Образование отверстий

ОБРАЗОВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ И ОБРАБОТКА КРОМОК

Л.8

План:

1. Образование отверстий.

2. Обработка кромок

3. Подготовка кромок под сварку

Отверстия в деталях можно образовывать механической обработкой со снятием и без снятия стружки, тепловыми способами (газопламенной, электродуговой, плазменной резкой, электроискровой резкой, оптическими способами, химическим фрезерованием и т.п.).

Отверстия любой формы в литейных, кованых и точеных деталях, а также отверстия диаметром до 50 мм в заготовках и деталях из проката обрабатываются сверлением и фрезерованием.

При механической обработке со снятием стружки детали с размеченными центрами отверстий устанавливают на сверлильные или фрезеровальные станки и обрабатывают режущим инструментом: сверлами, зенкерами, развертками, фрезами (см. прим. І). Отверстия по оси вращения обрабатывают на токарных станках сверлением, зенкерованием, растачиванием, развертыванием и т.п. меньшие допуски на размеры и шероховатость поверхности можно получить шлифованием.

Для получения отверстий механической обработкой без снятия стружки используют прессы. Операции называются: вырубка, пробивка, просечка и др.

Пробивка отверстий осуществляется на прессах специальными штампами. Пробивка применяется для образования в деталях отверстий различных форм и размеров.

При одновременной пробивке большого числа отверстий с целью уменьшения усилий применяют ступенчатое расположение пуансонов. Для этой же цели на пуансонах иногда делают скосы.

Отверстия в деталях, работающих под нагрузкой или в сильно коррозионной среде, рекомендуется рассверливать.

Для изготовления сеток без отходов материала используют метод вырубки с растяжением. Этим методом можно изготовить сетки различного назначения из стали и цветных металлов с толщиной листа до 5 мм.

Вырубка является одним из видов штамповки. Процесс вырубки осуществляется с помощью пуансона и матрицы (см. рис 2.13). Пуансон изготовливают в виде сплошного сердечника, в матрице же имеется отверстие для прохода пуансона. Между пуансоном и матрицей остается зазор, в который в процессе деформирования течет металл. Величина зазора зависит от рода и толщины металла. В общем случае зазор может быть равным 10% толщины металла.

Просечка применяется для получения детали и отверстия в материалах органического происхождения, имеющих малое сопротивление срезу (см. рис. 2.14). Просечку производят вручную, на гидравлических, приводных механических прессах или на эксцентриковых механических прессах.

При работе вручную необходимо правильно устанавливать просечку. Разрезаемый материал укладывают на паронит, толщина которого должна быть в 2-3 раза превышать толщину обрабатываемого материала. Просечку производят несколькими легкими ударами молотка.

Расчетное усилие пресса слагается из усилия вырубки и усилия проталкивания. Усилие вырубки определяется по формуле, кг:

,

где K_з – коэффициент, учитывающий затупление инструмента; П – длина контура вырубленного изделия, мм; d – толщина материала, мм; t – допускаемое касательное напряжение, кг/мм².

Усилие проталкивания определяется по формуле, кг:

, (2.7)

где K _пр – коэффициент, учитывающий отношение усилия проталкивания к усилию вырубки, К _пр = 0,01–0,06; Р – усилие вырубки, кг; h – высота цилиндрической части матрицы.

Газопламенная, электродуговая и плазменная резка применяются для вырезки в листовом материале отверстий диаметром более 50 мм.

Электроискровая обработкаотверстий. При импульсивном электрическом разряде через воздушный промежуток между электродами проходит электрический ток очень большой силы (до 10000 А). Электрическая энергия в момент разряда переходит в тепловую, вызывая на узком участке разрядного канала повышение температуры до 40000–50000°С. Под действием этой температуры металл плавится и испаряется с большой скоростью. Одним электродом служит металлический или графический стержень, а другим – обрабатываемая деталь. При частоте электрического тока около 2250 Гц оплавление инструмента практически отсутствует. Этим методом можно обрабатывать практически любые металлы. Можно получать отверстия очень малых диаметров (от 0,1 до 1,0 мм) в деталях большой толщины, а также получать сита из нержавеющей стали для ректификационных тарелок. В зависимости от формы электрода-инструмента можно получать любой контур отверстия. Этот способ используется также для получения штампов сложной конфигурации, для получения высокого класса чистоты поверхности отверстий. При этом способе в межэлектродном пространстве создается интенсивный поток электролита. Химические соединения, образующиеся при обработке, растворяются в электролите и уносятся из межэлектродного пространства потоком жидкости. Отклонения от номинальных размеров отверстий при электрохимической обработке не превышают 0,05–0,2 мм.

Химическое фрезерование. В отдельных случаях в крупных деталях при обработке поверхностей сложной конфигурации применяют химическое фрезерование, при котором происходит глубокое травление поверхностей в специально подобранных травящих растворах.

Для интенсификации процесса в раствор вводят абразивный порошок.

Технологический процесс обработки химическим фрезерованием состоит из следующих операций: а) тщательная очистка поверхностей; б) покрытие защитными составами поверхностей, не подлежащих травлению; в) травление; г) промывка поверхностей и очистка; д) контроль.

Для получения очень точных отверстий малых диаметров различных профилей используют оптические методы. Например, кислородо-лазерный способ. Оптические методы позволяют получать отверстия, не требующие дальнейшей обработки. За счет оплавления края отверстия упрочняются и становятся совершенно гладкими.

Для обработки сквозных отверстий в незакаленных деталях диаметром 0,3-0,5 мм используют координатно-расточные станки. После закалки отверстия деформируются, что приводит к браку. Кроме того, сверла часто ломаются (7–15 отверстий на одно сверло).

Для обработки сквозных технологических отверстий в закаленных деталях пресс-форм из материалов различной твердости используется лазерная установка «Корунд-2».

В настоящее время успешно эксплуатируется в условиях серийного производства лазерный полуавтомат ЛП-2. С его помощью за 24 мин. в одной детали прошивается 60 отверстий диаметром 0,3 мм и глубиной 1 мм, при этом обеспечивается высокая точность и чистота поверхности.

С помощью лазерных установок можно проделывать отверстия, ось которых не перпендикулярна обрабатываемой поверхности.

Лазер применяется для изготовления отверстий в фильтрах; изготовлении сетчатых тарелок с отверстиями малых диаметров; отверстий в деталях форсуночных сопел и двигателей из твердых сплавов; в сетках клистронов; в камнях для ювелирной промышленности и многих других производства.