- •2 Види і методи обробки деталей у машинобудуванні. Основи механічної обробки
- •1 Фактори, які впливають на характер технологічних процесів
- •2 Види і методи формоутворення при виробництві заготовок
- •3 Основи механічної обробки деталей
- •4 Види, типи і групи метало ріжучого обладнання
- •5 Основні типи нормалізованого ріжучого інструменту
- •6 Інструментальні матеріали
2 Види і методи обробки деталей у машинобудуванні. Основи механічної обробки
1 Фактори, які впливають на характер технологічних процесів
Технологічний процес виготовлення виробу - це послідовна зміна форми, розмірів, стану поверхонь і властивостей матеріалу з метою виготовлення виробу, який відповідає технічним вимогам. На характер ТП впливають наступні фактори:
- розмір виробничої програми, тип виробництва, форми організації ТП;
- характер обладнання і технологічного оснащення, які використовуються;
- конструктивні форми, розміри і технологічність виробу;
- вид матеріалу і його властивості;
- форми, розміри і точність виготовлення заготовок;
- вимоги до точності і шорсткості поверхонь, які обробляються;
- особливі вимоги до фізико-хімічних властивостей виконавчих поверхонь: твердість, корозійна стійкість, жаростійкість, антифрикційні властивості тощо;
- вимоги продуктивності і економічності виробництва.
В загальному виді ТП виготовлення деталей представляють як комплекс операцій, пов’язаних з виробництвом заготовок, їх механічної і зміцнювальної обробки, контролю якості і, в разі необхідності, оздоблення і упакування. Предметом досліджень і нових розробок в технології машинобудування і сьогодні являються створення нових матеріалів і розробка нових технологічних методів, процесів і видів обробки та обладнання, виробництво заготовок, якість поверхонь і точність їх обробки, процеси складання і питання механізації і автоматизації.
ТП складається з окремих частин і операцій. Частини відрізняються методами виконання, фізико-хімічними процесами і використовуваним обладнанням. ДОСТ 3.1109-82 установлює термінологію, яка використовується при проектуванні ТП.
2 Види і методи формоутворення при виробництві заготовок
Одне із найважливіших понять в технології машинобудування - формоутворення. Основними методами утворення форми заготовок або їх основних поверхонь являються лиття, обробка тиском, формування, обробка різанням, наплавлення, металізація, напилювання, заливка рідинним металом, електрохімічна та електрофізична обробка.
а) Лиття - формоутворення заготовки або виробу із розплавленого металу (сплаву) шляхом заповнення ним порожнин заданої форми і розмірів з наступним охолодженням і затвердінням. Розроблено багато видів литва, але продовжуються пошуки нових перспективних методів. Методом лиття отримують вироби із матеріалів з достатніми ливарними властивостями: чавуни, ливарні сталі, кольорові метали ( Al, Cu, Zn, Pb ) і їх сплави, полімери.
б) Обробка тиском - зміна форми, розмірів, стану матеріалу і його поверхонь методом пластичного деформування: ковка, пресування, штампування, прокат, волочіння, вальцювання. Матеріали для обробки: сталі, ковкий чавун, кольорові метали і їх сплави, полімери.
в) Формування - формоутворення виробу із порошкового чи волокнистого матеріалу з металу, неметалу, полімеру або композиції шляхом заповнення порожнини заданої форми з подальшим стисненням і, при необхідності, спіканням, плавленням, твердженням.
г) Складання - це формоутворення заготовки або виробу внаслідок з’єднання окремих її частин шляхом зварювання, паяння, склеювання, склепування та згвинчування, обтискання, вальцювання, розбортовування тощо.
д) Наплавлення - один із розповсюджених методів зміни форми, розмірів і стану поверхонь деталей, особливо в ремонтній практиці, де її використовують для відновлення до 30% деталей, що ремонтуються. Переваги наплавлення полягають у можливості нанесення металевих покриттів будь якої товщини, високій продуктивності і простоті обладнання, що не вимагає високої кваліфікації виконавців, можливості нанесення покриттів будь-якого складу з різноманітними властивостями (твердість, зносостійкість, жаростійкість, корозійна стійкість, тощо). По суті наплавлення являється різновидом зварки і є процесом нанесення шару металу на поверхню виробу. За способом захисту металу від окислення відрізняють наплавку: 1) в повітрі; 2) у вакуумі; 3) в середовищі захисних газів; 4) під флюсом; 5) в піні; 6) з використанням комбінованого захисту.
е) Металізація - один із розповсюджених методів нанесення на поверхні деталей розплавленого металу, який розпилюється потоком газу під тиском близько 0,6 МПа, утворюючи частинки майже сферичної форми розмірами до 15-20 мкм. Велика швидкість руху (до 300 м/с) і малий час польоту частинок зумовлює у момент удару з деталлю їх пластичне деформування, заповнення ними усіх нерівностей і пор, зчеплення частинок між собою і поверхнею деталі з утворенням суцільного покриття завтовшки до 10 мм. В залежності від джерела плавлення металу відрізняють дугову, високочастотну і плазмову металізацію.
Дугова металізація завдяки зручності використання і простоті устрою (U=30-50v, I > 250A) найбільш розповсюджена, але при використанні стисненого повітря виникає посилене окислення металу і вигоряння легуючих елементів.
Високочастотні установки для металізації позбавлені указаних недоліків, але відрізняються значною складністю обладнання і обслуговування.
Плазмова металізація з використанням універсальних установок і порошкових сплавів дає можливість отримувати покриття із твердих, зносостійких, тугоплавких матеріалів, але також відзначається високою вартістю і складністю.
Найчастіше за допомогою металізації виправляють брак і відновлюють зношені деталі обладнання (шийки валів і осей, цапфи, втулки), наносять антифрикційні, жаростійкі, антикорозійні покриття і псевдо сплави. При металізації деталей їх нагрівання до 50-700 С не визиває структурних змін в матеріалі і тому можливе нанесення покриттів на будь-які матеріали - метал, дерево, полімери, гуму. При цьому необхідно відмітити, що нанесений на деталь матеріал не підвищує її міцність, а зчеплення напиленого шару з основним не завжди достатнє при динамічних навантаженнях.
ж) Газо термічні покриття - це нанесення порошкових матеріалів. В основі лежить пластикація порошків у високотемпературному джерелі енергії і нанесення їх газовим потоком на попередньо підготовлені поверхні. Спосіб має високу продуктивність, локальність обробки, незначний термічний вплив на підложку, можливість нанесення на вироби будь-яких розмірів, відсутність обмежень на сполучення матеріалів деталей і покриттів. Відрізняють полум’яні (на ацетилені чи пропан-бутані) покриття порошковими металами без оплавлення останніх (для нерухомих сполучень при невисоких вимогах до міцності), такі ж покриття з одночасним оплавленням часток порошку (при більш високих вимогах до міцності зчеплення і зносостійкості) і плазмові покриття, де використовують самофлюсуючі порошки на основі Ni i Co, а також Cr, B, Ti, Si для отримання зносо- і корозійностійких, без пористих гладких покриттів з підвищеними фізико-механічними властивостями.
з) Полімерні покриття. Деталі з нанесеними полімерними покриттями мають більш високі технологічні і експлуатаційні показники. Найчастіше їх захищають від хімічної корозії, морської, ґрунтової води, наносять для тепло- і електроізоляції. Зазвичай покривають зовнішні і внутрішні поверхні вакуум-фільтрів, запірної арматури, труб, пружин тощо.