|
Читайте также: |
Отверстия в деталях получают при формообразовании (литьем, прессованием и т.д.) соответствующими стержнями, устанавливаемыми в технологической оснастке (пресс-формах). Наличие стержней вызывает появление напряжений в деталях, так как они затрудняют свободную усадку материала. Отверстия лучше располагать не в сплошных массивах, а в специальных бобышках с тонкими стенками (рис. 8.20, г, е), что снижает усадку и силу обхвата стержней.
В деталях из композиций на основе пластмасс литьем под давлением и прессованием получают наружные и внутренние резьбы, не требующие дальнейшей обработки. Минимальный допустимый диаметр резьбы для деталей из термопластов и пресс-порошков равен 2,5 мм, для волокнистых материалов - 4 мм. Резьбу на деталях из спеченных порошковых материалов получают обработкой резанием.
В конструкциях деталей необходимо предусматривать ребра жесткости, которые позволяют уменьшить сечения отдельных элементов детали, снизить напряжения в местах сопряжения стенок различного сечения, повысить устойчивость и прочность конструкций (рис. 8.20, б, ё). Толщина ребер жесткости у их основания должна быть равной толщине основной стенки детали. Для малогабаритных деталей роль ребер жесткости могут выполнять выступы или впадины (рис. 8.20, г, ё). Правильная конструкция опорной поверхности повышает жесткость всей конструкции, особенно у крупных корпусных деталей. Для этого сплошные опорные поверхности следует заменять поверхностями с выступающими буртиками (рис. 8.20, д). Общее конструктивное оформление детали необходимо выполнять с учетом удобства сборки этой детали с другими деталями изделия. Для свободного извлечения детали из пресс-формы на наружных и внутренних поверхностях ее необходимо предусматривать технологические уклоны. При проектировании конических поверхностей необходимо исходить из удобства извлечения детали, обратная конусность недопустима.
Использование металлической арматуры значительно расширяет область применения деталей из композиционных материалов (особенно на основе пластмасс и резины). Например, в электро- и радиопромышленности прессованием и литьем под давлением получают электрические разъемники, колодки, панели и т.д. Это позволяет резко (в 10... 100 раз) сократить трудоемкость получения таких изделий по сравнению с аналогичными конструкциями, собранными из отдельных элементов.
Армирование позволяет также повысить точность и прочность получаемых изделий. Арматуру в виде винтов, гаек, штырей и т.п. (рис. 8.21, а, б) закрепляют с помощью кольцевых выточек, буртиков или канавок. Для предотвращения проворачивания на наружных поверхностях этих деталей делают рифления, насечку или плоские грани. Мелкую арматуру в виде пластинок (клеммы электрических разъемников) закрепляют с помощью боковых вырезов или отверстий (рис. 8.21, в, г). Проволочную арматуру закрепляют путем расплющивания или загибания второго конца (рис. 8.21, д, ё). Конструкция пресс-формы должна надежно фиксировать арматуру и предотвращать возможность затекания материала в гнезда для установки арматуры.
 | |||
 | |||
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
Формообразование заготовок из композиционных материалов в большинстве случаев осуществляется методом копирования, т.е. форма и размеры оснастки (пресс-формы) переносятся (копируются) изготовляемой деталью. Получаемые детали, как правило, не требуют дальнейшей механической обработки.
В отдельных случаях экономически целесообразно изготовлять детали механической обработкой. В качестве заготовок при этом используют листы, трубы, прутки, профили различного сечения. Иногда возникает необходимость в дополнительной обработке заготовок, полученных литьем, прессованием и другими методами формообразования. В зависимости от способа воздействия на заготовку, используемых оборудования и инструмента применяют два основных метода механической обработки: разделительную штамповку и обработку резанием.
Основные операции разделительной штамповки при изготовлении деталей из листовых материалов - вырубка, пробивка, отрезка, разрезка, обрезка и зачистка. Наибольшее практическое применение имеют операции вырубки, пробивки и разрезки.
Операции разделительной штамповки выполняют с подогревом заготовки или без подогрева. В качестве оборудования используют механические или гидравлические прессы.
Обработку резанием (точение, сверление, фрезерование, нарезание резьбы и т.д.) применяют в тех случаях, когда при формообразовании нельзя получить деталь заданных размеров и формы.
Обработка спеченных материалов с пористостью менее 5 % ничем существенно не отличается от обработки обычных беспористых материалов. С повышением пористости материала характер процесса стружкообразования меняется. Стружка дробится на отдельные элементы, появляются ударные нагрузки, вибрации, снижается стойкость режущего инструмента.
При обработке резанием пористых материалов необходимо применять остроза-точенный режущий инструмент, большие скорости резания и малые подачи. Не рекомендуется применять обычные охлаждающие жидкости, которые, впитываясь в поры, вызывают коррозию. Пропитка маслом пористых заготовок перед обработкой также нежелательна, так как в процессе резания масло вытекает из пор и, нагреваясь, дымит. Нарезать резьбу рекомендуется твердосплавным инструментом. Для улучшения качества резьбы задний угол инструмента следует увеличивать примерно в 2 раза по сравнению с инструментом, предназначенным для нарезания резьбы на заготовках из обычной конструкционной стали.
При обработке заготовок из пористых антикоррозионных материалов нужно обращать внимание на состояние поверхностного слоя. В целях предотвращения возможности закрывания пор необходимо использовать хорошо заточенный и доведенный режущий инструмент. Допустимый износ инструмента по задней поверхности должен быть уменьшен в 1,5... 2 раза по сравнению с общепринятыми нормами при обработке конструкционной стали. Не допускается шлифование абразивными материалами во избежание попадания абразивных частиц в поры.
Для обработки тугоплавких и жаропрочных материалов применимы электрофизические и электрохимические методы обработки аналогичных литых материалов.
Значительные сложности возникают при обработке МКМ, так как они в своем составе содержат относительно "мягкий" материал матрицы и сверхпрочные и твердые волокна и нитевидные кристаллы. Традиционные способы механической обработки оказываются непригодными. В отдельных случаях для обработки таких материалов применяют лазерные, плазменные, электроэрозионные и другие специальные методы обработки.
При обработке резанием композиционных материалов на основе полимеров происходит разрушение поверхностной смоляной пленки. Это приводит к снижению химической стойкости и повышению влагопоглощения обработанных деталей. Поэтому обработку резанием следует применять только в необходимых случаях.
Особенности строения и физико-механических свойств пластмасс существенно влияют на технологию их обработки, конструкцию режущего инструмента и приспособления. Пластмассы имеют более низкие механические свойства по сравнению с металлом. Эту особенность можно было бы использовать для повышения скорости резания. Однако низкая теплопроводность пластмасс приводит к концентрации теплоты, образующейся в зоне резания. В результате этого происходят интенсивный нагрев режущего инструмента, размягчение или оплавление термопластов, обугливание или прижог реак-топластов в зоне резания. При обработке деталей из термопластов максимальная температура процесса не должна превышать 60... 120 °С, а деталей из реактопла-стов 120... 160 °С. Образующаяся теплота при обработке пластмасс отводится в основном через инструмент.
Стойкость режущего инструмента различная в зависимости от типа обрабатываемого материала и материала инструмента. Незначительный износ наблюдается при обработке термопластов без наполнителя. При обработке реактопластов, особенно со стеклянными и другими подобными наполнителями, стойкость режущего инструмента значительно снижается. Заготовки из термопластов (органического стекла, полистирола, фторопласта и т.д.) можно обрабатывать режущими инструментами из углеродистых и быстрорежущих сталей. Материалы, оказывающие абразивное действие, обрабатывают инструментами, оснащенными твердым сплавом, алмазом, эльбором.
При обработке реактопластов со слоистыми и волокнистыми наполнителями охлаждающие жидкости не применяют из-за возможности набухания поверхностей материала. Для получения качественного поверхностного слоя обработку следует вести острозаточенным режущим инструментом при высоких скоростях резания с малыми глубиной резания и подачей. В процессе обработки реактопластов образуется пылевидная и элементная стружка, которая плохо сходит с передней поверхности инструмента. Поэтому канавки для отвода стружки делают более емкими и полируют во избежание ее прилипания. Геометрия режущего инструмента характеризуется большими величинами переднего и заднего углов. Для обработки пластмассовых заготовок используют специальное или универсальное металлорежущее оборудование.
Резиновые технические детали практически не требуют дальнейшей механической обработки. В отдельных случаях из листового материала вырубают шайбы, прокладки и т.п.
3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Основные и вспомогательные материалы, используемые при производстве изделий из КМ, как правило, относятся к категории вредных для здоровья человека, пожароопасных и взрывоопасных веществ. В процессе переработки материалов за счет химических реакций и испарения в окружающую среду также попадают вредные вещества.
Стеклянная, графитовая, борная пыль, появляющаяся при переработке соответствующих волокон, попадая в дыхательные пути, может привести к тяжелым заболеваниям органов дыхания. Практически все полимерные материалы токсичны и вредны для здоровья человека. Поэтому, чтобы предупредить вредное воздействие веществ на организм человека и исключить возможности пожара и взрыва, необходимо соблюдать следующее: применять хорошую местную и общую приточно-вы-тяжную вентиляцию, обеспечивающую удаление всех летучих веществ; исключать возможность попадания вредных веществ на кожу; иметь защитную одежду, перчатки, очки, а на рабочем участке аптечку с необходимыми медикаментами; на каждую операцию составлять технологические инструкции по технике безопасности и все работы выполнять в строгом соответствии с ними; обучить по специальной программе всех рабочих, занятых на взрыво- и пожароопасных установках.
Все электрооборудование должно быть надежно заземлено, необходимо исключать возможность искрообразования. Все вспомогательные и основные технологические операции должны быть максимально механизированы и автоматизированы. Все рабочие помещения и участки должны быть оснащены дозиметрическими приборами по определению вредных веществ в окружающей атмосфере. Специализированные производства по выпуску изделий из КМ должны быть оснащены очистными сооружениями.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Перечислите основные технологические требования к деталям из КМ.
2. С какой целью проводят армирование деталей из КМ?
3. Объясните необходимость и перечислите основные способы дополнительной механической обработки заготовок из КМ.
4. Почему при обработке пористых материалов не рекомендуется использовать шлифование?
5. В чем заключаются сложности механической обработки слоистых и волокнистых КМ?
6. Перечислите основные требования техники безопасности при изготовлении деталей из КМ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
П. 1. Температурные интервалы для горячей обработки давлением
| Сплав | Температурный интервал, °С | |
| Начало | Конец | |
| Низкоуглеродистые стали | 1280... 1300 | 700... 800 |
| Углеродистые стали | 1200... 1260 | 760... 850 |
| Высоколегированные стали | 1140... 1160 | 870... 950 |
| Медные сплавы | 750... 850 | 600... 700 |
| Алюминиевые сплавы | 470... 500 | 350... 400 |
| Магниевые сплавы | 370... 430 | 300... 350 |
| Титановые сплавы | 930... 1150 | 800... 900 |
П. 2. Ориентировочные значения давления пластического течения при температурах горячей обработки давлением, МПа
| Сплав | Температура, °С | ||||||
| Низкоуглеродистые стали | - | - | - | - | |||
| Высоколегированные стали | - | - | - | - | |||
| Медные сплавы | - | - | - | - | - | ||
| Алюминиевые сплавы | - | - | - | - | - | ||
| Магниевые сплавы | - | - | - | - | - | - | |
| Титановые сплавы | - | - | - | - |
Наименьшая толщина поковки в плоскости разъема штампов, мм
| Площадь проекции детали _ 2 | Сталь | Алюминиевые | Магниевые сплавы | Титановые | |
| на плоскость разъема, см | конструкционная | сплавы | МА2 | МА5 | сплавы |
| Св. 25 до 80 | 2,5 | 2,0 | 2,0 | 7,5 | 2,5 |
| 80... 160 | 3,5 | 2,5 | 2,5 | 7,5 | 3,5 |
| 160... 250 | 4,5 | 3,0 | 3,0 | 7,5 | 4,5 |
| 250... 500 | 5,0 | 4,0 | 4,0 | 7,5 | 5,0 |
| 500... 850 | 6,0 | 5,0 | 5,0 | 7,5 | 6,0 |
| 850... 1180 | 8,0 | 5,5 | 5,5 | 8,0 | 8,0 |
| 1180... 1200 | 10,0 | 7,0 | 7,0 | 10,0 | 10,0 |
Значения наружных а и внутренних Я штамповочных уклонов, градус
| Отношение глубины полости к ширине | Сталь | Алюминиевые и магниевые сплавы | Титановые сплавы | |||
| а | Я | а | Я | а | Я | |
| 0,5... 1,0 | 3... 5 | - | - | |||
| 1,0... 2,5 | 3...5 | |||||
| 2,5... 5,5 | 10... 12 | |||||
| Св. 5,5 | 7... 10 |
Ориентировочные значения давления пластического течения при различных способах холодной объемной штамповки, МПа
| Сплав | Операции | ||||
| Осадка | Объемная формовка | Высадка | Прямое выдавливание | Обратное выдавливание | |
| Сталь | 1200... 2000 | 1200... 2000 | 1200... 2000 | 1000... 1800 | 2000... 3000 |
| Алюминий | 400... 700 | 600... 800 | 400... 800 | 400... 700 | 800... 1200 |
| Латунь | 1000... 1600 | 1000... 1600 | 1000... 1600 | 800... 1500 | 1800... 2500 |
П. 3. Механические и технологические свойства отливок из алюминиевых сплавов (Внимание! Новые марки и свойства алюминиевых сплавов приведены на с. 503)
| Сплав | Механические свойства | Технологические свойства | Способ литья | Температура | |||||
| о„ МПа | 5,% | HB | Ж, мм | Ул, % | Гр, мм | ||||
| АЛ2 | 0,9 | п, О, В, К, Д | 680. | . 720 | |||||
| АЛ4 | 1,0 | п, О, В, К, Д | 690. | .760 | |||||
| АЛ9 | 1,0 | п,о,в,к,д | 690. | . 760 | |||||
| АЛ19 | 1,3 | П, О, В, К | 700. | . 750 | |||||
| АЛ5 | 1,1 | п, О, В, К, д | 700. | . 750 | |||||
| АЛ32 | 1,2 | п,к,д | 710. | .730 | |||||
| АЛ13 | 1,2 | п, о, в, к, д | 650. | . 730 | |||||
| АЛ27 | 1,2 | 12,5 | п, о, к, д | 660. | . 720 | ||||
| АЛ 11 | 1,3 | 27,5 | п, о, в, к | 710. | .730 | ||||
| АЛ 11 | 1,3 | 22,5 | п, о, в | 720. | . 760 |
Условные обозначения.Ж - жидкотекучесть сплава; Ул - линейная усадка сплава; Гр - горячеломкость сплава; П - литье в песчаную форму; О - литье в оболочковую форму; В - литье по выплавляемым моделям; К - литье в кокиль; Д - литье под давлением
П. 5. Механические и технологические свойства отливок из медных сплавов
| Механические свойства | Технологические свойства | |||||||
| Способ | Температура | |||||||
| Сплав | ||||||||
| о"в, | 5, | НВ | Ж, | Ул, | Уоб, | литья | литья. :С | |
| МПа | % | мм | % | % |
Оловянные бронзы
| Бр05Ц5С5 | 1,6 | 4,5 | К,П | |||||
| Бр08Ф1 | 1,54 | 4,5 | К, п | |||||
| БрОІОФІ | 1,44 | 4,5 | к,п | |||||
| Безоловянные бронзы | ||||||||
| БрА9Мц2Л | 2,0 | 7,5 | к, п | |||||
| БрА10ЖЗМц2 | 2,4 | 7,5 | к,п | |||||
| БрА9Ж4Н4Мц1 | 1,8 | 7,5 | к, п | |||||
| БрСЗО | 1,6 | 7,5 | к | |||||
| Латуни | ||||||||
| ЛЦ40С | 2,2 | п,к,ц | 1035... 1085 | |||||
| ЛЦ40МцЗЖ | 1,6 | п,к | 1030... 1080 | |||||
| ЛЦЗОАЗ | 1,55 | п, к | 1150... 1200 | |||||
| ЛЦ16К4 | 1,7 | п,к | 1050... 1100 |
Условные обозначения. Уоб - объемная усадка сплава; Ц - центробежное литье; остальные обозначения см. в п. 3.
П. 6. Механические и технологические свойства отливок из титановых сплавов
| Сплав | Механические свойства | Технологические свойства | Способ литья | Температура литья, °С | ||||
| ств, МПа | °"о,2> МПа | 5,% | Ж, мм | Ул, % | Уоб, % | |||
| ВТ1Л | 1,1 | 3,1 | о,в,ц | 1750... 2000 | ||||
| ВТ5Л | 1,2 | 3,2 | о, в,ц | 1750... 2000 | ||||
| ВТ9Л | 1,05 | 3,0 | о,в,ц | 1750... 2000 | ||||
| ВТ20Л | 1,0 | 2,8 | о, в,ц | 1750... 2000 |
П. 7. Сварочные материалы, рекомендуемые для производства сварных заготовок из различных сталей
| Стали | Сварочные материалы | ||
| РДС | Сварка в С02 (аргоне) | АДСФ | |
| Тип электрода Марка | Марка проволок | Марка проволоки Марка флюса | |
| Углеродистые (ВСтЗ, 10, сталь 20 и др.) | Э42А | Св-08ГС, Св-08Г2С | Св-08А, Св-08ГА АН-348-А |
| У ОНИ-13/45, АНО-5, ОЗС-23 | |||
| Низколегированные (09Г2С, 10ХСНД, 15Г2СФ, 14ХГС, 12ГН2МФАЮ, 12ХГН2МФБАЮ) | Э46, Э55, Э60 | Св-8ГСМТ, Св-08ХГ12С, Св-18ХГС | Св-08Г2С, Св-ЮНМА, Св-08ГСМТ, Св-15ГСТЮВА АН-17М, АН-22, АН-42 |
| УОНИ-13/55, АНО-11, ОЗС-25, ВСЦ-60 | |||
| Легированные (ЗОХГСА, 18Х2НЧМА, 30ХГСН2А, 40Х2Н2МА) | Э70, Э85, Э100 ВФС-75У, УОНИ-13/85, НИАТ-ЗМ, ОЗШ-1 | Св-15ГСТЮЦА, Св-20ГСТЮА | Св-18ХМА, Св-08ХНМ, Св-10ХН2ГМТ, Св-08ХЗГ2СМ, Св-08ХН2Г2СМЮ АН-15М, АН-42, АВ-5 |
| Теплоустойчивые (12ХМ, 12Х1МФ, 20ХЗМФ) | Э-09ХМ, Э-09Х1М, Э-09Х1МФ ОЗС-11,ЦЛ-39, ТМЛ-34 | Св-08ХГСМА, Св-08ХГСМФА, Св-08ХЗГ2СМ | Св-08ХМ, Св-08ХМФА, Св-13Х2МФТ, Св-08ХМНФБА ФЦ-4, ФЦ-16, ФЦ-22 |
| Высоколегированные мартенситного класса (15X11МФ, 13Х11Н2В2МФ, 12Х11В2МФ) | Э-12Х11НМФ, Э-12Х11НВМФ, Э-14Х11НВМФ КТИ-9, КТИ-10, ЦЛ-32 | Св-01Х12Н2-ВИ (в аргоне) | Св-15Х12НМБФ, Св-01Х12Н2ВМ ОФ-6, ФЦ-19 |
| Высоколегированные мартенситно-феррит-ного класса (08X13, 12X13, 08Х14МФ) | Э-10Х25Н13Г2, Э-08Х20Н15ФБ, Э-12Х13 ОЗЛ-6, ЦЛ-25, УОНИ-13/нж,ЦЛ-51 | Св-06Х25Н12Т, Св-07Х25Н13 (в аргоне) | Св-07Х25Н12Г2Т, Св-07Х25Н13, Св-08Х25Н12БТЮ АН-18, АН-26, ОФ-6, АНФ-14 |
Продолжение п. 8
Цилиндрические отверстия
| Метод обработки | Квалитет ІБО | |
| Сверление и рассверливание | 13... | |
| Зенкерование: | ||
| черновое | 13... | |
| однократное литого или прошитого отверстия | 13... | |
| чистовое после чернового или сверления | ||
| Развертывание: | ||
| предварительное | 11... | |
| точное | 9... | |
| тонкое | 7... | |
| Протягивание: | ||
| черновое литого или прошитого отверстия | 11... | |
| чистовое после чернового или сверления | 8... | |
| Растачивание: | ||
| черновое | 12... | |
| чистовое | 10... | |
| тонкое | 8... | |
| Шлифование: | ||
| предварительное | ||
| чистовое | 8... | |
| тонкое | ||
| Притирка, хонингование | ||
| Раскатывание, калибрование, алмазное выглаживание | 10... |
Примечание. Данные относятся к стальным заготовкам; значения действительны для II<1<2.
Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 78 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| I Притирка 18 страница | | | I Притирка 20 страница |