7. Методы формообразования и упрочняюще-чистовой обработки Классификация методов
Обработка может быть размерной (формообразование) упрочняюще-чистовой. Все применяемые для этого методы условно делятся на механические, электрофизические и комбинированные.
К механической обработке относятся: литье, обработка резанием, давлением, изготовление деталей из спеченных материалов(керамическая технология) и изготовление деталей из пластмасс.
К электрофизическим и электрохимическим методам относятся:
основанные на электрохимическом воздействии (электрохимическая отделка поверхности и электрохимическая размерная обработка);
основанные на тепловом воздействии ( электроэрозионная, плазменная и электронно-лучевая обработка);
основанные на импульсном механическом воздействии (ультразву-ковая, электрогидравлическая, магнитно-импульсная и др. обработки).
В комбинированных методах процесс обработки является результатом одновременного протекания двух или более воздействий. Могут быть сочетания воздействий: электрохимического и механического; электро-эрозионного и электрохимического, ультразвукового и механического и др. Производительность комбинированных методов значительно выше суммы каждого метода по отдельности. Так, электроабразивное и электроалмазное шлифование имеет производительность в 3-5 раз большую, чем абразивное и алмазное. Плазменный нагрев и механическое резание в 4-6 раз производительнее механического резания и др.
Литейные процессы
1. Общие положения
Для снижения металло- и трудоемкости изготовление таких деталей как корпусы приборов, радиаторы, магниты и др. производят из литых заготовок – отливок. Литьем можно получать фасонные отливкам различной конфигурации из сплавов на обнове меди, алюминия, титана и других черных и цветных металлов, которые6 другими методами изготовить сложно. Применение литейных процессов для изготовления заготовок рациональной формы дает не только экономию металла, но и в десятки раз снижает трудоемкость последующих операций обработки деталей.
Основными операциями технологического процесса являются:
1. Подготовка исходных литейных материалов (массовый расчет, определение состава шихты, количества рафинирующих, компенсирующих угарание и модифицирующих добавок и др.).
2. Изготовление одноразовых и подготовка многоразовых литейных форм (очистка, сборка, смазка, подогрев и др.).
3. Плавка металла и его заливка в форму.
4. Извлечение отливки из формы после затвердевания.
5. Отрезка литников, контроль отливки и др.
В зависимости от технологического оборудования и конструкций литейных форм различают:
литье в песчаные (земляные) формы;
литье в металлические формы;
литье под давлением;
центробежное литье;
литье по выплавленным моделям ;
литье намораживанием;
литье в оболочечные формы и др.
Типовым технологическим оборудованием литейных цехов являются плавильные агрегаты (рис.1), машины для литья под давлением, машины для центробежного литья, формовочные машины, агрегаты для сушки форм, станки для отрезки литников и др.
а) |
|
Рис.1. Устройство плавильных печей: а – индукционной; б - сопротивления
К СТО литейных операций относятся литейные формы, модели, кокили, пресс-формы и др. Важнейшими технологическими свойствами литейных сплавов являются: температура заливки (определяет стойкость металлических форм); жидкотекучесть (возможность получения тонко-стенных отливок) и коэффициент усадки (характеризует относительное изменение размеров после охлаждения).
Конструкция отливки (рис.2) должна:
- обеспечивать ее легкое извлечение из формы, для этого поверхностям, перпендикулярным плоскости разъема, придают уклон или конусность;
- толщина стенок должна быть малой и одинаковой для равномерности охлаждения;
- формы должны быть простыми без резких переходов от толстых сечений к тонким, нескругленных поворотов, тонких перемычек и т.п.;
- сопряжения стенок должны быть плавными с большим радиусом переходов, при этом не создаются дополнительные сопротивления, не снижается скорость потока металла и его остывание;
- следует исключать большие местные скопления металла, возникающие в пересечении стенок, приливах, бобышках и т.д. Это приводит к неравномерному остыванию и образованию усадочных раковин.
Рис.2. Конструкции технологичных (а, в, е, з) и нетехнологичных
(б, г, д, ж) отливок
Большое значение имеет выбор конструкции и расчет габаритов элементов литниковой системы (совокупность резервуаров и каналов, через которые расплав подается в полость литейной формы). Они должны обеспечивать равномерное и спокойное течение расплава, улавливать шлак и др. включения, создавать подпитку и компенсировать усадку, способствовать равномерному затвердеванию отливки и др.
Рис. 3. Элементы литниковой cистемы: 1 – литниковая чаша или воронка; 2 – стояк; 3 – питатель; 4 – литниковые каналы
Основными элементами литниковой системы являются (рис.3): литниковая чаша (воронка) – предназначена для приемки расплава из ковша, передачи его в стояк и частичного удаления шлака; стояк круглого, овального или прямоугольного сечения – по нему расплав подается в питатель и далее, через литниковые каналы, в формующую полость. На практике используется много разновидностей литниковых систем и их выбор определяется такими факторами как конструкция и габариты отливки, метод заливки, вид литейного сплава и др.