2015-05-13
1694
Заготовки деталей сложной формы или конфигурации получить каким-либо одним способом бывает или невозможно, или экономически не целесообразно. Например, балка заднего моста грузовых и легковых автомобилей.
Конструктивно такую сложную деталь разделяют на несколько более простых деталей, изготовление заготовок которых возможно с меньшими затратами, а после их изготовления их соединяют между собой сваркой. Составные части такой заготовки получают литьем или штамповкой. После чего их соединяют между собой обычно электродуговой или электроконтактной сваркой, а затем заготовка поступает на механическую обработку.
Так балка заднего моста состоит из двух листовых штампованных элементов, сваренных между собой вдоль оси балки и двух литых элементов, приваренных кольцевыми швами. Сварку обычно применяют электродуговую под флюсом или в среде углекислого газа.
2.6. Заготовки из пластмасс
Заготовки из неметаллических материалов. К неметаллическим материалам, широко применяемым в машиностроении, относятся: пластические массы, древесина, резина, бумага, асбест, текстиль, кожа и др. Неметаллические материалы, обеспечивая необходимую прочность и небольшой вес изготовляемых из них деталей, кроме того, придают деталям высокие фрикционные свойства, химическую устойчивость (к воздействию растворителей), водо-, газо-, и паронепроницаемость, высокие изоляционные свойства и другие ценные качества.
|
|
|
Пластическими массами называют такие материалы, которые на определенной стадии их производства приобретают пластичность, то есть способность под воздействием давления принимать соответствующую форму и сохранять ее после снятия давления.
В зависимости от химических свойств исходных смолообразных веществ пластические массы, получаемые на их основе, делят на две основные группы:
1) термореактивные пластические массы, полученные на основе термореактивных смол и отличающиеся тем, что при действии повышенных температур они претерпевают ряд химических изменений и превращаются в неплавкие и практически нерастворимые продукты;
2) термопластичные массы (термопласты), полученные на основе термопластичных смол и отличающиеся тем, что при нагревании они размягчаются, сохраняя плавкость, растворимость и способность к повторному формованию.
Разнообразие физико-химических и механических свойств и простота переработки изделия обуславливают широкое применение различных видов пластических масс в машиностроении и других отраслях народного хозяйства.
Сравнительно небольшая плотность (1…2 г/см3), значительная механическая прочность и высокие фрикционные свойства позволяют в ряде случаев применять пластические массы в качестве заменителей металлов, например цветных металлов и их сплавов – бронзы, свинца, олова, баббита и т.п. (для изготовления подшипников), а при наличии некоторых специальных свойств (например, бесшумность в работе, антикоррозионность) пластмассы можно использовать и в качестве заменителей черных металлов. Высокие электроизоляционные свойства способствуют применению пластических масс в электро – и радиопромышленности в качестве диэлектриков и заменителей таких материалов, как фарфор, эбонит, шеллак, слюда, натуральный каучук и многих других.
|
|
|
Хорошая химическая стойкость при воздействии растворителей и некоторых окислителей, водостойкость, газо- и паронепроницаемость позволяют применять пластические массы как технически важные материалы в автотракторной, судостроительной и других отраслях промышленности.
Детали из пластических масс получают прессованием, литьем под давлением и литьем в формы.
Прессование. Наиболее распространенным способом получения деталей из пластических масс является способ горячего прессования при необходимом давлении и определенном температурном режиме. В качестве основного оборудования для прессования пластмасс обычно применяют гидравлические прессы. Однако в некоторых случаях можно применять и другие типы прессов, например фрикционные, винтовые.
Прессование производят в металлических пресс-формах, устанавливаемых на прессах. Пресс-формы являются основным видом оснастки в производстве изделий из пластических масс. Во время прессования пресс-формы находятся в очень неблагоприятных эксплуатационных условиях. Они воспринимают многократные силовые нагрузки (давление пресса, достигающее 200…300 кгс/см2, а иногда 600…800 кгс/см2), систематическое воздействие высоких температур (до 1900 С) и агрессивное коррозионное воздействие выделяющихся в процессе прессования продуктов химических превращений.
Литье под давлением. Важным промышленным способом производства деталей из пластмасс является способ литья под давлением. Он во многом сходен со способом литья под давлением металлов. Сущность его заключается в следующем: в загрузочные приспособления специальных машин помещают пластическую массу, которая затем поступает в обогревающее устройство, где она расплавляется, и под действием поршня (плунжера), передающего высокое давление, впрыскивается в пресс-форму, в которой формируется деталь.
Машины для литья под давлением пластмасс высокопроизводительны: съем деталей с них достигает 12…16 тыс. шт. за смену. Этим способом можно изготовлять различные детали со сложными резьбами и профилями, тонкостенные детали и т.п.
Литье в форме применяют в тех случаях, когда детали изготовляют из связующего без наполнителя. Этот способ применяют также для получения различных литых термореактивных пластмасс, как, например, литой карболит, неолейкорит, литой резит, а также некоторые литые термопластичные материалы–органическое стекло, полистирол и др.
Детали из слоистых пластиков имеют большое распространение в машиностроении (например, различные передаточные зубчатые колеса и подшипники).
Текстолитовые передаточные зубчатые колеса отличаются от металлических бесшумностью на ходу и устойчивостью против влияния различных агрессивных сред. В ряде случаев текстолитовые зубчатые колеса почти совсем вытеснили зубчатые колеса из цветных металлов. Их применяют для передачи вращения от электродвигателей в быстроходных металлообрабатывающих станках, устанавливают на распределительных валах двигателей внутреннего сгорания и в других.
В химической промышленности текстолитовые зубчатые колеса применяют в различных аппаратах и приборах, где они гораздо лучше сопротивляются различным агрессивным воздействиям, чем зубчатые колеса из бронзы, латуни и кожи. Помимо зубчатых колес, из текстолита изготовляют некоторые другие передаточные устройства – ролики, кольца и т.п.
|
|
|
Обработка заготовок из пластмасс точением, сверлением, фрезерованием и т.п. имеет свои особенности, обусловленные прежде всего строением материала, и зависит от вида наполнителя и связующего, а также от метода изготовления заготовки. Так, например, обработка термореактивных пластмасс допускает применение относительно высоких скоростей резания, так как они при нагревании не размягчаются (допустимая предельная температура для термореактивных пластмасс в зоне резания 1600 С, а для термопластичных – 60…1000 С).
При обработке пластмасс с наполнителем в виде стекла, кварца и слюды применяют режущий инструмент, оснащенный твердым сплавом, и учитывают направление слоев наполнителя. Прочность литых заготовок из слоистых пластиков на 40…50 % меньше прочности заготовок, получаемых прессованием, поэтому при их обработке можно задавать скорости резания и подачи большие, чем при обработке прочных термореактивных пластмасс.
На выбор режимов резания влияет стойкость режущего инструмента, испытывающего при обработке большинства конструкционных пластмасс абразивный износ. Затупление режущего инструмента приводит к снижению класса чистоты обрабатываемой поверхности, выкрашиванию материала при врезании и выходе инструмента. Это вызывает необходимость применять при обработке пластмасс более остро заточенные режущие кромки инструмента и значительно снижать допустимые величины износа (в 3…4 раза). Необходимость острой режущей кромки вызывается также и значительной упругостью пластмасс (так, упругость термореактивных пластмасс в 40 раз больше упругости стали).
Низкая теплопроводность пластмасс также оказывает влияние на выбор режимов резания, так как при обработке режущий инструмент находится в закрытом объеме не охлаждаясь (при этом может иметь место обугливание обрабатываемой поверхности).
|
|
|
К особенностям обработки пластмасс относится также интенсивное пылеобразование, обуславливающее применение обеспыливающих устройств и невозможность применения смазочно-охлаждающих жидкостей из-за гигроскопичности материала. Поэтому наиболее часто при обработке пластмасс применяют обдувку сжатым воздухом.
Углы заточки режущей части инструмента (сверл, резцов, метчиков, фрез и др.), кроме их тщательной доводки и более острой заточки, выполняют при обработке пластмасс несколько отличными от углов заточки режущей части инструмента, предназначенного для обработки черных и цветных металлов. Так, например, при обработке точением текстолита режущим инструментом, оснащенным пластинками Р18 или ВК6, принимают угол g = 8…100; a = 200; j = 450.
Окончательную отделку поверхностей заготовок из пластмасс производят шлифованием и полированием. На практике стремятся по возможности ограничиваться полированием, так как при длительном контакте круга с обрабатываемой поверхностью могут иметь место прижоги.
Для полирования применяют войлочные, резиновые, суконные и фланелевые круги (диаметр круга 250 мм,
ширина круга 40…60 мм, и число оборотов круга 2000 в минуту). При полировании пластмасс используют среднюю и тонкую пасты ГОИ.
В табл. 2.1 приводятся достижимые классы точности при различных видах механической обработки деталей из пластмасс.
Таблица 2.1
Достижимые классы точности при механической обработке деталей из пластмасс
| Группа | Тип и Марка | Вид механической обработки | ||||||
| Точение | Свер ление | Развер тыва ние | фрезерование | Шлифова Ние | ||||
| Черно вое | Чисто вое | Черно вое | Чисто вое | |||||
| Терморе-активные | Пресспорошки (К18-2, К21-22 и др.) | 4 –4а | 3 –3а | 3а | 2а | -- | 4 –4а -- | -- |
| Прессматериалы Волокнистые (АГ4,волокнит) | 4 –4а -- | 3 –3а -- | 3а -- | 2а | -- | 4 –4а -- | -- | |
| Слоистые (текстолит, гетинакс) | 4 –4а -- | 3 –3а -- | 3а -- | 2а | -- | 4 –4а -- | -- |
| Термоплас тичные | Полиэтилен, винилпласт | 4 –4а -- | 3 –3а -- | 3а -- | 2а | -- | 4 –4а -- | -- |
| Полиметилмета-крилат (органическое стекло) | 4 –4а -- | 3 –3а -- | 3а -- | 2а | -- | 4 –4а -- | -- | |
| Полистирол, Фторопласт 4 | 4 –4а -- | 3 – 3а | 3а | 3а 2а | 6 –7 | 4а | -- -- |
