire?(conception d'une pièce, d'un assemblage..., sa destination, sa matière, son traitement thermique...).

La première étape est réalisée par des concepteurs qui, si nécessaire, impliquent des technologues, des économistes, des designers, etc.

L'objectif de la première étape est la création de la documentation de conception nécessaire à la fabrication du produit.

ÉTAPE II Préparation technologique de la production.

Lors de son exécution, répondez aux questions suivantes :

De quoi le faire ?(mode d'obtention de la pièce, sa conception).

Comment faire?(technologie).

Ce qu'il faut faire?(équipement).

Ce qu'il faut faire?(outil).

Où le faire ?(organisation de la production).

La deuxième étape est réalisée par des technologues.

L'objectif de la deuxième étape est d'analyser la conception du produit pour la fabricabilité et de développer le processus technologique pour sa fabrication.

1.2. Concepts et définitions de base

Un produit est une unité de production industrielle au stade final d’une production donnée. Calculé en morceaux.

Selon la destination, on distingue les produits de la production principale et auxiliaire.

Dans la production principale, les produits sont fabriqués destinés à être vendus à d'autres consommateurs.

Dans la production auxiliaire, on fabrique des produits destinés uniquement à la consommation interne.

En règle générale, les produits sont constitués de pièces.

Une pièce est un produit, ou une partie de celui-ci, fabriqué à partir d'un matériau homogène sans recourir à des opérations d'assemblage.

Une pièce à usiner est un élément de production à partir duquel une pièce est fabriquée en modifiant la forme, la taille, la rugosité de la surface et les propriétés du matériau.

La pièce initiale est la pièce avant la première opération technologique d'usinage.

On distingue les principaux types de traitements mécaniques suivants :

1. Découpe (les copeaux sont retirés).

2. Traitement sous pression (sans enlever les copeaux).

3. Traitement thermique (modification de la structure et des propriétés de la pièce par la chaleur).

4. Traitement électrophysique (modification des dimensions et des propriétés de la pièce à l'aide d'un courant électrique continu).

5. Traitement par rayonnement (modification des dimensions et des propriétés de la pièce à l'aide de l'énergie de rayonnement).

Pour transformer la matière première en produit fini, différentes étapes doivent être réalisées. Par exemple, pour réceptionner une pièce, effectuer un traitement mécanique et thermique, effectuer un contrôle qualité et dimensionnel, transporter des pièces d'un lieu de travail à un autre, organiser l'approvisionnement en électricité, en air comprimé, en eau, etc. Tout cela fait partie du processus de fabrication.

Le processus de production est l’ensemble de toutes les actions nécessaires pour transformer la matière première en produit fini.

Le processus de production de fabrication d'une machine comprend des processus technologiques de différents types de travaux : processus technologique d'usinage, processus technologique d'assemblage, processus technologique de traitement thermique, etc.

Le processus technologique d'usinage est un ensemble d'actions visant à modifier la taille, la forme et les propriétés de la pièce.

Le processus technologique consiste en des opérations technologiques.

Une opération technologique est une partie achevée d'un processus technologique effectué sur un lieu de travail.

Un lieu de travail est une partie de la zone de l'atelier sur laquelle se trouvent des équipements, des équipements et des outils pour effectuer une opération technologique.

Les opérations de découpe comprennent toutes les actions des travailleurs liées au contrôle de la machine, tous les mouvements automatiques des mécanismes de la machine, toutes les actions auxiliaires d'installation, de fixation et de retrait des pièces de la machine, etc.

Les opérations technologiques sont l'élément principal de la planification de la production.

Les opérations se voient attribuer un numéro d'ordre (005, 010, 015...) et un nom en fonction du matériel utilisé (tour à tourelle, perçage, fraisage...)

Pour mener à bien le processus technologique, des moyens de production sont nécessaires. Ils comprennent : l’équipement de traitement, l’outillage et les outils de coupe.

Les équipements technologiques sont les moyens de production nécessaires à la réalisation des opérations de traitement des pièces (machines de découpe des métaux, presses, fours thermiques, etc.).

Les équipements technologiques sont des dispositifs auxiliaires ajoutés aux équipements technologiques pour effectuer certaines opérations (dispositifs de fixation de la pièce et de l'outil de coupe, dispositifs de contrôle, etc.).

Les outils de coupe sont des outils de production utilisés pour effectuer le processus de traitement des pièces sur des machines.

Les outils de coupe peuvent être divisés en deux groupes :

1. Outils à lame ayant un tranchant clairement défini (fraises à tourner et à raboter, forets, tarauds, alésoirs, broches, etc.).

2. Outils abrasifs dans lesquels la forme des grains de coupe est aléatoire (meules, pierres à aiguiser, outils de polissage, etc.).

Processus technologiques en génie mécanique Cours 1 INTRODUCTION N. A. Denisova, professeur agrégé du Département de génie mécanique, Ph.D. péd. les sciences

Plan du cours 1 Brève description de la discipline étudiée 2 Classification des processus technologiques 3 Concepts et définitions de base

Brève description de la discipline étudiée La technologie est la science des méthodes par lesquelles le processus de production peut être mis en œuvre afin d'obtenir un produit fini avec des paramètres de qualité qui garantissent ses propriétés de performance requises. Une partie du processus de production en rapport avec l'ingénierie mécanique est un processus technologique, ou une certaine séquence d'actions nécessaires pour obtenir des matériaux de structure, des pièces, des pièces, des kits, des unités et des machines en général avec des paramètres de qualité spécifiés.

Brève description de la discipline étudiée l Le but de l'étude de la discipline est de maîtriser la terminologie et la méthodologie utilisées dans la conception des processus technologiques et de production en génie mécanique, ainsi que dans leur mise en œuvre dans les entreprises manufacturières.

Classification des procédés technologiques Les procédés technologiques sont classés selon quatre critères : l Mise en forme l Paramètres de qualité l Productivité de fabrication de produits ou d'un lot de produits l Coût de fabrication de produits.

Classification des procédés technologiques Sur la base du « Façonnage », toute la technologie des matériaux de structure est divisée en étapes - redistributions : l l Métallurgie (production de métaux et alliages) Production d'ébauches (coulée, traitement sous pression, soudage, méthodes de métallurgie des poudres) Mécanique transformation (méthodes de découpe, déformation plastique de surface) Réalisation d'assemblages (création de liaisons mobiles et fixes de pièces par méthodes mécaniques, électriques, soudage...)

Classification des processus technologiques La caractéristique « Paramètres de qualité » est caractérisée par des groupes de qualité, notamment : composition chimique l structure et propriétés physiques et mécaniques du volume principal de la pièce ou de la pièce et de leurs couches superficielles l forme géométrique l précision des dimensions, de la forme et position relative des surfaces l microgéométrie de surface l

Classification des procédés technologiques l La caractéristique « Productivité de fabrication de produits ou d'un lot de produits » est caractérisée par le temps nécessaire à la fabrication d'un produit ou d'un lot de produits l La caractéristique de la caractéristique « Coût de fabrication d'un produit » est le coût total de fabriquer un produit.

Processus technologique l Le processus technologique fait partie du processus de production qui contient des actions ciblées pour changer et (ou) déterminer l'état du sujet de travail l Le processus technologique est un ensemble de méthodes de transformation : fabrication, modification de l'état, des propriétés, de la forme, matières premières, matériaux - effectués pendant le processus de production produits

Concepts de base et définitions Terme Définition CONCEPTS GÉNÉRAUX 1. Processus technologique Processus D. Technologischer Prozeß Fertigungsablauf E. Processus de fabrication F. Precédé de fabrication 2. Opération technologique Opération D. Opération; Arbeitsgang E. Opération F. Opération Partie du processus de production contenant des actions ciblées pour changer et (ou) déterminer l'état du sujet du travail. Notes : 1. Le processus technologique peut être lié au produit, à ses composants ou aux méthodes de transformation, de façonnage et d'assemblage. 2. Les objets de travail comprennent les ébauches et les produits. Une partie terminée d'un processus technologique effectué sur un lieu de travail,

Concepts de base et définitions 3. Méthode technologique Méthode 4. Base technologique D. Base technologique 5. Surface traitée D. Zu Bearbeitende Fläche Un ensemble de règles qui déterminent la séquence et le contenu des actions lors de l'exécution du façonnage, du traitement ou de l'assemblage, du mouvement, y compris technique contrôle, essai dans le processus technologique de fabrication ou de réparation, établi indépendamment du nom, de la taille standard ou de la conception du produit. Surface, combinaison de surfaces, axe ou point utilisé pour déterminer la position de l'objet de travail pendant le processus de fabrication. Note. Une surface, une combinaison de surfaces, un axe ou un point appartient à l'objet de travail. Surface à traiter. impact dans le processus

Concepts de base et définitions 6. Document technologique Document D. Technologisches Dokument 7. Enregistrement d'un document technologique Enregistrement de document Un document graphique ou textuel qui, séparément ou en combinaison avec d'autres documents, définit le processus technologique ou l'opération de fabrication d'un produit Ensemble de procédures nécessaire à l'élaboration et à l'approbation d'un document technologique conformément à la procédure établie dans l'entreprise. Note. La préparation d'un document comprend sa signature, son approbation, etc.

Concepts de base et définitions 97. Matériau Objet initial du travail, la fabrication d'un produit, consommé pendant 98. Matériau de base D. Grundmaterial E. Matériau de base F. Matière première Matériau de la pièce d'origine. Note. Le matériau principal fait référence à un matériau dont la masse est incluse dans la masse du produit lors de l'exécution d'un processus technologique, par exemple le matériau d'une électrode de soudage, d'une soudure, etc. 99. Matériau auxiliaire D. Hilfsmaterial E. Matériau auxiliaire F. Matière auxiliaire Matière consommée au cours du processus technologique en plus de la matière principale. Note. Les matériaux auxiliaires peuvent être ceux consommés lors du revêtement, de l'imprégnation, du soudage (par exemple argon), du brasage (par exemple colophane), du durcissement, etc.

Concepts de base et définitions 100. Produit semi-fini D. Halbzeug E. Produit semi-fini F. Demi-produit Objet de travail soumis à une transformation ultérieure dans une entreprise de consommation 101. Préparation D. Rohteil E. Blank F. Ebauche Objet de travail à partir duquel, en changeant la forme, les dimensions, les propriétés de surface et (ou) le matériau, une pièce est fabriquée 102. Ebauche initiale D. Anfangs-Rohteil E. Ebauche primaire F. Ebauche première Ebauche avant la première opération technologique 103. Produit embouti en feuille Pièce ou flan fabriqué par emboutissage en feuille

Concepts et définitions de base (édition modifiée, amendement, IUS 6 -91) 104. Fonderie D. Gußstück E. Fonderie 105. Forgeage D. Schmiedestück E. Forgeage Un produit ou une pièce obtenu par la méthode technologique de coulée Un produit ou une pièce obtenu par les méthodes technologiques de forgeage, de matriçage ou de laminage. Notes : 1. Forgeage - une pièce forgée obtenue par le processus de forgeage. 2. Forgeage embouti - un forgeage réalisé par la méthode technologique d'estampage volumétrique. 3. Forgeage laminé - une pièce forgée produite par la méthode technologique de laminage à partir de produits longs. (Édition modifiée, amendement, IUS 6 -91) 106. Produit selon GOST 15895 -77

Concepts de base et définitions 107. Produit composant Un produit de l'entreprise fournisseur, utilisé comme partie intégrante du produit fabriqué par le fabricant. Note. Les composants d'un produit peuvent être des pièces et des unités d'assemblage 108. Produit typique D. Typenwerkstück E. Pièce typique F. Type de pièce Un produit appartenant à un groupe de produits de conception similaire, qui présente le plus grand nombre de caractéristiques de conception et technologiques de ce groupe 109. Kit d'assemblage D. Montagesatz E Ensemble d'assemblage F. Jeu de montage Un groupe de composants de produit qui doivent être soumis au lieu de travail pour assembler le produit ou son composant

SOURCES D'INFORMATIONS UTILISÉES GOST 3. 1109 -82 Termes et définitions des concepts de base Gotseridze, R. M. Processus et outils de mise en forme : un manuel pour les étudiants. établissements prof. éducation / R. M. Gotseridze. – M. : Centre d'édition « Académie », 2007. – 384 p. 3. Science des matériaux et technologie des matériaux de structure : un manuel pour les étudiants. V. cahier de texte institutions / V. B. Arzamasov, A. N. Volchkov, V. A. Golovin, etc.; édité par V.B. Arzamasova, A.A. Cherepakhina. – M. : Centre d'édition « Académie », 2007. – 448 p. 4. Fondamentaux de la production d'assemblages mécaniques : Manuel de génie mécanique. spécialiste. universités A. G. Skhirtladze, V. G. Osetrov, T. N. Ivanova, G. N. Glavatskikh. – M : IC MSTU « Stankin », 2004. – 239 p. 5. Skhirtladze, A. G. Conception d'équipements non standard : manuel / A. G. Skhirtladze, S. G. Yarushin. – M. : Nouveaux savoirs, 2006. – 424 p. 12.