В. И. Карагодин Н.Н. Митрохин 24 страница

Вибровихревые способы нанесения полимерных покрытий. При­меняют для нанесения тонкослойных полимерных покрытий. Эти покрытия обладают высокими прочностными и антифрикцион­ными качествами, имеют противокоррозионную и химическую стойкость, износостойкость и т. д.

В ремонтном производстве тонкослойные покрытия из полимер­ных материалов используют для ремонта изношенных деталей; для химической или противокоррозионной защиты; для улучше­ния антифрикционных свойств трущихся поверхностей; для со­здания электроизоляции, теплоизоляции, а также для декора­тивных целей.

В установках такого типа взвихрение порошка при подаче возду­ха или газа через пористое дно совмещено с вибрацией дна или всего аппарата. Регулированием подачи воздуха, частоты и амп­литуды колебаний создается возможность получения слоя с рав­номерной концентрацией воздушно-порошковой смеси по высо­те аппарата.

Нанесение тонкослойных полимерных покрытий вибровихре­вым способом осуществляют в такой последовательности: подго­товка порошкового материала и поверхности детали (обезжирива­ние, зачистка, изоляция участков детали, не подлежащих покры­тию); предварительный нагрев детали; нанесение покрытия; термообработка; контроль качества нанесенного покрытия.

Нагретую до температуры на 30... 50°С выше температуры плав­ления полимера деталь помещают в псевдоожиженный слой ло- рошка и выдерживают в нем определенное время. Частицы порош­ка, интенсивно перемешиваясь под действием проходящего воз­духа (инертного газа), оседают на поверхности нагретой детали и, сплавляясь, превращаются в равномерное покрытие без пор.

Достоинства вибровихревого метода нанесения полимерных покрытий: равномерное псевдоожижение порошка по всему объе­му; легкость перевода в псевдоожиженное состояние комкующих- ся и плохосыпучих порошков полимерных материалов; равномер­ность толщины покрытия по высоте детали; возможность получе­ния покрытий большей толщины, чем при вихревом или вибрационном напылении; хорошее ожижение смеси порошкооб­разных полимеров с наполнителями; отсутствие расслоения ком­понентов в процессе сжижения; увеличение отношения объема „ взвихренного порошка к насыпному (до значений 1,6...2,0).

18.5. Нанесение покрытий и изготовление деталей литьем

под давлением

Технологический процесс переработки термопластичных поли­мерных материалов литьем под давлением включает следующие операции (рис. 18.6): предварительное размягчение полимерного материала в инжекционном цилиндре литьевой машины до состо­яния текучести; подача плунжером или червяком (шнеком) поли­мерного материала в гнезда литьевой пресс-формы; остывание по­лимерного материала в гнездах под определенным давлением; рас­крытие пресс-формы и выталкивание изделия из формующей полости; возврат плунжера или червяка (шнека) в исходное поло­жение инжекционным механизмом.

Процесс формирования материала в деталь протекает за 20... 30 с. В течение каждого хода плунжера полимерный материал про­ходит ряд зон нагревания с постепенно повышающейся темпера­турой и через мундштук инжекционного цилиндра впрыскивается в пресс-форму. Отверстие в мундштуке имеет диаметр 1...5 мм.

Трудоемкость изготовления деталей машин из термопластич­ных полимерных материалов в среднем в 3...9 раз ниже, чем ме­таллических (вследствие резкого сокращения числа операций, на­пример механической обработки деталей после изготовления, про­должительности машинного и подготовительно-заключительного времени, контрольных, транспортных и других операций, дли­тельности производственного цикла).

Способом литья под давлением могут быть восстановлены дета­ли типа «вал» и «отверстие»; изготовлены различные втулки, колпа­ки, крышки, пробки, заглушки, ручки, шайбы и другие детали.

Восстановление изношенных деталей нанесением полиамидных по­крытий литьем под давлением (например, валов привода вентиля­тора, валиков водяного насоса, вилок выключения муфт сцепле­ния и др.). Литьем под давлением восстанавливают детали, износ по­верхности которых более 0,5 мм, при следующих условиях работы: без смазки — удельное давление до 5 МПа; скорость скольжения — до 1,0 м/с; рабочая температура — до 80 °С; со смазкой — удельное дав­ление до 10 МПа; скорость сколь­жения — до 1,5 м/с; рабочая темпе­ратура — до 100°С.

Последовательность операций технологического процесса:

Рис. 18.6. Схема технологичес­кого процесса литья под дав­лением: 1 — половины пресс-формы; 2 — обогрев; 3 — плунжер; 4 — бун­кер; 5 — сопло

удаление следов износа с повер­хности деталей (точение или шли­фование);

обезжиривание поверхности деталей (капля воды должна ра­стекаться и смачивать поверхность. Попадание масла и грязи на обезжиренную поверхность не допускается);

фосфатирование деталей в 50 %-ном растворе суперфосфата. Время обработки 5... 10 мин. Цвет поверхностей фосфатированных деталей должен быть от светло-серого до темного. На воздухе при влажности 50...70% фосфатированные детали могут храниться не более 48 ч; длительное их хранение предусмотрено только в герметичной таре;

промывка деталей последовательно в холодной проточной воде, 5 %-ном растворе кальцинированной соды и горячей воде;

сушка деталей в термошкафу при температуре 100... 120°С или лампами инфракрасного излучения;

приготовление полиамидного полимерного материала или отхо­дов полиамидных деталей к литью. Сушка при температуре 85... 95 °С в течение 36... 48 ч в сушильном шкафу до влажности не более 0,25 % (высушенный материал хранят в герметически закрытой таре);

нагрев детали до температуры 240 °С (их температура в момент впрыска расплава полимера должна быть не менее 170°С);

нагрев пресс-формы до температуры 80... 110°С. Рабочие полос­ти пресс-форм периодически смазывают парафином. Нагревают пресс-форму только в начале работы при нанесении покрытий на первые 3...5 деталей;

подготовка литьевой машины: включение обогрева за 45...60 мин до литья; загрузка высушенного полимерного материала. Темпера­тура расплава полиамидного материала 230...250°С;

установка в пресс-форму детали, сборка пресс-формы, уста- навка на стол литьевой машины и поджим к соплу;

впрыскивание расплава полимера. Время выдержки расплава под давлением должно быть 20...35 с, удельное давление на расплав полимера — 30...35 МПа;

снятие давления, разборка пресс-формы, извлечение детали с нанесенным полимерным покрытием и удаление облоя и литни­ковой прибыли;

термообработка детали — выдержка в масле Дп-11 при темпе­ратуре 120...130°С в течение 1,5...2 ч с последующим охлаждением в этой среде до 100 °С и далее — на открытом воздухе;

контроль качества поверхности и размеров — проводят через 24 ч после нанесения покрытия. Волнистость, раковины, трещины, поры, пузыри и утяжка на поверхности детали не допускаются, покрытие не должно отставать от металлической поверхности.

18.6. Нанесение покрытий и изготовление деталей

прессованием

Технологический процесс переработки термореактивных мате­риалов прессованием (рис. 18.7) включает операции: загрузку пресс- материала в виде порошка или таблеток в пресс-форму; воздей-

Загрузка

Выгрузка

Прессование

Нагретая пресс-форма Изделие

Пресс-материал

Рис. 18.7. Схема технологического процесса переработки термореактив­ных материалов методом прессования

ствие тепла и давления (материал размягчается, растекается по внутренней полости пресс-формы и принимает ее конфигурацию); снятие температуры и отвердевание материала; снятие давления пресса, разборку пресс-формы и изъятие готовой детали. Этот ме­тод относительно прост. Он обеспечивает хорошее качество вос­становленных или изготовленных деталей в условиях ремонтного производства.

Режим прессования включает три основных параметра — тем­пературу, удельное давление и выдержку в прессе.

Восстановление изношенной детали опрессовкой. Деталь устанав­ливают в пресс-форму до загрузки ее пресс-материалом или пос­ле, в зависимости от конфигурации детали. Прессованием можно достичь толщину покрытия детали до 5 мм.

Технологический процесс восстановления включает следующие операции: зачистку поверхности (стальным ершом, шабером, на­пильником или шлифовальной шкуркой); загругление и притуп­ление острых граней (следы коррозии на поверхности детали не допускаются); обезжиривание поверхности детали; взвешивание прессовочного материала; предварительный подогрев прессовоч­ного материала в сушильном шкафу при температуре 80...90°С в течение 5...7 мин (при нагревании материал периодически пере­мешивают; перегрев материала не допускается; подогревают одно­временно несколько дозировок материала); подготовка пресс-фор­мы к прессованию (очистку ее от остатков материала продувкой сжатым воздухом под давлением 0,2...0,5 МПа и смазку (периоди­ческую) рабочих поверхностей парафином или воском); подогрев пресс-формы на прессе до температуры 160... 170°С; подогрев де­тали до 120... 130 °С; установка детали в пресс-форму; загрузка прес­совочного материала; снятие давления, поднятие пуансона и из­влечение детали; зачистка облоя; контроль качества прессования.

18.7. Техника безопасности работы с синтетическими

материалами

При работе с полимерными материалами необходимо соблю­дать правила, изложенные в «Санитарных правилах по работе с эпоксидными смолами».

Токсичность полимерных материалов обусловлена как токсич­ностью самих материалов, так и токсичностью растворителей и отвердителей. Летучие вещества эпихлоргидрин и толуол, выделя­емые при нагревании эпоксидных смол, действуют на нервную систему и печень. Эпоксидные смолы вызывают заболевания кожи (дерматит, экземы) как при непосредственном контакте со смо­лой и отвердителем, так и при воздействии продуктов испарения.

Допустимые концентрации опасных газов и паров в воздухе рабочей зоны (в мг/м³): ацетон — 200; бензин-растворитель — 300; гексемитилендиамин — 1; дихлорэтан — 10; толуол — 50; керосин — 300; эпихлоргидрин — 1; этилендиамин — 2.

Отвердитель полиэтиленполиамин при попадании в глаза вы­зывает продолжительный конъюнктивит, попадание в органы ды­хания вызывает нарушение дыхания, угнетение центральной не­рвной системы.

Цехи и участки, на которых выполняются работы с использо­ванием полимерных композиций, должны быть оборудованы при- точно-вытяжной вентиляцией. Все работы с приготовлением и ис­пользованием композиции на основе эпоксидных смол должны производиться в вытяжном шкафу.

При попадании на кожу эпоксидных композиций, брызг от- вердителя, смолы надо немедленно удалить их тампоном, смочен­ным этилцеллозольвом и смыть горячей водой с мылом.

Запрещается принимать пищу и курить на рабочем месте. В тече­ние рабочего дня следует периодически мыть руки и лицо теплой водой с мылом.

Механическая обработка отвержденной эпоксидной композиции выполняется на рабочем месте, оборудованном местным отсосом.

Для защиты кожи применяют силиконовый крем, который тон­ким слоем наносят на лицо и руки.

РАЗДЕЛ IV. ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И РЕМОНТ УЗЛОВ И ПРИБОРОВ

ГЛАВА 19. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Технологическое проектирование является основным звеном технологической подготовки производства (ЕСТПП), согласно которой предусмотрено три вида технологических процессов: еди­ничный; типовой; групповой.

Единичный технологический процесс разрабатывается для ремон­та изделий одного наименования, типоразмера и исполнения не­зависимо от типа производства.

Типовой технологический процесс разрабатывается для ремонта группы изделий, обладающих общими конструктивными призна­ками, и характеризуется единством содержания и последовательно­сти большинства технологических операций. Типизация направлена на устранение многообразия технологических процессов и базируется на классификации, т. е. в разделении объектов ремонта по конст­руктивно-технологическим признакам на группы, для которых воз­можна разработка общих технологических процессов или операций.

Групповой технологический процесс разрабатывается для ремонта группы изделий, обладающих различной конфигурацией, но об­щими технологическими признаками, в конкретных условиях про­изводства на специализированнных рабочих местах с целью при­менения методов и средств крупносерийного и массового произ­водства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного про­изводства. При построении групповых процессов за базовую берут деталь, называемую комплексной, под которой понимается ре­альная или условная (искусственно созданная) деталь, содержа­щая в своей конструкции все основные элементы, характерные для деталей данной группы, и являющаяся ее конструктивно-тех- нологическим представителем.

Типовое и групповое проектирование основано на принципах технологической унификации. Все детали по общности технологи­ческих задач, вытекающих из их конструктивных признаков, раз­биты на классы, подклассы, группы и подгруппы.

На основании классификации деталей для каждого класса вы­полняется проектирование типового технологического процесса, имеющего принципиально общий маршрут и содержание опера­ций, типовые схемы базирования и конструкцию оснастки. На базе этого составляются технологические процессы на конкретные де­тали данного класса, пользуясь типовым технологическим про­цессом. Технологическая унификация осуществляется по общнос­ти элементов обрабатываемых деталей, их конфигурации и разме­ров, по требуемой точности и качеству их поверхностей. Принцип унификации распространяется также на общность применяемого оборудования, методов восстановления и установки деталей и ти­пов приспособлений при выполнении основных операций.

При использовании типовых и групповых технологических про­цессов их доработка в конкретных условиях отличается сравни­тельной простотой. Выполняется корректировка переменных раз­меров детали, меняющихся внутри одного типа, уточняются ти­поразмеры оборудования, инструмент, шифры приспособлений, определяются режимы резания и нормы времени. Из группового технологического процесса исключаются избыточные операции и переходы, необходимые для обработки комплексной детали, но не нужные для данной детали группы.

Проектирование типовых и групповых технологических процес­сов способствует сокращению сроков и стоимости технологичес­кой подготовки производства. Типовые и групповые методы заложе­ны в основу ЕСТПП и способствуют созданию системы автомати­зированного проектирования (САПР) технологических процессов.

Методика проектирования единичных технологических процес­сов разработана для условий неавтоматизированного проектирова­ния и включает ряд задач, для решения которых технолог использует свою интуицию и накопленный опыт. Задачи проектирования реша­ются на основе расчетов, выполняемых неавтоматизированно или с использованием ЭВМ.

Выбор метода проектирования технологических процессов опре­деляется конкретными условиями производства. Характер ремонт­ного производства определяет не только метод проектирования типовой, групповой или единичной технологии, но и глубину тех­нологических разработок, а также способ их выполнения — неав­томатизированно или автоматизированно.

Так в условиях единичного и мелкосерийного производства при неавтоматизированном проектировании подробные разработки единичных технологических процессов выполняются на крупные детали. Для средних и мелких деталей такие разработки экономи­чески нецелесообразны и трудновыполнимы из-за большого раз­нообразия деталей и ограниченного числа технологов. Технология выполнения операций и переходов определяется квалификацией рабочих и опытом, накопленным каждым предприятием.

В серийном производстве основными методами проектирова­ния технологических процессов являются типовой и групповой. На детали оригинальных конструкций проектируется единичная тех­нология, преимущественно операционная.

Автоматизация проектирования позволяет улучшить техноло­гическую подготовку производства; совершенствовать сами мето­ды технологического проектирования; осуществлять многовариан- _тлый поиск оптимальных условий выполнения технологических операций и переходов.

Целью технологического проектирования является обеспечение качественных показателей изделия в целом. Таким образом, одной яз первых задач системы проектирования технологических про­цессов является перевод предписанных техническими условиями качественных показателей изделия в количественные нормы его точности.

Различные методы проектирования технологических процессов (типовые, групповые и единичные) и способы их выполнения (неавтоматизированные или автоматизированные) имеют единую основу — разрабатываемый технологический процесс ремонта из­делий является функцией технических характеристик изделий, количественно выражаемых через технические показатели его точ­ности, и производственных условий, в которых этот процесс дол­жен осуществляться.

Не способ проектирования, а технические характеристики из­делия — его дефекты, размеры, конфигурация и показатели точ­ности, а также конкретные условия ремонтного производства преж­де всего определяют решение основных задач проектирования технологического процесса. Метод и способ проектирования опре­деляют лишь глубину технологических проработок.

Способы проектирования технологического процесса — неав­томатизированный и автоматизированный — имеют определен­ные специфические подходы к решению этой задач. Так, при не­автоматизированном проектировании многие его этапы, связан­ные с анализом технических условий и показателей точности из­делия, выбором способа восстановления поверхностей и базиро­вания, формированием отдельных операций, их последовательно­сти решаются на основании интуиции и опыта технолога. При их решении используют нормативные и справочные рекомендации, типовые решения, а также выполняют некоторые расчеты. Проек­тирование осуществляют от решения общих задач к частным, при этом некоторые задачи в зависимости от метода проектирования, определяющего глубину проработки, не рассматривают.

При автоматизированном проектировании проще решаются за­дачи, существо которых может быть формализовано. Эти задачи в большинстве своем отражают частные вопросы проектирования технологических процессов. Поэтому в САПР проектирование ве­дут от решения частных вопросов к общим.

В ремонтном производстве распространены следующие формы организации технологических процессов восстановления деталей: подефектная технология — технологический процесс разраба­тывается на каждый дефект;

маршрутная технология — технологический процесс разраба­тывается на комплекс дефектов определенного сочетания, возни­кающих на деталях данного наименования;

групповая технология — технологический процесс разрабаты­вается на группу однотипных деталей определенного класса, в со­ответствии с типизацией технологических процессов.

При подефектной технологии комплектование деталей проис­ходит только по наименованию, без учета их одноименности и имеющихся дефектов.

Запуск в производство больших партий деталей и применение специализированного оборудования, приспособлений и инструмен­та становится нерациональным. Прохождение деталей по цехам и участкам усложняется, а продолжительность цикла восстановле­ния значительно увеличивается во времени. Эти недостатки стали тормозом на пути дальнейшего развития подефектной технологии.

При маршрутной технологии, предложенной проф. К. Т. Кош­киным, разрабатывается технологический процесс на устранение определенного сочетания дефектов. Маршрутная технология имеет наиболее выгодную последовательность выполнения технологичес­ких операций при кратчайшем маршруте прохождения деталей по цехам и участкам.

Возрастают значение и роль способа восстановления деталей, так как содержание маршрута определяется именно способом вос­становления деталей. Так как детали имеют разнообразные дефек­ты, устраняемые различными способами, то сочетание дефектов не может быть охвачено одним маршрутом, с одним технологи­ческим процессом. Очевидно, для каждого сочетания дефектов — каждого маршрута — необходим свой технологический процесс.

Номер маршрута устанавливается на участке дефектации. Коли­чество маршрутов должно быть минимальным. Большое количе­ство маршрутов затрудняет планирование и учет производства, усложняет технологическую документацию, требует увеличения складских помещений. Поэтому применение маршрутной техноло­гии целесообразно при централизованном восстановлении дета­лей и в крупных специализированных предприятиях.

При групповой технологии технологический процесс разраба­тывается для групп деталей, устранение дефектов которых произ­водится одними и теми же способами с последующей механичес­кой обработкой, проводимой на однотипном оборудовании.

В качестве представителя (эталона) деталей данной группы вы­бирается наиболее характерная деталь, характеристики и дефекты которой наиболее полно отражают эту совокупность деталей. Груп­повая технология основывается на классификации деталей, кото­рая должна учитывать: геометрическую форму; материал и терми­ческую обработку; износы и другие дефекты; условия работы.

Групповая технология в ремонтном производстве отличается от групповой технологии в машиностроении, разработанной проф. С. П. Митрофановым, своими особенностями, связанными со спо­собами восстановления деталей. При групповой технологии воз­можно широкое использование групповых приспособлений и на­стройка оборудования для восстановления групп деталей, а также станков для последующей механической обработки.

Все это сокращает номенклатуру и количество необходимой оснастки и снижает трудовые затраты за счет сокращения вспомо­гательного и подготовительно-заключительного времени по каж­дой партии различных групп деталей.

ГЛАВА 20. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

20.1. Исходные данные

Для проектирования технологических процессов необходима базовая, руководящая и справочная информация. Базовая инфор­мация — это данные, которые отражены в конструкторской доку­ментации на изделие, и программа восстановления этого изделия.

Руководящая информация — это сведения, которые содержатся: в стандартах на технологические процессы и методы управления ими, на оборудование и оснастку; в документации на перспектив­ные технологические процессы; в производственных инструкциях.

Справочная информация содержится: в действующих технологи­ческих процессах; описаниях прогрессивных методов и способах восстановления деталей; каталогах и справочниках прогрессивно­го технологического оборудования и оснастки; материалах по вы­бору технологических нормативов (режимов обработки, припус­ков, норм расхода материалов и др.).

Процесс проектирования осуществляется путем последователь­ного решения этапов. Основные этапы разработки типовых и груп­повых технологических процессов и задачи, решаемые на каждом этапе, должны соответствовать указанным в табл. 20.1.

20.2. Структура технологического процесса восстановления деталей

Технологический процесс восстановления деталей — это про­цесс, содержащий целенаправленные действия по изменению опре­деленного состояния детали с целью восстановления его эксплуа­тационных свойств.

Технологический процесс восстановления деталей состоит из определенного числа операций. Структура технологической опера­ции приведена на рис. 20.1.

Разбиение технологического процесса восстановления деталей ^на операции определяется типом производства, основной харак­теристикой которой является коэффициент закрепления опера­ций (К₃₀). Он характеризует число технологических операций, при-

Этапы разработки типовых и групповых технологических процессов

Задачи, решаемые на этапе технологических

Этапы разработки технологических процессов

процессов

типовых

групповых

типовых групповых

'Классифи- Группиро- Создание групп дета- /Создание групп де-

'кация 'деталей

'вание ¹деталей

'лей, обладающих об- I талей, обладающих 'щностью конструктор- /общностью техно- ¹ ско-технологических I логических харак-

харакгеристик. 'Выбор типовых представителей групп деталей

теристик.

Выбор комплексной детали для каждой группы

¹Количественная оценка групп деталей

1 Анализ конструкций ^г деталей по чертежам и техническим услови- ' ям) программ выпуска *и типа производства

Определение типа производства (единичное, ¹серийное, массовое)

'Разработка основных схем маршрутов восстановления деталей

'Выбор технологичес- ^!ких баз

'Выбор поверхностей базирования. Оценка точности и надежности базирования

Выявление дефектов, которые подлежат устра­нят

Определение допустимых, ремонтных и пре- 'дельных значений размеров рабочих поверх­ностей деталей.

Разработка ремонтных чертежей деталей

¹Анализ дефектов 'деталей

юр способов шения дефектов

¹Выбор способов устранения дефектов на осно- ^гве конструктивно-технологических характерис- тик детали; показателей физико-механических 'свойств детали; технико-экономических 'показателей способов восстановления деталей

ние техноло• Определение последовательности операций.

Окончание табл. 20.1

Задачи, решаемые на этапе технологических

Этапы разработки технологических процессов

процессов

разработка

технологических

операций

Расчет точности, про­изводительности и экономической эффек­тивности вариантов технологических процессов

Оформление

технологических

процессов

Выбор оборудования, обеспечивающего оптимальную производительность при условии обеспечения требуемого качества. Расчет загрузки технологического оборудования.

Выбор конструкции оснастки. Установление принадлежности выбранной конструкции к стандартным системам оснастки. Установление исходных данных, необходимых для расчетов, и расчет припусков на обработку и межоперационных припусков. Установление исходных данных, необходимых для расчетов оптимальных режимов обработки, и их расчет.Установление исходных данных, необходимых для расчетов норм времени, и их расчет.

Определение разряда работ и обоснование профессий исполнителей для выполнения опе­раций в зависимости от сложности этих работ

Выбор рационального варианта технологичес­кого процесса восстановления деталей

Согласование технологических процессов восстановления деталей со всеми заинтересованными службами и утверждение

ходящихся на одно рабочее место за месяц. Если 20 < К₃.₀ < 40, то это мелкосерийное производство. Если 10 < К₃₀ < 20, то это сред­несерийное производство. Если 1 < К₃₀ < 10, то это крупносерий­ное производство. Степень дифференциации технологического про­цесса восстановления деталей на операции увеличивается с умень­шением значения К₃,₀.

Дата добавления: 2015-08-27