3068

нии более плотного, практически беспористого изделия в ряде случаев используютжидкуюфазу. Этуфазуполучаютзасчетрасплавлениялегкоплавкого компонента, которым пропитывают спрессованную пористую массуиз тугоплавкого металла. Так, например, для пропитывания карбида титана используют сталь, а для вольфрама применяют медь.

Для получения необходимых свойств заготовки, полученные после спекания, могут проходить дополнительную обработку. Так, например, для обеспечения требуемой структуры материала, снижения твердости и выравнивания химического состава назначают отжиг, проводимый в защитной атмосфере. С целью повышения износостойкости рабочих поверхностей изделия выполняют такие термические операции, как науглероживание, азотирование, цианирование поверхностных слоев. В свою очередь, такие операции, как оксидирование, хромирование и никелирование позволяют защитить пористые поверхности детали от воздействия коррозии.

В зависимости от степени прессования и спекания порошковые спеченныематериалыподразделяютнапористые(10…30 % пор) икомпактные (1…3 % пор). Пористые материалы применяют для создания изделий с антифрикционными и фрикционными свойствами – тормозных накладок, подшипниковых втулок, фильтров, направляющих штоков, и др. Антифрикционные материалы имеют низкий коэффициент трения, хорошую износостойкость и способность быстро прирабатываться в соединении. Наличие в материале специальных компонентов, снижающих коэффициент трения, позволяет им работать без принудительной смазки.

Фильтры из порошковых материалов благодаря создаваемой необходимой пористости обладают высокой проницаемостью для жидкостей и газов. Они просты по конструкции, имеют достаточную прочность, способны восстанавливать свои свойства, обеспечивая достаточно тонкую фильтрацию.

Электротехнические порошковые материалы, создаваемые на основе цветных металлов, обладают высокой тепло- и электропроводностью, коррозионной стойкостью, они немагнитны и хорошо обрабатываются резанием и давлением. Эти материалы нашли широкое применение в приборостроении и электротехнической промышленности.

Компактные материалы применяют для изготовления широкого спектрадеталей– корпусовкрановиподшипников, зубчатыхколес, ку-

51

лачков, поршней и др. Методом порошковой металлургии изготавливают различные детали и готовые изделия, получение которых другими методами не представляется возможным.

Такими изделиями являются:

•специальные антифрикционные втулочные подшипники, которые имеют пористость порядка 15 – 30 %. Материал таких подшипников изготавливают из железографита или бронзографита; создают также металлофторопластовые подшипники;

•твердосплавные пластины различной геометрии и марок сплава для режущих инструментов;

•изделия из металлокерамики;

•высокопористые фильтры и другое.

Обозначениепорошковыхконструкционныхсталейвыполняютсогласно ГОСТ 28378–79 маркировкой, в которой первые две буквы ПК обозначают – порошковая конструкционная, а остальные буквы и цифры – процентное содержание легирующих компонентов. Так, например: ПК40Н2Д2-6,4 – стальпорошковаяконструкционная, содержащая 0,4 % углерода (С), 2 % никиля (Н), 2 % меди (Д), минимальная плотность 6,4 г/см3. С увеличением плотности механические свойства порошковой стали возрастают.

Вобозначении порошковых сплавов на основе цветных металлов первые две буквы обозначают класс материала: Ал – алюминий, Бр – бронза, Л – латунь, например АлПЖ12-4, БрПО10-2, ЛП58Г2-2. Вторая буква П обозначает порошковый материал, после которой идут буквы и цифры, определяющие содержание легирующих компонентов: Ж – железо, Г – марганец, Мг – магний, С – кремний, Св – свинец, Ц – цинк, Д – медь, Н – никель, О – олово, М – молибден, П – фосфор, Ср – серебро, Ф – ванадий, Х – хром, Цр – цирконий. Цифра после дефиса обозначает подгруппу плотности материала.

Втабл. 8.12. приведены механические свойства отдельных порош-

ковыхконструкционныхматериалов(временноесопротивлениеσв, твердость НВ, относительное удлинение δ, ударная вязкость КСU) и примеры их применения для изготовления деталей машин и приборов [28].

Такимобразом, порошковаяметаллургияпозволяетсоздаватьразличные изделия и получать принципиально новые материалы. Точность размеров и шероховатость поверхностей заготовок, получаемых при этом методе, позволяют значительно сократить состав тех-

52

нологических операций на последующей механической обработке, а в ряде случаев необходимость дальнейшей механической обработки вообще отпадает. На тонны изделий порошковой металлургии имеет место значительная экономия дорогостоящих материалов и затрачиваемых средств. Рассмотренная технология позволяет до 10 раз повысить производительность обработки и от 1 до 5 % сократить отходы производства. Расчеты показывают, что изготовление десяти тысяч тонн изделий из металлических порошков высвобождает порядка 2 тыс. производственных рабочих, 1 тыс. металлорежущих станков и обеспечивает экономию 20 тыс. т. стального проката.

Таблица 8.12 Механические свойства и примеры применения отдельных

порошковых конструкционных материалов

Химико-термическая обработка; закалка, отпуск; самозакаливающаяся сталь

Однако стоимость порошковых материалов в 1,5…3,5 раза выше стоимости обычных конструкционных материалов, поэтому эффективность их применения становится возможной в условиях крупносерийного и массового производств.

53

Вопросы для самопроверки

1.Что следует понимать под заготовкой?

2.Назовите основные способы получения заготовок.

3.Какие факторы необходимо учитывать при выборе способа получения заготовки?

4.В чем заключается сущность получения заготовок-отливок?

5.Какиеосновныеспособыполучениязаготовок-отливоквызнаете?

6.С какой целью изготавливают модельный комплект?

7.Назовите основные элементы литниковой системы.

8.В чем заключается сущность литья в оболочковые формы?

9.В чем заключается сущность литья по выплавляемым моделям?

10.Вусловияхкакогопроизводствазаготовкиполучаютпутемлитья в кокиль?

11.Какие заготовки получают путем центробежного литья?

12.Приведите пример условного обозначения точности отливок.

13.В чем заключается сущность получения заготовок путем обработки металла давлением?

14.Какие основные способы получения заготовок давлением Вы знаете?

15.Назовите основные изделия прокатного производства.

16.Для каких деталей и в условиях какого производства заготовки получают свободной ковкой?

17.В чем заключается сущность получения заготовок штамповкой?

18.Вусловияхкакогопроизводствазаготовкиполучаютпутемштамповки?

19.В чем заключается различие штамповки в открытых, закрытых и подкладных штампах?

20.С какой целью выполняют калибровку заготовок штамповок?

21.В чем заключается сущность получения заготовок объемной листовой штамповкой?

22.Приведите пример условного обозначения поковок в технических требованиях на чертежах.

54

Глава 9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАШИН

9.1. Временные связи в производственном процессе

Трудоемкость изготовления изделия определяют на основе выявления и расчета временных связей в производственном процессе.

Время, затрачиваемое на операцию, называемое штучно-

где Тпз – подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на совокупность работ связанных с подготовкой изготовления партии деталей;

n – количество деталей в партии (штук);

tо– время, затрачиваемое на настройку оборудования;

tс – время, затрачиваемое на размерную и статическую настройку оборудования.

В свою очередь, штучное время tшт представляет собой время, затрачиваемое на выполнение данной операции. Оно определяется как

55

Основное технологическое время непосредственно затрачивается наизмененияразмеровиформызаготовки, которыепроисходятпримеханообработке. Впроцессесборкиtот – этовремя, котороезатрачиваетсянаизменениеотносительногоположениядетали. Еслиэтиизменения осуществляются с помощью машин, например станков-полуавтоматов, автоматов или промышленных роботов, то основное технологическое время называется машинным:

tот = Tмаш.

Если же эти изменения осуществляются непосредственно человеком, как, например, привыполнениислесарныхработвпроцессеручнойсборки, то основное технологическое время называется ручным. При выполнении переходов, выполняемыхоборудованиемснепосредственнымучастиемрабочего, основноетехнологическоевремяназываетсямашинно-ручным.

Вспомогательноевремязатрачиваетсянаприемыипереходы, сопутствующиевыполнениюосновныхтехнологическихпереходов. Книмотносятустановкуисъемзаготовки, пускиостановстанка, подводиотвод инструмента, выполнение измерений, удаление стружки и пр.

Сумма затрат основного и вспомогательного времени представляет

Время на обслуживание рабочего места затрачивается на уход за ра-

бочим местом с целью поддержания его в требуемом состоянии. Различают техническое и организационное обслуживание. Организационное обслуживание включает выполнение таких работ, как удаление стружки, смазка направляющих станка, приведение в порядок рабочего места. Техническое обслуживание предусматривает выполнение поднастройки технологической системы, замену затупившегося инструмента.

При укрупненном определении затрат штучного времени время на обслуживание, время на отдых и дополнительные надобности опреде-

Машинноевремя(Тмаш) примеханообработкенастанкахпредставляет собой время прохождения инструмента на рабочей подаче (рис. 9.1) и

где L – длина участка, проходимого на рабочей подаче;

56

включает время на подачу и зажим прутка, время на несовмещенные повороты револьверной головки и другие вспомогательные ходы. На многошпиндельных автоматах Тв включает также время на поворот шпиндельного блока (барабана), на подвод и отвод суппортов. Численные значения этих составляющих определяют на основании схемы обработки заготовки и паспортных данных станка.

На многошпиндельных и многопозиционных станках-автоматах, когда выполняется параллельно-последовательная обработка заготовок в четырех, шестииливосьмипозициях, времяциклаобработкиТц определяется по наиболее продолжительному технологическому переходу Тц = Тмаш. Приэтом, еслизавремяциклапроисходитизготовлениедвух, трехилиболеедеталей, тоштучноевремяизготовленияоднойдеталисоставляет

tшт = Тц / n,

где n – количество изготавливаемых деталей за цикл.

ПриизготовлениидеталейнастанкахсЧПУ, намногооперационных станках типа «обрабатывающий центр» и на робототехнических модулях машинное время определяется как сумма затрат времени на все несовмещенныевовремениосновныетехнологическиеивспомогательные переходы, выполняемые в цикле работы технологического модуля. В составтакихпереходоввходитзаменазаготовкииспутникаtсп, автоматическая замена инструмента tин, холостые перемещения, связанные с поворотом стола tпх, с подводом и отводом рабочих узлов tхх, выполнение обработки tот, автоматический контроль в цикле работы станка tк. С учетом

где k – число несовмещенных основных технологических переходов; l, m, n, q – числа, определяющие количество несовмещенных вспо-

могательных переходов, связанных с заменой инструмента, поворотом стола, подводом и отводом рабочих узлов и выполнением автоматического контроля в цикле работы станка.

Затраты времени от начала до конца выполнения какого-либо периодическиповторяющегосятехнологическогоилипроизводственного

58