Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Конспект лекцій
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Базовый конспект лекций
Электронный учебник по дисциплине: «Технология приборостроения»
Авторы: Соболев С.Ф.
Версия: 1 СПбГИТМО(ТУ), кафедра технологии приборостроении
Введение
Состав и содержание курса, объем учебных занятий, сроки
выполнения работ, литература.
Технология приборостроения - отрасль науки, занимающаяся
изучением закономерностей действующих в процессе изготовления
приборов с целью использования этих закономерностей для
обеспечения требуемого качества приборов, изготовления их в
заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного
труда, т.е. при наименьшей себестоимости. Слово "технология"
произошло от греческого слова "techne" - искусство, мастерство,
умение. Технология - совокупность приемов и способов получения,
обработки и сборки приборов. "Богатство страны проявляется не
столько в обладании предметами уже сделанными и освоенными, а в
превосходстве мастерства и знания, приобретенных длительным
навыком и опытом, для того, чтобы произвести еще больше".
"Технологический способ соединения факторов производства -
производительных сил, основных и оборотных средств". К. Маркс.
Первая книга по технологии написана профессором Московского
Университета И.Двигубским в 1807 году "Начальные основания
технологии или краткое описание работ на заводах и фабриках
производимых". Технология приборостроения начинала свое развитие
с технологии машиностроения. Существенный вклад в развитие науки
внесли отечественные ученые: И.А. Тимме, А.П.Соколовский,
Н.А.Бородачев, Б.С.Балакшин,А.Н.Гаврилов, А.Н.Малов
П.И.Буловский, В.С.Корсаков, М.П.Новиков, Н.М.Капустин,
С.П.Митрофанов и многие другие.
Развитие науки и техники и, особенно устройств автоматики и
вычислительной техники, существенно повлияли на развитие
технологии. Технология сильно ускоряет темпы движения любого
общества, повышает производительность труда и сокращает долю
ручного труда. В технической литературе и в мировой прессе все
чаще встречаются термины: "технологическая гонка вооружений",
"технологическая война", технологические секреты - ноу-хау -
знаю как". Основными отличительными характеристиками технологии
приборостроения от технологии машиностроения являются: 1. Малые
габариты деталей, а, следовательно, малые сопрягаемые
поверхности. 2. При измерении малых размеров возникает
необходимость применения бесконтактных методов измерения. 3.
Малые габариты обуславливают жесткие допуски в абсолютном
значении. 4. Широкое использование различных физических
принципов для обеспечения функционирования прибора требуют
применение специфических технологических процессов и проверки их
по физическим свойствам. 5. Высокие требования к точности
функционирования прибора вынуждают применять различные
компенсационные устройства, что усложняет процесс изготовления и
сборки. и др.
Основные понятия
Понятие о производственном и технологическом процессах.
Производственный процесс - совокупность всех действий людей и
орудий производства, необходимых на данном предприятии для
изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
Изделием называется любой предмет или набор предметов
производства, подлежащих изготовлению на предприятии.
Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименованию
и марке материала, без применения сборочных операций.
Производство классифицируется тремя категориями:
1) Типы
2) Виды
3) Части
Типы производства - классификационная категория производства,
выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности,
стабильности и объема выпуска изделий.
Тип производства - важнейшая характеристика, от которой
зависит объем подготовки производства для выпуска изделия.
Различают три типа производства: I/ массовый, 2/ серийный, З/
единичный.
Массовым называют тип производства, или, проще, производство,
характеризуемое большим объемом выпуска изделий непрерывно
изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение
которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая
операция. При массовом производстве для каждой операции
выбирается наиболее производительное, дорогое оборудование
/автоматы, полуавтоматы/, рабочее место оснащается сложными,
высокопроизводительными устройствами и приспособлениями, в
результате чего при большом объеме выпуска изделий достигается
самая низкая себестоимость продукции.
Серийным называют производство, характеризуемое изготовлением
повторяющимися партиями изделий. Размеры партий /количество
заготовок одновременно подаваемых на рабочее место/ могут быть
большими и малыми. Они определяют серийность производства.
Различают производство крупносерийное, среднесерийное и
мелкосерийное. Чем крупнее партии, тем реже сменяемость на
рабочих местах, тем ближе производство приближается к массовому
типу производства и тем дешевле может быть выпускаемая
продукция. В приборостроении крупносерийным считается
производство при объеме выпуска не менее 5 тыс. штук в год.
Среднесерийное производство в интервале 1-5 тыс. штук в год.
Мелкосерийное - до I тыс. штук в год. Эти цифры весьма условны.
Более точно категорию серийности устанавливают для того или
другого производства /завода, цеха, участка/, пользуясь
коэффициентом закрепления операций - Кзо - по ГОСТ 3.1108-74.
Кзо - это отношение числа всех различных технологических
операций, выполненных или подлежащих выполнению в течении месяца
к числу рабочих мест: Кзо = О/Р
При Кзо = I - массовое производство,
при Кзо = 1 - 10 - крупносерийное производство,
при Кзо = 10 - 20 - среднесерийное производство,
при Кзо = 20 - 40 - мелкосерийное производство.
Кзо - характеризует частоту смены технологических операций в
среднем за смену, среднее время выполнения одной операции,
производительность работы. Применяется для расчета: численности
рабочих, роста производительности труда, трудоемкости,
производственной структуры, длительности переходного периода,
занятости обслуживаемого персонала, календарно-плановых
нормативов.
Единичным называют производство, характеризуемое малым объемом
выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление изделий,
которых, как правило, не предусматривается. Здесь отсутствует
цикличность производства, свойственная серийному производству.
Отсутствие повторяемости изготовления ведет к поиску наиболее
упрощенных путей изготовления продукции. Чаще всего так работают
экспериментальные, ремонтные цехи и т.п. Рабочие здесь, как
правило, высокой квалификации. Оборудование и оснастка -
универсальные. Стоимость продукции - высокая.
Из рассмотренного выше видно, что тип производства в
значительной степени влияет на технологические процессы
изготовления деталей и сборки изделий. При разной серийности для
изготовления одной и той же детали выбираются разные заготовки,
применяется разное оборудование, оснастка, меняется структура
технологического процесса. При этом изменяется и характер
производственного процесса.
Вид производства - это классификационная категория
производства, выделяемая по признаку применяемого метода
изготовления изделия и наличия технологической подготовки
производства. Например: литейное, сварочное,
механообрабатывающее, сборочно-регулировочное и т.п.
Части производства - это понятие включает в себя основное и
вспомогательное производство. Основное производство - это
производство товарной продукции, которое изготавливает изделие
для поставки, т.е. изготовление заготовок, готовых деталей и
сборка их. Вспомогательное производство - это производство
средств, необходимых для обеспечения функционирования основного
производства. К последнему относятся: изготовление и ремонт
средств технологического оснащения, производство или подача
сжатого воздуха, тепловой и электрической энергии и т.п.
Технологический процесс - часть производственного процесса,
содержащая целенаправленные действия по изменению и /или/
определению состояния предмета труда. Под изменением состояния
понимают изменение формы, размеров, физических свойств и т.п. К
предметам труда относятся заготовки и изделия.
Основные требования к технологическому процессу:
1. Технологический процесс разрабатывается для изготовления
или ремонта изделия или совершенствования действующего
технологического процесса в соответствии с достижениями науки и
техники.
2. Технологический процесс разрабатывается для изделий,
конструкция которых отработана на технологичность.
3. Технологический процесс должен быть прогрессивным и
обеспечивать повышение производительности труда и качества
изделий, сокращение трудовых и материальных затрат на его
реализацию.
4. Технологический процесс разрабатывают на основе имеющегося
типового или группового технологического процесса, а при их
отсутствии на основе использования ранее принятых прогрессивных
решений, содержащихся в действующих единичных технологических
процессов изготовления аналогичных изделий.
5. Технологический процесс должен соответствовать требованиям
техники безопасности, промышленной санитарии и охране окружающей
среды.
Виды технологических процессов:
Единичный технологический процесс разрабатывается для
изготовления или ремонта изделия одного наименования, независимо
от типа производства.
Типовой технологический процесс разрабатывается для
изготовления группы изделий с общими конструктивными и
технологическими признаками.
Групповой технологический процесс разрабатывается для
изготовления группы изделий с разными конструктивными
признаками, но общими технологическими признаками.
Типизация технологических процессов как направление впервые
была научно обоснована профессором ЛПИ А.П.Соколовским. При
классификации деталей А.П.Соколовский предложил делить их на
классы, подклассы и типы. Тип- представитель комплекса деталей
/так называемых типоразмеров, которые отличают друг от друга
только размерными характеристиками/, для которых можно
разработать общий технологический процесс, называемый типовым.
Метод работы по типовым технологическим процессам получил
распространение в основном при крупносерийном типе производства.
Метод работы по групповым технологическим процессам /метод
групповой обработки/ научно обоснован профессором кафедры
технологии приборостроения ИТМО С.П.Митрофановым. Применение
групповых технологических процессов позволяет достичь в
мелкосерийном типе производства такой же производительности, как
и в массовом типе производства.
Технологическая документация представляет собой комплект
технологических документов необходимых и достаточных для
выполнения технологического процесса /операции/. По степени
детализации описания технологических процессов может быть:
1. Маршрутное описание - это сокращенное описание всех
технологических операций в маршрутной карте в последовательности
их выполнения без указания переходов и технологических режимов.
2. Операционное описание - это полное описание всех
технологических операций в последовательности выполнения с
указанием переходов и технологических режимов.
3. Маршрутно-операционное описание - это сокращенное описание
технологических операций в маршрутной карте в последовательности
их выполнения с полным описанием отдельных операций в других
технологических документах,
Степень детализации описания зависит от сложности выполняемых
работ, типа производства и конкретных условий производства.
Структура технологического процесса. Технологические процессы
изготовления изделий, деталей и заготовок при их разработке и в
производственных условиях могут быть делимы на следующие
структурные составляющие:
Технологическая операция - законченная часть технологического
процесса, выполняемая на одном рабочем месте. На операцию
определяется норма времени и операция является, таким образом,
единицей для планирования объема работы и рабочих мест в цехе
/005,010, 015..../.
Установ - часть технологической операции, выполняемая при
неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой
сборочной единицы /А, Б, В,.../.
Технологический переход - законченная часть технологической
операции, выполняемая одними и теми же средствами
технологического оснащения при постоянных технологических
режимах и установке /1,2, 3 ... / .
Вспомогательный переход - законченная часть технологической
операции, состоящая из действий человека и /или/ оборудования,
которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но
необходимы для выполнения технологического перехода /пример -
установка заготовки, смена инструмента и т.п./. Вспомогательные
переходы не записываются в карту технологического процесса. При
одновременной обработке несколькими инструментами нескольких
поверхностей переход называется совмещенным. Нередко встречаются
операции, состоящие всего из одного технологического перехода.
Рабочий ход - законченная часть технологического перехода,
состоящая из однократного перемещения инструмента относительно
заготовки и сопровождается изменением формы, размеров, качества
поверхности и свойств заготовки.
Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно
закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной
единицей совместно с приспособлением относительно инструмента
или неподвижной части оборудования.
Прием - законченная совокупность действий человека при
выполнении определенной части операции, применяемых при
выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым
назначением. Например - включить станок, переключить подачи и
т.п. Прием является частью вспомогательного перехода.
Технологический процесс может входить в систему
технологических процессов:
- Система технологических операций - законченный
технологический процесс.
- Система технологических операций (технологических
процессов), выполняемых в пределах участка, цеха, предприятия.
Обработка давлением
Выбор заготовки. Для производства деталей (заготовок)
необходимо иметь заготовки из которых, в конечном счете,
получают готовые детали. Основные виды заготовок в
приборостроении: сортовой материал; отливки; поковки и
штамповки. Выбор вида заготовки зависит от конструкции детали и
типа производства. Процесс выбора заготовки многовариантен и
более подробно рассматривается во всех других методов обработки.
Наиболее широко в приборостроении применяется сортовой
материал, изготовляемый прокатом, волочением и т.п. из чёрных
металлов и цветных сплавов при этом получают материал
определённого профиля. Сортовой материал может иметь следующие
профили: прутки круглого, квадратного и шестигранного сечения,
трубы, листы, полосы, ленты. Уголок, швеллер, двувтавр, а также
может быть изготовлен и специальный профиль по требованию
заказчика. Заготовки могут быть изготовлены и из неметаллических
материалов: винипласт, гетинакс, текстолит и др.
Сортовой материал следует применять, в основном, в тех
случаях, когда профиль материала близко подходит к профилю
детали. Круглые прутки и трубы применяются для изготовления
деталей, имеющих форму тел вращения (осей, валиков, втулок). Для
деталей, обработка которых предусматривается на токарных
автоматах, следует выбирать калиброванные прутки 7-11
квалитетов. Плоский прокат используется, главным образом, в
условиях единичного и мелкосерийного производства для деталей,
заготовки к которым нецелесообразно изготовлять в виде отливок,
объёмных штамповок и т. п. Плоский прокат малой толщины
применяется для изготовления деталей методом холодной штамповки
на прессах. В массовом и крупносерийном производствах для таких
деталей целесообразно применять ленты.
Необходимые сведения о различных видах проката (размеры,
точность изготовления, качество поверхности и другие
характеристики) имеются в ГОСТах, прайс-листах фирм и др.
Обработка металлов давлением основана на способности металлов
и ряда неметаллических материалов в определённых УСЛОВИЯХ
получать пластические, остаточные деформации в результате
воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.
Обработка давлением.
Одним из существенных достоинств обработки металлов давлением
является возможность значительного уменьшения отходов металла по
сравнению с обработкой резанием. Другим достоинством является
возможность повышения производительности труда, т.к. в
результате однократного приложения усилия можно значительно
изменить форму и размеры заготовки. Кроме того, пластическая
деформация сопровождается изменением физико-механических свойств
металла заготовки, которые можно использовать для получения
деталей с требуемыми служебными свойствами (прочностью,
жесткостью, сопротивлением износу, и т.п.) при наименьшей их
массе. Эти и другие достоинства приводят к тому, что удельный
вес обработки давлением неуклонно возрастает.
Прокат. Прокатное производство имеет огромное значение в
экономике государства. Прокатке подвергают до 90% всей
выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. Прокатка
заключается в обжатии заготовки между вращающимися валками.
Силами трения заготовка втягивается между валками, а силы
давления, нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные
размеры заготовки. Взаимное расположение валков и заготовки,
форма и число валков могут быть различными. Выделяют три
основных вида прокатки: продольную, поперечную и
поперечно-винтовую. При продольной прокатке заготовка
деформируется между двумя валками, вращающимися в разные стороны
и перемещается перпендикулярно осям валков. При этом получается
плоская заготовка. При поперечной прокатке валки, вращаясь в
одном направлении, придают вращение заготовке, которая,
перемещаясь вдоль оси валков, деформируется и получается
заготовка в виде тела вращения. При поперечно-винтовой прокатке
валки расположены под углом и сообщают заготовке при
деформировании вращательное и поступательное движение (заготовки
сложной формы). Форма поперечного сечения прокатного изделия
называется его профилем. Совокупность различных профилей разных
размеров называется сортаментом. Сортамент прокатываемых
профилей разделяют на 4 основных группы: сортовой прокат,
листовой, трубы и специальные виды проката. Профили сортового
проката подразделяют на простой формы и сложной формы. Квадрат,
круг, шестигранник, прямоугольник - это прокат простой формы, а
швеллеры, двутавр, рельсы, уголки - сложной, фасонной формы.
Трубы стальные разделяют в основном на бесшовные диаметром 30
-650 мм и сварные 10 - 1420мм. В качестве примера специальных
видов проката можно указать на колеса, кольца, зубчатые колёса и
т.д.
Ковка - вид горячей обработки металлов давлением при котором
металл деформируется под воздействием ударов универсального
инструмента - молота. Металл свободно течёт в стороны, не
ограниченные рабочими поверхностями инструмента. Ковкой получают
заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки
называют кованными поковками или просто поковками. Ковку
подразделяет на ручную и машинную. Последняя производится на
молотах и гидравлических прессах. Ковка является единственно
возможным способом изготовления тяжёлых заготовок, особенно в
единичном производстве. Как правило, на каждом
приборостроительном предприятии имеется хотя бы один молот или
гидравлический пресс.
Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся
в замкнутой форме через отверстие матрицы. Форма и размеры
поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют
форме и размерам отверстия матрицы, а длина её пропорциональна
отношению площадей поперечного сечения исходной заготовки и
выдавленной части и перемещению давящего инструмента.
Прессованием изготавливают прутки диаметром 3 - 250 мм, трубы
диаметром 20 - 400 мм со стенками толщиной 1,5-12мм и другие
профили. Прессованием также, получают профили из
конструкционных, нержавеющих и специальных сталей и сплавов.
Точность прессованных профилей выше, чем прокатных. К
недостаткам прессования надо отнести большие отходы металла,
т.к. весь металл не может быть выдавлен из контейнера. Масса
прессостатка может достигать 40% от массы исходной заготовки.
Волочением называется процесс протягивания заготовки через
сужающуюся полость матрицы, площадь поперечного сечения
заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения
матрицы. Волочение, как правило, осуществляют в холодном
состоянии. Исходными заготовками служат прокатные или
прессованные прутки и трубы из стали, цветных металлов и их
сплавов. Вследствии того, что к заготовке при волочении
приложено тянущее усилие в отверстии волоки (очаге деформации) и
после выхода из нее металл испытывает растяжение. Сортамент
изделий, изготовляемых волочением, очень разнообразен: проволока
диаметром 0,002 - 10 мм и фасонные профили. Волочением калибруют
стальные трубы диаметрами от капиллярных до 500 мм, стальные
прутки диаметром 3-150мм. Волочение обеспечивает точность
размеров, высокое качество поверхности, получение очень тонких
профилей.
Штамповкой называют процесс изменения формы и размеров
заготовки с помощью специализированного инструмента-штампа. Для
каждой детали изготавливают свой штамп
Различают холодную штамповку и горячую объёмную штамповку.
Холодная штамповка в свою очередь подразделяется на объёмную
штамповку сортового материала и холодную листовую штамповку
листового материала. Холодная объёмная штамповка заключается в
выдавливании материала находящегося при обычной температуре в
полость матрицы для получения требуемой формы. При этом
применяется холодное выдавливание, холодная высадка и холодная
объёмная штамповка.
Наиболее широко распространена холодная листовая штамповка.
Достоинства листовой штамповки: I. Возможность получения деталей
минимальной массы при заданной их прочности и жесткости. 2.
Достаточно высокие точность размеров и формы. 3.Сравнительные
простота механизации и автоматизации, обеспечивающие высокую
производительность (30-40 тыс. деталей в смену). 4. Хорошая
приспосабливаемость к производству.
Толщина заготовки при холодной штамповке обычно не более 10мм
и лишь в сравнительно редких случаях более 20мм. Технологический
процесс получения деталей путём холодной штамповки содержит ряд
операций: обрезка, вырубка, гибка, вытяжка с утолщением стенки и
без, отбортовка, обжим, чистовая штамповка и др. Существуют
следующие виды штамповки: простого, последовательного и
совмещённого действия. Штамп последовательного действия
выполняет операции в различных позициях по направлению подачи,
так что для очередной операции заготовка перемещается на шаг
подачи. Штамп совмещённого действия все операции выполняет в
одной позиции без перемещения заготовки в направлении подачи.
Штамп простого действия - это штамповка, как правило, простых по
форме деталей или отдельных элементов детали (поэлементная
штамповка). Для обеспечения штамповки применяют оборудование -
пресса кинематического и гидравлического действия. В современном
приборостроении применяются и штамповочные пресса с числовым
программным управлением. Такое оборудование используется для
изготовления опытных образцов изделий.
Горячая объёмная штамповка - это вид обработки металлов
давлением, при котором формообразование поковки из нагретой
заготовки осуществляют с помощью штампа.
Штамповка вообще применяется в массовом и крупносерийном
производстве, а при организации группового производства и в
мелкосерийном производстве.
Виброобкатывание - это процесс обработки поверхностей детали
путём обкатывания их шариками или роликами из твердосплавного
материала под определённым давлением и с колебаниями вдоль линии
перемещения. Таким способом достигается существенное улучшение
качества поверхности, т.е. повышение точности, уменьшение
шероховатости и улучшение физических свойств материала. Применяя
данный процесс, возможно, создавать поверхности с требуемым
микрорельефом. Кроме того, этот процесс применяют и в
декоративных целях.
Литье, пластмассы
Литьё.
Литейным называется производство, занимающееся изготовлением
фасонных деталей или заготовок путём заливки расплавленного
металла в форму полость, которой имеет конфигурацию детали.
После затвердения металла в форме получается отливка. Заготовки
в дальнейшем подвергают механической обработке. В литейном
производстве применяют специальные литейные сплавы, которые
обладают широким диапазоном механических и физических свойств,
особенно железоуглеродистые сплавы, серый чугун (высокопрочный,
ковкий) и стали (углеродистая и легированная). Отливка
образуется в литейной форме следующим образом. В жидком металле
при высоких температурах атомы движутся беспорядочно. После
заливки металл в форме охлаждается и затвердевает около центров
кристаллизации с образованием кристаллических решеток твёрдых
фаз. Вокруг центров кристаллизации происходит рост кристаллов
металла, вначале у стенок формы, а затем внутри тела отливки.
Большое значение имеют литейные свойства сплавов:
жидкотекучесть, усадка, склонность к ливации. Последнее это
свойство сплава характеризует появление неоднородности
химического состава в различных частях отливки. Существенным
недостатком является и появление газовых раковин.
В отечественном приборостроении наибольшее количество отливок
получают из различных алюминиевых сплавов, реже применяют
отливки из сталей и серого чугуна. В качестве материалов для
литья применяют серый чугун марок: СЧ00, . СЧ12-28 .....
СЧ-44-64 и др. Литейные стали, применяются следующих марок:
15Л,25Л....55Л и др. Буква Л означает, что сталь литейная, а
число указывает среднее содержание углерода в сотых долях
процента. Применяются также в особых случаях и жаропрочные
литейные стали, например: 18Н12МЗТЛ. Литейные медные сплавы:
Бр.ОЦСН 3-7-5-1 и другие цветные сплавы. Литейные аллюминиевые
сплавы: АЛ1, АЛ2...АЛ27 и другие, обладают высокими литейными
свойствами, а литейные формы выдерживают большое количество
заливок.
Особенно важно отработать конструкцию детали на
технологичность. Прежде всего следует отметить, что кроме
чертежа детали выполняется чертёж отливки, т.е. конфигурация
заготовки, которую получим после отливки. При конструировании
литой детали учитывают свойства металла, технологию изготовления
модели, формы, стержня, сборки формы и обрубки отливок. При
массовом производстве учитывают возможность максимальной
механизации и автоматизации производства. Принимают во внимание
наличие оборудования, квалификацию кадров и т.п. Конструкция
отливки должна иметь литейные радиусы, литейные уклоны,
одинаковую толщину стенок, достаточно простую форму детали для
возможности отливки её и т.п. Точность размеров и шероховатость
поверхности детали в большей степени должны соответствовать
возможностям литья.
Литьё в песчано-земляные формы.
Литьё в песчано-земляные формы является одним из стариннейших
способов литья. В приборостроении таким способом литья
изготавливают в единичном производстве крупногабаритные детали
из черных и цветных сплавов, имеющих сложную конфигурацию, Схема
получения отливки приведена на рисунке. Как видно из рисунка,
необходимо изготовить модель детали, установить её в опоку,
заформовать вокруг песчано-земляную смесь, предварительно
установив литники и стержни. Модель изготавливается по чертежу
отливки из сухого дерева, обычно применяется бук. В последнее
время все шире применяются другие материалы для изготовления
модели, в основном это различные пластмассы. Опока это
металлическая коробка, в которую засыпают песчано-земляную
смесь. Литник это часть застывшего металла в отверстии, через
которое протекает расплавленный металл. Стержни изготавливаются
из такого же материала, что и модель. Стержни устанавливаются в
модель для получения различных полостей. После формовки смеси
модель, и литники убираются, верхняя и нижняя опоки соединяются,
и заливается расплавленный металл. Далее форма медленно
остывает, при этом через песчано-земляную смесь проходят горячие
газы. Далее опока разбивается, т.е. верхняя опока снимается с
нижней опокой, и горячая заготовка выбивается на пол. Литник
обрубается от заготовки, а песчано-земляная смесь собирается для
последующей отливки. После этого отливка подвергается отпуску
для снятия внутренних напряжений.
Схема последовательности получения отливки. Литьё давлением под давлением. Литье под давлением является наиболее производительным способом изготовления тонкостенных деталей сложной формы из цинковых, алюминиевых, магниевых и медных сплавов. Отливки не очень сложной формы можно изготовлять из стали, но литейная форма выдерживает значительно меньше заливок. Процесс литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл, залитый в камеру прессования машины, перемещается под действием поршня и через литниковые каналы заполняет с высокой скоростью полость пресс-формы, затвердевает под давлением и образует отливку. Небольшие детали из цинковых и магниевых сплавов отливают на автоматических поршневых машинах с горячей камерой прессования. Корпусные детали из алюминиевых, магниевых и медных сплавов, а также крупногабаритные детали из цинковых сплавов изготовляют на машинах с вертикальной и горизонтальной холодной камерой прессования. Сплавы для литья под давлением должны обладать достаточной прочностью при высоких температурах, чтобы отливка не ломалась при выталкивании, минимальной усадкой, высокой жидкотекучестью при небольшом перегреве и небольшим интервалом температур кристаллизации. Наиболее распространены цинковые сплавы ЦАМ4 и ЦАМ4-1; алюминиевые АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛОВ, АЛ11, АЛ28 и АЛ32; магниевые Мл5 и Млб; латуни ЛС59-1Л и ЛК80-ЗЛ. Литьё по выплавляемым моделям. Литье по выплавляемым моделям широко применяется в приборостроении для изготовления отливок сложной конфигурации массой от нескольких граммов до 10-15 кг, с толщиной стенок 0,3-20 мм и более, с точностью размеров до 9-го квалитета при шероховатости поверхностей от 80 до 1,25 мкм. Для литья по выплавляемым моделям применяют различные сплавы: среднеуглеродистые стали ЗОЛ-55Л, конструкционные легированные стали, углеродистые инструментальные стали У7 - У13, литейные коррозионно-стойкие и кислотоупорные стали, жаропрочные стали и сплавы, литейные латуни бронзы, силумины и другие цветные сплавы. Процесс литья по выплавляемым моделям заключается в изготовлении модели из легкоплавкого парафиностеаринового состава, которую покрывают тонкой керамической оболочкой, формуют, выплавляют в горячей воде, а в образовавшуюся полость заливают жидкий металл. В последнее время появилось много различных других способов получения выплавляемых моделей: с помощью лазерной обработкой, с применением различных порошков и клея, композитных сплавов, трехмерного лазерного принтера, порошка и клея и т.п. Существует и много других способов литья. Точностные характеристики отливок и получаемые шероховатости приведены в методических указаниях и в технической литературе. Пластмассы. В приборостроении пластмассы являются ценным конструкционным и электротехническим материалом. Они легкие, хорошо противостоят коррозии, имеют низкий коэффициент трения, обладают повышенной износостойкостью, хорошими оптическими и изоляционными свойствами. Основной составной частью пластмасс являются полимеры - синтетические органические соединения. Некоторые виды пластмасс состоят целиком из полимера, но чаще пластмасса представляет собой композицию из полимера, пластификатора, наполнителя и красителя. Наполнители (древесная мука, тальк, асбест, стекловолокно, различные ткани и др.) придают изделиям необходимую прочность, жесткость, теплостойкость и электротехнические свойства. В зависимости от температурного характера затвердевания все пластмассы делят на термопластичные и термореактивные. Термопластичные пластмассы при нагревании приобретают пластические свойства или расплавляются, а при охлаждении возвращаются в твердоупругое состояние. Повторное нагревание вновь приводит к пластичности. К термопластам относятся: полиэтилен, капрон, винипласт, полистирол, фторопласт, органическое стекло и др. Термореактивные пластмассы при нагревании необратимо переходят в пластическое состояние с дальнейшим затвердеванием и приобретением упругих свойств. При повторном нагревании они остаются твердыми или сгорают не расплавляясь. К реактопластам относятся: текстолиты, пресс материалы, стеклопластики и др. В зависимости от числа компонентов все пластмассы подразделяются на простые и композиционные. Простые пластмассы состоят из одного компонента, а композиционные из нескольких. В композиционных пластмассах смола является связывающим элементом для других составляющих, при этом смола, составляет 30-70% от общего объема. Кроме связывающего элемента в состав входят следующие компоненты: наполнители различного происхождения, которые вводят для повышения механической прочности, теплостойкости, уменьшения усадки и уменьшения стоимости; пластификаторы, которые увеличивают эластичность, текучесть, гибкость и уменьшают хрупкость пластмасс; cмазывающие вещества, которые уменьшают трение между частицами композиции, устраняют прилипание к пресс-формам; катализаторы, ускоряющие отвердение пластмасс; красители, придающие пластмассам нужный цвет. В зависимости от физического состояния полимерных материалов, поведения их под действием теплоты и других факторов все способы переработки пластмасс в детали наиболее целесообразно разбить на, следующие основные группы: 1.Переработка в вязкотекучем состоянии (прессованием, литьем под давлением, выдавливанием и др,). 2.Переработка в высокоэластичном состоянии (пневно и вакуумной формовкой, штамповкой и др.). 3.Получение, деталей из жидких полимеров различными способами формообразования. 4.Переработка в твердом состоянии (разделительной штамповкой и обработкой резанием). 5.Получение неразъемных соединений (сваркой и склеиванием). 6.Различные другие способы переработки (спекание, напыление и др). Основные способы переработки пластмасс - литье под давлением и прессование. Литые и прессованные детали имеют гладкие поверхности с шероховатостью от 1,25 до 0,08 мкм, точности получаемых размеров в пределах 10-12-го квалитета точности и почти не требуют обработки резанием. Для литья и прессования используют сырье в виде гранулированных термопластов и термореактивных порошков.
Схема получения детали из пластмассы методом прямого прессования.
В процессе получения детали необходимо выдерживать
температурный и временной режим.
Подогрев необходим для удаления влаги. Наиболее важным
является соблюдение режима кристаллизации, при котором
необходимо выдержать температуру и время выдержки при данной
температуре. В противном случае имеем скрытый вид брака. Это
такой вид брака, когда внешний вид изделия полностью
соответствует форме, но внутренняя структура осталась рыхлой
непрочной не только по отношению к механическим воздействиям, но
и к воздействию влаги, т.е. при повышенной влажности
сопротивление данной детали падает до нуля.
После получения детали необходимо удалить следы облоя. Это
острые тонкие остатки пластмассы, которые затекли в зазор
прессформы.
Порошковая металлургия, ЭФ и ЭХ методы обработки
Порошковая металлургия - процесс изготовления деталей из
металлических порошков и их смесей с неметаллическими
материалами без расплавления основного компонента. Детали можно
получать из чистых металлов, сплавов и композиций металлов с
неметаллами, которые невозможно создать приемами обычной
металлургии вследствие их жаростойкости или неспособности
сплавляться. Сущность технологического процесса заключается в
том, что из металлического порошка или смеси порошков прессуют
заготовки, которые затем подвергают термической обработке -
спеканию. Порошковой металлургией можно получить детали из особо
тугоплавких металлов, из нерастворимых друг в друге металлов
(вольфрам и медь, железо и свинец, и т.п.), пористые материалы и
детали из них, детали состоящие из двух (биметаллы) или
нескольких слоев различных металлов и сплавов. Металлические
порошки состоят из очень мелких частиц (0,5 - 500мкм) различных
металлов и их окислов.
Антифрикционные металлокерамические материалы предназначены
для изготовления подшипников скольжения. Пропитанные маслом
пористые подшипники способны работать без дополнительной смазки
в течение нескольких месяцев, а со специальными "карманами" для
запаса масла - в течение 2-3 лет. Состав таких материалов:
железо - графитовые, железо - медно-графитовые, бронзо -
графитовые и др.
Фрикционные материалы представляют собой сложные композиции на
медной или железной основе. Коэффициент трения можно повысить
добавкой асбеста, карбидов тугоплавких металлов и различных
окислов. Фрикционные материалы обычно применяют в виде
биметаллических элементов, состоящих из фрикционного слоя,
спечённого под давлением с основой (лентой или диском).
Коэффициент трения по чугуну без смазки примерно 0,4-0,6,
температура в зоне трения может быть до 500-60000С.
Высокопористые материалы предназначены для изготовления
фильтров. Их состав: коррозионная сталь, алюминий, титан и др.
Металлокерамические твёрдые сплавы характеризуются высокой
твёрдоетью, теплостойкостью, износостойкостью. Изготавливают
также, жаропрочные и жаростойкие сплавы.
Стандартные марки металлических порошков, используемых для
шихты, приведены в табл.
Порошок
ГОСТ или ТУ
Марка
Количество примесей, %, не более
Размер частиц,мкм
-
-
ПЖ-А1 ПЖ-А2
0.15С; 0.2551; 0.5МП; 0,043; 0.04Р
10-50 25-80
Железный
МТУ 3648-53
ПЖ-Б
0.29С; 0.4351; 0.5МП; 0,043; 0.04Р
40-50
-
-
ПЖ-В
0.4С; 1.231; 0.5МП; 0,063; 0.05Р
100-400
Кобальтовый
ГОСТ 0791 71*
ПК-1
0.4М1; 0,2Ре; 0,0331; 0,05Си; 0.02С
10-60
-
-
ПК-2
1,0■; 0,5Ре; 0,1Сц; 0,0531; 0,05СР
10-50
Вольфрамовый
МПТУ 2509-50
-
1,0С
50-100
Никелевый (электролити- ческий
ГОСТ 9722-71*
ПНЭ1, ПНЭЗ
0,5Со; 0.02С; 0,08Сч; 0,2Ре; 0,0381
25-60
Cеребряный
-
ПС-1 (ПС-2)
0,02Си; следы Ре; РЬ, Мg, ЗО
10-50
Медный
ГОСТ 4960-75
ПМ ПМА
0,02Ре; 0,05РЬ; следы 5Ь, Ав, 30
25-80
Алюминиевый
-
ПАП-1 ПАП-2 ПАП-3
1,2Ре; 0,6 (Си+2п)
150-800 100-400 50-150
Основные технологические свойства порошков - насыпная масса,
текучесть и прессуемость.
Насыпная масса - масса единицы объема свободно насыпанного
порошка. При постоянстве насыпной массы обеспечивается
стабильность усадки спекаемого материала. Насыпная масса
железных порошков 2,4-3,5 г/см3, свинцовых и оловянных 3,2-5,7
г/см3, медных ...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора