4.6.2 Беттер сапасының физикалық-механикалық көрсеткiштерiн зерттеу

Беттер сапасының физикалық-механикалық көрсеткiштерiн зерттеу үшін микрошлифтер тәсiлiн қолданады. Микроқаттылықты бөлшектің бетiне өте қатты алмаздан жасалған пирамиданы ПМТ-ЗМ аспабымен енгiзу арқылы зерттейдi.

Тығыздаудың таралу тереңдiгiн табу үшін арнайы жасалған микрошлифтiң бетiнен iшiне қарай кететiн микроқаттылықтың өзгерiс заңдылығын анықтайды /4.18-сурет/.

4.18-сурет. Микроқаттылықты өлшеу сызбасы

Ол үшiн тексеретiн бөлшектің бетi шамамен

бұрышқа келтiрiп қиғаш кесiндi жасаймыз.

Қиғаш кесiндiнi ГОИ пастасын пайдаланып, өте ұқыпты түрде үйкелейдi. Жасалған микрошлифтiң қиғаш бетiн ПМГ-ЗМ аспабының айналдырығына перпендикуляр етiп қою қажет. Содан кейiн қатты алмаздан жасалған пирамиданы 50-100 г салмақпен ептеп тексерiлетiн бетке енгiзу арқылы ромб тәрiздi бiрнеше таңбалар жасайды. Сол ромб таңбалары диагоналының ұзындығы микроқаттылыққа пара-пар. Таңба неғұрлым кiшi болса, бет соғұрлым қатты болады. Ромб таңбаларының өлшемдерi бiр ыңғайланғанда эксперименттi тоқтатып, микроскоптың окуляры арқылы l шамасын өлшеп алады, ал “ ” бұрышының тұрақты мәнi бар. Сөйтiп, тығыздаудың тереңдiгiн формуласымен тауып алады.

Механикалық өңдеудi жүргiзгеннен кейiн бөлшектің бет қатпарында қалыптасқан қалдық тартылыстарды механикалық, оптикалық электромеханикалық және рентген әдiстерiмен зерттейдi.

Машина жасау технологиясында электромеханикалық тәсiл кең өрiс алған. Бұл тәсiлдiң авторлары – Н.Н.Давиденков және Г.Закс деген ғалымдар. Тәсiл бойынша, қалдық тартылыстың мәнi мен бағытын зерттелетiн бөлшектердің қатпар бетiндегi қалыптасқан тартылыстарды эксперименттiк әдiстер қолданып, өңдеу кезiнде пайда болған қозғалу деформацияларын өлшеу арқылы есептеп шығарады.

Бөлшектің қатпар бетiндегi тартылып қалған қыртысты электр химия әдiсiн қолданып, талдау арқылы шығарады. Осы талдау кезiнде, тәжiрибеге түскен үлгi бөлшектер өздерiнiң өлшемдерiн өзгертiп, бейне бiр қозғалыс деформацияларына тап болады. Бұл қозғалыс – деформацияларының жүру бағыты, бәсендеу немесе үдеу күйлерi, бөлшек бетiнiң қатпарында қалыптасқан қалдық тартылыс құбылысына байланысты. Сөйтiп, қалдық тартылысының эпюрiн құру үшiн эксперимент жүзiнде деформациялық қисықтарды тауып, оны графикалық дифференциалдауға түсiру керек.

Көкейтестi қалдық тартылысының формуласы:

_(4.5)

Мұндағы, А – тұрақты коэффициент;

– эксперимент жүзiнде алынатын қатынас /4.19-сурет/.

4.19-сурет. Деформациялық қисықтар графигi

4.7. Бөлшектердің қатпар бетiнiң қалыптасу сапасына технологиялық тәсiлдер арқылы әсер ету

Берiлiске, үйкелiске түсетiн бөлшектердің сенiмдiлiгi мен төзiмдiлiгiне әрлеу, ажарлау және берiктеу операциялары арқылы әсер етуге болады. Машина жасау технологиясында берiктеу операцияларының мысалы ретiнде, роликпен таптауды, бытыра шоғымен тығыздауды, термиялық және химия- термиялық өңдеулердi, т.б. атауға болады.

Механикалық өңдеудегi технологиялық процестердің тәсiлдерiн, режимдерiн, жүргiзу шарттарын өзгерте отырып, бөлшектер беттерiнiң сапасын арнайы қалыптастырып, осы арқылы тораптардың пайдаланылу қасиеттерiн өзгертуге болады. Сондықтан машина бөлшектерін, әсiресе өте дәл бөлшектерді жасауда олардың беттерiнiң қатпар-қыртысының сапасына баса көңiл бөлген жөн.

Бет қатпар-қыртысының қалыптасу күйiне бастапқы дайындама сапасынан бастап, одан кейiн жүргiзiлiп жатқан механикалық технология әрекеттерiнiң салдары да әсер етедi.

Машина жасауда технологиялық тегiн қуушылық деген заңдылық бар. Мысалы, дайындаманың бойындағы бастапқы ақауларды технологиялық әрекеттердi дәйектi қолдану арқылы қаншама жоямын дегенмен, оны бiржола құртып тастауға болмайды.

Технологиялық процестердің негізгі мақсаты – ол ақаулардың мәнiн мейлiнше кемiту, азайту. Сондай-ақ, дайындамалардың бойында қалыптасқан керектi сапа көрсеткiштерiн /тығыздықты, қысу, қалдық тартылыстарын, жоғары мәндi бет қаттылығын, ағартылған қатты құю қыртысын, т.б. технологиялық бағдардың ең соңғы ажарлау, өрлеу сатыларына дейiн сақтап, жеткiзу, өңдеу өндiрiсiнiң келелi бiр мәселесі екенi тағы мәлiм. Беттiң қатпар бетiндегi қалыптасқан қалдық тартылыстары, соңғы механикалық өңдеулерге жiберетiн әдiптiң мол болуын қажет етедi. Мол әдiп жiберудi жақсы құбылыс деуге болмайды.

Машина бөлшектерінің беттерiне берiктеу операцияларын қолдану арқылы, олардың бет қатпарында тығыздық пен қысу қалдық тартылыстарының пайда болуын қамтамасыз етедi.

Бытыра шоғымен тығыздау әрекетiн болаттан және түстi қоспалардан жасалған бөлшектердің шектiк берiктiгiн көтеру және олардың пiсiрiлген жерлерiнiң берiктiгiн жақсарту үшiн қолданады.

Тығыздау әрекетiмен серiппелердi, рессор табақтарын, тiстi дөнгелектердi, технология тәсiлдерiнен өткен т.б. бөлшектерді өңдейдi. Бөлшектер беттерiнiң өңдеу сапасына бытыраның өлшемi, оның соғу жылдамдығы, атқылау бұрыштары, бытыра шығыны және өндеу уақыты әсер етедi. Тығыздау тереңдiгi 0,5-1,5 мм-ге, бастапқы қаттылығы 20-50 пайызға өсiп, бет қатпарында қысу қалдық тартылыстары пайда болады. Серiппелердiң қызмет iстеу мерзiмi 1,5-2 есе, тiстi дөңгелектердiкi -2,5 есе, рессорлардiкi -10-12 есе артады. Бытырамен өңделген кейнгi беттiң кедiр-бұдырлылығы Бөлшектердің диаметрлерi 0,4-2 мм шойын немесе болаттан жасалған бытыралармен атқылайды. Атқылау уақыты 10 минуттай. Ол үшін пневматикалық және центрден тепкiш бытыра шашатын қондырғылармен жабдықталған арнайы камералар пайдаланылады.

Тоқпақпен тығыздауды /чеканка/ певматикалық балғаларды пайдалану арқылы жүргiзедi. Жұмыс аспабы ретiнде сфералық тоқпақ қолданылады, оның әсерiнен өңдеу бетiнде батырылған, жаншылған таңба орындар қалады. Бұл әдiстi iрi бөлшектердің тартылыстар концентрациясы шоғырланған беттерiнде және ең соңғы технологиялық өңдеу әрекетiнiң алдында өткiзедi.

Шариктермен және роликтермен таптау тәсiлiн бөлшектерді әрлеу, берiктеу үшiн қолданады.

Қатты, термиялық шынығудан өткен болат роликтермен және қатты қоспалардан жасалған роликтермен бөлшектердің цилиндрлiк беттерiн таптайды; оқта-текте қондырғыға бекiтiлген болат шариктердi қолдануға болады. Бөлшектердің өту беттерi мен ойыстарын радиусты роликпен, ал майысқақ консольдi орнатылған бөлшектерді үш роликпен жабдықталған аспаппен таптайды.

Жүздi кескiш аспаптармен өңделген беттердi роликпен таптау арқылы, оның кедiр-бұдырлылығын 2–3 есе кiшiрейтiп, беттердiң iске жарайтын қасиеттерiн жақсартады.

Болат 45 материалынан жонылған детальдардың беттерiн берiктеу ролигiмен таптау арқылы, олардың шектiк берiктiгiн 2 есе арттыруға болады. Егер өңдеу мақсаты, бөлшектің бетi берiктеу болса, онда таптау үшiн көбейту керек болады; бiрақ бұл жағдайда өңдеу дәлдiгi бiраз нашарлайды.

Тесiктердi кеңейте таптауды көп роликтi аспаптармен төсетiн токарь-револьверлi, көлденең кеңейте тесетiн агрегатты станоктарда және токарлы автоматтарда жүргiзедi.

Кеңейте таптау кезiнде беттiң қаттылығы 20­50 пайызға және оның тозу тұрақтылығы 1,5-2 есе артады. Осындай нәтижелерге тесiктердi шарикпен және калибрлейтiн жиекқұрсаулармен (оправа) дорндау арқылы да жетуге болады.

Болат щеткалармен өңдеу беттiң берiктiгiн тереңдiкке жеткiзудегi өте ұтымды тәсiл.

Диамертi 0,1-0,3 мм болат сымдардан жасалған щеткалар 30­45 м/сек жылдамдықпен айналып тұрады; щетканың жұмыс iстеу тұрақтылығы бiрнеше мың сағат. Беттi қаттылығы орташа щеткалармен өңдегенде, олардың кедiр-бұдырлығы 2-4 есе кiшiрейедi, 4­6 секундтан кейiн кедiр-бұдырлылық өзiнiң ең төмен мәнiне жетедi де, үдерістi әрi қарай жалғай берсе, кедiр-бұдырлылық нашарлап кетедi. Ең алғаш беттiң микроқаттылығы 1,5-2 есеге, одан кейiн 3­4 есеге артады. Үдерістi неше түрлi құрылымды бөлшектер үшін онай автоматтандыруға болады.

Берiктеу технологиясының тәсiлдерiн қолдану арқылы өндiрiс өнiмдерiнiң:

- төзiмдiлiгiн ұзартады;

- материалдар мен қосалқы бөлшектерге мұқтаждықты кемiтедi;

- габариттiк өлшемдерi мен салмақтарын азайтады;

- жасауға кететiн және пайдалануға керектi шығындарды қысқартады.

Әсiресе, берiктеу технологиясының тәсiлдерi, бөлшек материалының шектi берiктiгiне және оның бетiнiң тозуына /қажалуына/ өте әсер етедi. Мысалы, беттерi арнайы берiктеу әдiсiмен тапталынған бөлшектердің шектi берiктiлiгi тапталынбаған бөлшектердің шектi берiктiлiгiнен 30-80%-дай жоғары, ал олардың қажалуға тұрақтылығы екi-үш еседей артық болады. Алайда берiктеу технологиясын баппен, есептi технологиялық мөлшермен жүргiзу қажет. Бөлшек беттерiн берiктеу кезiндегi артық күштер олардың бет сапасын бұзып, жарамсыз етiп тастауы мүмкін. Тұтқыр, қатты болат материалдан жасалған бөлшектердің беттерiндегi қысымды қалдық тартылыстар олардың бет берiктiлiгiн 50%-ға арттырса, ал созылыңқы қалдық тартылыстар 30%-ға кемiтiп жiбередi. Бөлшектердің пайдалану сенiмдiлiгi мен төзiмдiлiгiне берiктеу технологиясының тәсiлдерiнiң iшiнде роликтермен таптау, бытыралармен атқылау, химиялық және химия-термиялық өңдеулер сияқты әдiстерi өте көп әсер етедi.

5-тарау. МАШИНА ҚҰРЫЛЫМДАРЫНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫЛЫҒЫ