5. 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.
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.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Студенты, обучающиеся в вузе заочно, выполняют контрольные задания. Количество их устанавливается учебным планом вуза. В методических указаниях приведены четыре контрольных задания: первое - по разделам "Основы металлургического производства" и "Технология литейного производства"; второе - по разделу "Технология обработки металлов давлением"; третье - по разделу 'Технология сварочного производства"; четвертое - по разделу 'Технология обработки конструкционных материалов резанием".
Каждое контрольное задание составлено из 10 вариантов. Выполняют тот вариант, номер которого соответствует последней цифре шифра студента. Если номер шифра оканчивается нулем, выполняют десятый вариант задания.
Контрольное задание выполняют в отдельной Тетради объемом 10-12 листов. Задание следует выполнять и порядке ответов на поставленные вопросы варианта. Ответы должны быть краткими, точными и не повторять текст учебника или учебных пособий. Выполняя расчеты, вначале приведите буквенное выражение с указанием смыслового значения входящих в него параметров, а затем подставьте цифровые величины и выполните расчет с точностью до одного знаке после запятой.
Графические работы выполняют карандашом с использованием чертежных инструментов, соблюдая ГОСТы и требования ЕСКД. Прилагать к выполненным работам фотографии и другие копни из учебников не разрешается.
На страницах текста заданий оставьте поля для замечаний рецензента. Страницы и рисунки пронумеруйте. В конце выполненного контрольного задания приведите список использованной литературы, укажите дату выполнения работы и поставьте свой шифр и подпись.
После рецензирования работы изучите замечания рецензента и приведите на них письменные ответы в конце тетради. Исправления в тексте рецензии не допускаются. Если работа не зачтена, то после ответа на замечания ока посылается на повторное рецензирование.
- Введение
- Раздел I. Свойства и строение конструкционных материалов
- Раздел II. Основы металлургического производства
- Раздел III. Технология литейного производства
- Раздел V. Технология сварочного производства
- Раздел VI. Технология обработки заготовок деталей машин
- 1. Дальский а.М. И др. Технология конструкционных материалов. М., 1985.
- Раздел I. Свойства и строение конструкционных материалов
- Раздел II. Основы металлургического производства
- 1. Физико-химические основы металлургического производства
- 2. Производство чугуна
- 3. Производство стали
- Раздел III. Технология литейного производства
- 3. Способы изготовления отливок
- 4. Изготовление отливок из различных сплавов
- 5. Технологичность конструкций литых деталей
- 6. Технический контроль в литейном производстве
- Раздел IV. Технология обработки металлов давлением
- 1. Общая характеристика обработки металлов давлением
- 2. Физические основы обработки металлов давлением
- 3. Получение машиностроительных профилей
- 5. Изготовление деталей холодной объемной штамповкой
- Раздел V. Технология сварочного производства
- 2. Технология сварки плавлением
- 3. Термомеханическая сварка
- 5. Нанесение износостойких и жаростойких покрытий
- 7. Контроль качества сварных и паяных соединений
- 8. Особенности технологии сварки различных сплавов
- 9. Технологичность сварных конструкций
- Раздел VI. Технология обработки заготовок деталей машин
- 2. Научные основы формообразования поверхностей деталей машин
- 3. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин резанием с использованием лезвийного инструмента
- 4. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин с использованием абразивного инструмента
- 5. Формообразование поверхностей методами упрочняющей обработки
- Методические указания к выполнению контрольного задания I
- Варианты контрольного задания 1
- Варианты контрольного задания 2
- Методические указания к выполнению контрольного задания 3
- Варианты контрольного задания 3
- Раздел I Свойства и строение конструкционных материалов............................