Формообразование поверхностей методами упрочняющей обработки

Чистовая обработка поверхностей пластическим деформированием ведется в холодном состоянии под действием сил, приложенных к инструменту, и основана на свойстве металлов пластически деформироваться. Поверхность заготовки при­нимает требуемые формы и размеры в результате перераспределения элементарных объемов материала под воздействием инструмента. Исходный объем заготовки остается постоянным.

Метод обработки пластическим деформированием обеспечивает снижение ше­роховатости поверхности, повышает твердость, износостойкость, усталостную проч­ность и долговечность обрабатываемых поверхностей и деталей в целом.

Запомните формообразующие способы обработки: накатывание рифлений, резьб, зубчатых колес, шлицевых валов.

Алмазным "выглаживанием" достигаются высокие эксплуатационные свой­ства обрабатываемой поверхности; возможна обработка тонкостенных деталей и деталей сложной конфигурации. Изучите способы упрочняющей обработки деталей машине целью повышения износостойкости.

Литература: [1], разд. 6, гл. ХII, § 1-4, 2-8.

6. Автоматизация производства механосборочных цехов

Важнейшим фактором повышения производительности труда и снижения за­трат изготовления деталей является механизация ручных приемов работы и авто­матизация управления металлорежущими станками. Основные направления автома­тизации и механизации обработки: автоматизация органов управления станками, повышение производительности и точности работы станков, механизация и автома­тизация установки заготовок на станках, разработка конструкций быстропереналаживаемых автоматов и автоматических систем. Одним из направлений в реше­нии задач автоматизации процессов обработки является программное управление (ПУ) металлорежущими станками. Металлорежущие станки оснащаются цикловыми (ЦПУ) и числовыми (ЧПУ) видами ПУ. Станки с ЦПУ имеют позиционную систему управления с панелями упоров, отключающих подачу рабочих органов станка (суппорта, ползуна). Программа задастся расстановкой штекеров в гнез­дах панели, расположенной на пульте системы ПУ, В станках с ЧПУ программа за­дается в закодированном виде на программоносителе - перфорированной или магнитной ленте.

Основное преимущество станков с ПУ - сокращение времени обработки, простота переналадки и возможность использования в цехах с частой сменой объек­тов производства.

Наша промышленность выпускает станки с ПУ - токарные, сверлильные, расточные, шлифовальные, фрезерные. Ознакомьтесь со структурной схемой реали­зации программы на станках с ЧПУ. Применение станков с ПУ позволяет создавать новые прогрессивные формы организации производства с использованием ЭВМ и значительно сокращать сроки освоения выпуска новых изделий. При применении станков с ЧПУ сокращается потребность в станках, так как один станок с ПУ за­меняет несколько универсальных станков.

В машиностроении широко применяют различные полуавтоматические и авто­матические станки. Дальнейший этап развития автоматизации в машиностроении -создание автоматических станочных линий и на их базе автоматических цехов и заводов. Автоматические линии представляют собой систему устройств, состоящую из группы взаимосвязанных синхронно работающих станков, транспортных меха­низмов и контрольных приборов. Управление работой линий может производить­ся с помощью системы ЧПУ. Автоматические линии могут управляться непосред­ственно ЭВМ.

В условиях серийного выпуска изделий возможность быстрого переналажи­вания оборудования обеспечивает гибкое автоматизированное производство (ГАП). ГАП организуется на базе оборудования, управляемого ЭВМ с помощью программ. В производственном процессе ГАП человек непосредственного участия не принимает, ГАП функционирует на основе так называемой безлюдной техно­логии.

Изучите этапы работы ГАП в общем виде. ГАП способствует резкому увели­чению производительности труда, обеспечивает повышение качества продукции за счет стабильных режимов обработки, автоматического устранения возможных ошибок, позволяет сократить цикл обработки, улучшает условия труда рабочих, обслуживающих комплекс.

Система использования ГАП позволяет отказаться от значительной части технологической документации, которую заменяют информации, заложенные в программах. Такой подход к автоматизации является стратегической линией развития машиностроительного производства.

Литература: [1], разд. 6, гл. XIII, § 1-5.

7. Электрофизические и электрохимические методы обработки

Ознакомьтесь с физической сущностью электрофизических и электрохими­ческих методов обработки, которые применяют для обработки высокопрочных, весьма вязких, токопроводящих материалов, неметаллов и других труднообраба­тываемых материалов.

Электроэрозионные методы обработки: электроискровая, электроимпульсная, анодно-механическая, электроконтактная - основаны на явлении электрической эрозии - разрушении материалов под действием непрерывных электрических раз­рядов. Обратите внимание на электроды, которые изготовляют по форме обрабаты­ваемых поверхностей.

Электрохимические методы обработки (электрохимическое полирование, электрохимическая размерная обработка, электроабразивная и электроалмазная) основаны на явлении анодного растворении металла заготовки при электролизе.

Анодно-механическая обработка основана на сочетании электротермических и электрохимических протесов и занимает промежуточное место между электроэрозионными и электрохимическими методами.

Сущность химической обработки заключается в направленном разрушении металлов и сплавов травлением их в растворах кислот и щелочей. Химическим травлением получают ребра жесткости, канавки и другие поверхности в тонкостен­ных деталях.

Обратите внимание на формообразование поверхностей ультразвуковыми методами обработки - удаление материала абразивными зернами, находящимися во взвешенном состоянии в жидкости и получающими большие ускорения пса действием магнитострикционного эффекта. Ультразвуковые колебания режущего инструмента широко применяют при обработке заготовок на шлифовальных, сверлильных, токарных и других станках. Они снижают пластическую деформацию срезаемого слоя, уменьшают силы резания, повышают качество обработанной по­верхности и производительность обработки.

Изучая формообразование поверхностей светолучевыми методами, отметьте, что обработка электронным лучом основана на местном нагреве поверхности металла за счет бомбардировки обрабатываемой поверхности потоком электро­нов, сфокусированных электромагнитными линзами.

Светолучевая (лазерная) обработка основана на использовании оптических квантовых генераторов света и заключается в местном нагреве поверхности метал­ла фотонами, сфокусированными оптическими линзами.

Обработка плазменной струей основана на использовании высокой температу­ры плазмы, получаемой в плазмотронах и направленной на обрабатываемую по­верхность.

Литература: [1], разд. 7, § 1-7.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ТЕМЕ

"ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ

ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ"

1. Общая характеристика производства. Неметаллические материалы могут быть не только более дешевыми заменителями металлов. Часто они сочетают в се­бе свойства, делающие их самостоятельными, незаменимыми материалами в кон­струкциях машин и приборов.

Рассматривая основные виды неметаллических материалов: пластмассы, резины и другие - четко представьте комплекс их характерных свойств. В современном производстве чаше применяют детали, изготовленные из двух и более химически разнородных материалов. В этом случае можно получить свойства, недостижимые при получении Деталей из какого-либо одного мате­риала. Порошковые и композиционные материалы обладают сочетанием свойств, зависящих не только от состава, но и от строения и взаиморасположения компо­нентов.

Процессы изготовления деталей из неметаллических материалов неразрывно связаны с процессами получения самих материалов. Эти процессы определяют технологические требования к конструкциям деталей, изготовляемых из неме­таллических, порошковых и композиционных материалов. Поэтому при изучении Технологичности конструкций деталей необходимо рассмотреть технологические процессы формообразования, обращая внимание на области их рационального применения.

2. Технология изготовления изделий из пластмасс. Вспомните основные физи­ко-химические свойства пластмасс, представляющих собой сложные композиции
высокомолекулярных соединений. В зависимости от этих свойств и поведения при
повышенных температурах пластмассы делят на термопластичные и термореактивные, причем технологические методы изготовления изделий из них существенно
различаются. Все методы переработки пластмасс рекомендуется рассматривать по
четырем основным группам:

переработка в вязкотекучем состоянии (прессование, литье под давлением, выдавливанием);

переработка в высокоэластичном состоянии (пневмо- и вакуумформовкой, формовкой жесткими и эластичными пуансонами);

переработка в твердом состоянии (разделительной штамповкой, обработкой резанием);

получение неразъемных соединений (сваркой, склеиванием).

Изучая способы получения изделий из полимерных материалов в соответствии с классификацией, обратите внимание на принципиальные схемы процессов, виды перерабатываемых материалов, технологические возможности и области их приме­нения. Характерные технологические требования, предъявляемые к конструкции пластмассовых деталей: необходимость установки ребер жесткости и назначение уклонов, недопустимость значительной разностенности и острых углов в местах сопряжений.

Литература: [1], разд. 8, гл. II, § 13.

3. Технология изготовления изделий из резины. Важнейшим свойством ре­зины продукта химической реакции натуральных и синтетических каучуков -
является высокая эластичность; в зависимости от нее различают мягкие и твердые
резины.

Технологические процессы изготовления резиновых изделий состоят из трех основных этапов: приготовления резиновой смеси, формования и вулканизации. Исходные материалы при приготовлении смеси: каучук, вулканизирующие веще­ства, наполнители, мягчители, противостарители и красители. Резиновая смесь перерабатывается в изделия каландрированием, непрерывным выдавливанием, Прессованием, литьем под давлением. При изучении способов получении фасонных изделий из резины обратите внимание на сходство этих способов со способами переработки пластмасс и на технологические возможности каждого способа.

Литература: [1], разд. 8. гл. III.

5.Технология изготовления изделий методами порошковой металлургии и из
композиционных материалов. Рассматривая порошковую металлургию как тех­нологический метод, надо отметить его основную особенность - применение ис­ходного сырья в виде порошков. Основные этапы этого метода: получение и под­готовка порошков, формообразование изделия прессованием, термическая обра­ботка или спекание спрессованных изделий. При этом технологический процесс на
каждом этапе формирует определенные свойства получаемых изделий, так, например, на первом этапе - текучесть, прессуемость, спекаемость и влияние на них различных факторов.

Основные способы формообразования изделий из порошков - прокатка и прессование, имеющие ряд разновидностей. Обратите внимание на положительные и отрицательные стороны способов прессования, так как от этого зависят особен­ности конструкции деталей.

Завершающая операция спекание изделий - производится для получения необходимой прочности изделий. Технология порошковой металлургии позволяет получать детали c уникальными свойствами: твердостью и износостойкостью, специальными электрическими и электромагнитными свойствами, с низкими или высокими коэффициентами трения, высокой пористостью,

Такой же широкий диапазон свойств можно получить в деталях из компози­ционных материалов, варьируя материалом матрицы и армирующих элементов, их геометрией, структурой и расположением.

Учитывая, что процессы получения композиционных материалов и формо­образование деталей чаще происходят одновременно, очень важно при конструиро­вании деталей из волокнистых композиционных материалов правильно располо­жить армирующие волокна по отношению к направлению действия максимальных нагрузок.

Изучая основные виды композиционных материалов и технологию получения изделий из них, обратите внимание на область рационального применения каждого вида, определяемую физико-механическими свойствами.

Литература: [1], разд. 8, гл. I, § 1-4.