Өнім саны мен құрамын анықтау

Барлық бастапқы өнімдердің қажетті мөлшерін анықтау үшін мәлеметтер барлық өнімдердің құрамынан және осы өнімдер құрамына кіретін жеке құрауыштарын операция кезінде қолдану коэффициенттерінен тұрады.

Соңғы өнімдердің құрамы мен мөлшерін анықтау үшін үш әдіс пайдалануы мүмкін.

Біріншіде бастапұы өнімдердің әр құрауышы үшін операцияның барлық соңғы өнімдеріне үзінділер беріледі. Кез келген соңғы өнім құрамы мен мөлшерін берілген өнімді құрайтын құрауыштарды қосу арқылы анықтайды.

Екіншіде соңғы өнімдердің құрамдары белгіленеді. Оларды алынатын құрауыштың абсолютті құрылысы белгілі. Бұл барлық қалған құрауыштардың абсолютті құрылысы мен өнімдердің мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. Егер де соңғы өнімнің бірінде пайдалы құрауыш болмаса, оның құрамындағы басқа құрауыштың мөлшерін анықтау керек.

Үшіншіде соңғы өнімнің шығуы мен құрамы белгіленеді. Бұл өнімнің және оның басқа құрауышының абсолюттік мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. Тәжіриеде бұл әдістерді әдетте қосады. Соңғ өнімдердегі бір құрауыштардың мөлшерін басқалардың құрамы мен мөлшері негізінде – берілген шығыстардың және т.б. негізінде анықтайды.

Өндірістің әдістерін негіздеу мен таңдау

Ұнтақты металлургияда материалдарды өндірудің технологиялық сұлбасы өзгеру мүмкін, оның салдарынан операция сандары тұрақты емес (9 сурет). Пішіндеу аса маңызды операцияның бірі және ұнтақты металлургияның техникалық мүмкіндіктерін анықтайды. Дайындамаларды пішіндеу сыртқы қысыммен алдын ала жасалған пішіндерле жүргізіледі (суық күйде немесе белгілі бір температураға дейін қыздырылғанда). Пішіндеу үрдісі сығудің қажетті деңгейіне дейін пресстелетін ұнтаққа қсоылатын қысым шамасымен сипатталады. Сығуға кететін қысым аз болған сайын пішіндеу операциясы арзан. Әдетте қысым шамасы 20-100 МН/м2 жетеді.

9 сурет

Пішіндеу әдістері былайша бөлінеді:

1. Үзілісті (пресстеу) және үзіліссіз (қалыптау, мунд-даналы пресстеу және т.б.);

2. Пішінделетін брикеттің тұрақты және ауыспалы аймағы кезінде жүзеге асатын;

3. Суық, бөлме температурасында жүретін және ыстық – рекристаллизация температурасынан жоғары температурада;

4. Вакуумда немесе атмосфералы қысымда;

5. Тұрақты, үзіліссіз өсетін, жылдам өсетін қысыммен және дірілді қысым қосымшасымен;

6. Біржақты, екіжақты, көпжақты және центрге тартқыш қысым қосымшасымен.

Қазіргі таңда металлокерамикалық тетіктерлі пішіндеудің келесі технологиялық нұсқалары белгілі: жабық немесе ашық пресс-пішіндерде пресстеу, мунд-даналы пресстеу, үйкеліс күшін қолдану арқылы пресстеу, гидростатикалық, вакуумды, ыстықтай, дірілді пресстеу, себілмелі ұнтақтарды қалыптау, пресстелген брикеттерді қалыптау, қабықшалы ұнтақтарды қалыптау, шликерлік пішіндеу, жару арқылы пресстеу.

Пішіндеу әдісін таңдау түрлі факторларға байланысты болады. Оларға тетік пішіні мен өлшемдері, материал, өндіріс масштабтары, қажетті дәлдік классы мен бет жиіліктері, материалдағы қоспалар түрлері мен мөлшері, ұнтақ қасиеттері, тетікті қосымша механикалық өңдеусіз дайындау, термиялық өңдеудегі немесе гальваникалыө қабаттардағы қажеттілік, кеуектілік (тесіктер өлшемі мен пішіні), жабдықтың болуы, экономикалық ойлану. Пішіндеудің аса рационалды әдісі жоғарыда аталған факторларды талдаудан кейін ғана таңдалады. Тетіктің әр түріне жеке факторлар оны даййындау кезіндегі әдісті таңдауды анықтаушы болып табылады. Мысалы, ұзындығы оның жанама қимасынан едәуір ұзын тетіктерді мунд-даналы пресстеу, гидростатикалық пресстеу немесе пуансонмен пресстеу әдістерін қолданып дайынлауға болады.

Пресстеу әдісін таңдау сондай-ақ жабдықтың болуына және үрдістің экономикалық көрсеткіштеріне байланысты жүргізіледі.

Пішіндеудің кең таралған әдісі – жабық пресс-пішіндерде суықтай пресстеу болып табылады. Пішіндеуден кейінгі келесі операция бұйымды пісірілетін композицияның негізгі металлының балқу температурасынан төмен болатын орнына келтіру ортасы бар пеште пісіру болып табылады. Кейбір жағдайда пісіру ерекше қасиетке жету үшін бірнеше рет жүргізіледі, бірақ көп жағдайда бір рет те жеткілікті. Әдітте тетікті дайындау үрдісі пісіруден кейін аяқталады. Егер арнайы қасиет немесе нақты өлшемдер керек болса, онда барлық пісірілген бұйымдарды қайтадан пресстеп, калибрлейді.

Бұйымның аса нақты өлшемдерін алу үшін пісіруден кейін арнайы пресс-пішіндерде пресстеу жүргізіледі. Пісіру бұйым өлшемдерінің өзгеруіне әкеледі. Қажетті дәлдік керек болғанда бұйымды калибрлеу керек (әдетте тез жүретін пресстерде). Мұндай операция металл беріктілігін жоғарылату үшін жүргізіледі және бұйымның меншікті салмағының өсуімен аяқталады. Кейде пісіруден кейін тетіктерді кейінгі пісіру немесе күйдіру арқылы екі не үш реттік сығады. Кей жағдайда бұйымды қайта пісіру кейінгі операцияларды орындаған кезде пресстелген ұнтаққа үлкен қаттылық беру үшін қысқа уақытта сақтау арқылы төмен температурада жүргізіледі. Қайта пісіру кейде пресстеуді жеңілдету үшін қосылатын майлау заттарын (цинк стеараты, машина майы, литий стеараты) күйдіру үшін жүргізіледі. Бұдан кейін бұйымға қажетті тығыздық, қаттылық және беріктік беру үшін соңғы рет пісіреді.

Тістегеріш соғылмасын баспақта қалыптаудың технологиялық үрдісін істеу. Соғылманы құрылымдау.

суретінде көрсетілген тетік сызбасы бойынша соғылманың сызбасын құрылымдайды. Дайындаманы қыздыру үшін жалынды пешті қолданады. Қалыптаушы жабдық ретінде қосиінді ыстықтай қалыптау баспағын (ҚЫҚБ) пайдаланады.

4.23 – сурет. Тістегеріш тетігі

Тетік ПХ18Н15 легірленген болатынан жасалады (МЕСТ 28378-89 ). Химиялық құрамы: 0,071 % С, 0,064 % Мn, Si -0,032 %, Cr-17.24 %, S -0.0128 %. Ni-13% Cu-0,00083%, қосымша Ti-0,030%, Ca-0,058%

Тетіктің массасын анықтау. Айтылған массаны, тетікті алдын ала қарапайым фигураларға (сақиналарға) бөліп, осы тетіктің көлемі мен тығыздығын негізге алып анықтайды.

мұндағы ρ – соғылма материалының тығыздығы, кг/м³, болат үшін 7850; V_д – тетік көлемі, м³; V₁ – тістегеріш тоғынына сәйкес келетін фигураның көлемі, м³; V₂ – тістегеріш тоғыны мен күшпек арасында орналасқан сақинаның көлемі, м³; V₃ – тістегеріш күшпегіне сәйкес келетін фигураның көлемі, м³; D, d – сақинаның сыртқы және ішкі диаметрі, м; Н – сақинаның биіктігі, м.

Есептеу үшін бастапқы мәліметтер. Соғылманың массасын былай анықтаймыз:

мұндағы К_р – соғылманың есептеу массасын жуықты анықтау үшін қолданылатын есептеу коэффициенті (жоғары жақты қараңыз). Соғылманың пішіні қарапайым және өлшемі кішкентай болғандықтан мынандай мөлшерді қабылдаймыз: К_р = 1,1.

Соғылманың дәлдік класын таңдау. Анықтамалар бойынша ҚЫҚБ жабық қалыпта қалыптаған кезде дәлдіктің бес класы ішінен Т3 дәлдік класын таңдау ұсынылады.

Болат тобын анықтау. ПХ18Н15 легірленген болатында көміртегінің орташа массалық үлесі мынаған тең: 0,071%С; қоспаланған элементердің қосынды массалық үлесі мынаған тең: 2% жоғары.

Стандарт бойынша (жоғары жақты қараңыз) көміртегісінің массалық үлесі 0,35% дейін және қоспаланған элементердің қосынды массалық үлесі 2 % жоғары болса, онда олар М3 тобына жатады.

Күрделілік дәрежесін анықтау. Соғылманың массасымен G_с (көлемімен), осы соғылма пішіні жанасып кіретін геометриялық фигураның массасы G_ф (көлемі) қатнасын есептеу арқылы күрделік дәрежесін анықтаймыз.

Есептеліп жатқан үрдіс үшін соғылма пішіні жанасып кіретін геометриялық фигура болып цилиндр саналады. Осы цилиндрдің өлшемдерін былай табамыз:

диаметр 160·1,05 = 168 мм; биіктік 77·1,05 = 84 мм.

мұндағы 1,05 – тетіктің өлшемдерімен салыстырғанда соғылма өлшемдерін үлкейтуді ескеретін кэффициент.

Геометриялық фигураның көлемі мынаған тең:

Соғылма пішіні жанасып кіретін геометриялық фигураның массасы мынаған тең:

т_ф = 1795·10^-6·7850 ≈ 14,1 кг.

Бұндай жағдайда соғылма мен геометриялық фигура массаларының қатнасы мынаған тең:

Жоғарыда жазылған қатнас 0,63 көп болғанда С1 күрделік дәрежесін қабылдайды.

Қалыптың ажырама бетінің құрама пішінін жазық қылып қабылдаймыз.

Алдын ала анықталған параметрлерді қолданып (N = 7, М = 3, С = 1, және Т = 3) номограммадан бастапқы көрсеткішті табамыз. Бұл көрсеткі 12 тең. Мынандай формуланы қолданып табылған мөлшердің дұрыстығын тексереміз:

И = N + M + C + 2(T - 1) – 2;

И = 7 + 3 + 2 + 2(3 - 1) – 2 = 14.

Бастапқы көрсеткіштер мөлшерлері бір-біріне сәйкес келгендіктен, бұл мөлшер дұрыс анықталған.

Соғылманың өлшемдерін анықтау. Соғылманың негізгі өлшемдері анықтамада 4 – 25 кестеде келтірілген.

Соғылманың басқа өлшемдерін анықтау. Қалыптау еңістері мынаған тең: сыртқы беттерге: 5^о кіші болмау қажет, 5^о тең етіп қабылдаймыз; ішкі беттерге: 7^о кіші болмауы қажет, 7^о тең етіп қабылдаймыз.

Жұмырлану радиустері мынаған тең: сыртқы бұрыштардың ең кішкентай жұмырлану радиусы 3 мм тең. 4 мм тең етіп қабылдаймыз.

Соғылманың негізгі өлшемдері және олардың шақтамалы ауытқулары

Өлшемдер		Rа, мкм	Әдіп, мм						Қосын-ды әдіп, мм			Өлшем-дер, мм			Шақта-малы ауытқу-лар
Белгілеу	мм		Негізгі	Қосымша
				Ажырама беттің ығысуы	Жазық-тықтан ауытқу	Беттер-дің жануы
D1	160	1,6	2	0,3	-	0,3	2,8			165
D2	100	3,2	1,8	0,3	-	0,3	2,5			104
d3	60	3,2	1,7	0,3	-	0,3	2,2			64
d4	20	0,8	-	0,3		0,3	2			21
Н1	77	12,5	1,4		0,4	0,3	2,2			81
h2	60	12,5	1,4		0,4	0,3	2,2			64

Қалдық кенеріктің шақтамалы мөлшері мынаған тең: 1,0 мм.

Жазықтықтан шақтамалы ауытқудың мөлшері мынаған тең: 0,8 мм.

Қалыптың ажырама бетімен шақтамалы ығысу мынаған тең: 0,8 мм.

Анықталған параметрлерді қолданып және сәйкесті ережелерді ескеріп суық соғылманың сызбасын сызамыз (– сурет).

Соғылманың өлшемдері

D1  160+(2+0,3)*3=165мм

D2 100+(1,8+0,3)*2=104мм

D3 60+(1,7+0,3)*2=64мм

d4 20+0,3*2=21мм

H1 77+(1,4+0,4)*2=81мм

H2 60+(1,4+0,4)*2=64мм

Бастапқы дайындаманың өлшемдерін анықтау. Бастапқы дайындаманың өлшемдерін қалдықтары бар соғылманың көлеміне тең етіп былай анықтайды:

V_д = V_с + V_кыл + V_д + V_к = к·(V_с + V_қыл + V_д) = (πD²/4)H,

мұндағы V_д, V_с, V_кыл, V_д, V_к – бастапқы дайындаманың, соғылманың, далдашаның және күйіктің көлемдері (сәйкесті жазылған), м³; к – күю мөлшерін ескеретін коэффициент (электр тоғымен қыздырған кезде 1,01, жалынмен қыздырған кезде 1,03 тең, яғни 1 немесе 3 % тең етіп қабылдайды); D және Н – бастапқы дайындаманың диаметрі мен биіктігі.

Дайындаманы жалынды пеште қыздыратын болғандықтан, 1,03 тең коэффициентті қабылдаймыз.

Соғылманың көлемін анықтауды тетіктің көлемін анықтаған да сияқты әдістемемен жүзеге асырады.

4.24 – сурет. Тістегеріш соғылмасы

Жалынды қыздырған кезде дайындаманың көлемін 3% үлкейту керек екендігін ескеріп, бастапқы тығыздалған ұнтақтың көлемін былай есептейміз:

V_д = к·V_с = 1,03 *1267000 = 1305010 мм³.

Арнайы бөлім

Ұнтақты металлургияда жылыту жабдықтарын (пештер мен электрлік және газды қыздырылатын жылыту құрылғылары) келесі операцияларды орындау үшін қолданады: металл мен қорытпа ұнтақтарын химиялық қосылыстар мен элементтер синтезінен орнына келтіру әдістерінің көмегімен алу; ұнтақты термиялық және химико-термиялық өңдеу (күйдіру, диффузионды қанықтыру, қоспалардан тазалау және т.б.); пісіру; қысыммен өңдеуге дейін пісірілген дайындамаларды қыздыру; шынықтыру; пісірлген дайындамаларды жұмсарту және химико-термиялық өңдеу; ұнтақты дайындамалардың металл, қорытпа, полимерлік материалдарға сіңуі.

Электрлік қыздырылатын пештер ұнтақты металлургиядағы жылыту жабдығының негізгі түрі болып саналады және жоғарыда аталған операциялардың барлығын орындау үшін қолданылады.