12.3.2. Технология пайки.

Технологический процесс пайки включает следующие операции: подготовка поверхностей под пайку; сборка деталей; укладка припоя и флюса (при флюсовой пайке); пайка; обработка деталей после пайки.

Подготовка поверхностей под пайку заключается в их очистке, обезжиривании, а в ряде случаев нанесении технологических покрытий для улучшения смачиваемости, защиты основного металла при нагреве в процессе пайки. В частности, широко используют лужение – погружение паяемых заготовок в расплавленный припой.

Укладка припоя и нанесение флюса. Припой укладывают в виде дозированных заготовок из проволоки или фольги. Флюс может подаваться в место паяния вместе с припоем – рабочей частью паяльников.

Пайка (нагрев места соединения или общий нагрев собранных деталей) выполняется при температурах, превышающих температуру плавления припоя на 50…100°С.

Нагрев при пайке осуществляется различными способами. Низкотемпературная пайка выполняется медными паяльниками,

Широкое распространение получила пайка с нагревом ТВЧ. При этом обеспечивается локальный нагрев с высокой скоростью. Процесс легко поддается автоматизации. Эта технология используется, например, при напайке твердосплавных пластинок на стальные державки при изготовлении режущего инструмента. Пайка в печи лишена перечисленных недостатков, она нашла широкое применение. Эта технология позволяет проводить одновременную пайку большого количества деталей, а также сложных изделий, когда требуется пайка в разных участках. Возможно использование печей с нейтральными атмосферами.

12.3.3. Обработка деталей после пайки.

После пайки выполняется очистка деталей и, при необходимости, термическая обработка. При очистке удаляют остатки флюса. В случае необходимости закалки паяных изделий следует выбирать припой, температура плавления которого выше температуры закалки закаливаемого материала. Типичный случай необходимости закалки – режущий инструмент с напаянными твердосплавными пластинками.

13. Обработка резанием.

При обработке резанием от заготовки отделяется (срезается) часть материала, превращающаяся в стружку, в результате чего заготовка приобретает требуемую форму, размеры и качество поверхности.

Обработка резанием является важнейшей технологией формообразующей обработки. Высокопроизводительные и малоотходные формообразующие технологии - литье, обработка давлением, сварка в большинстве случаев не обеспечивают требуемой точности деталей. Изделия, полученные этими методами – отливки, поковки, сварные детали, а также сортовой прокат - являются заготовками при обработке резанием, которая является окончательной. Только обработкой резанием удается получить детали высокой точности, с допусками на размеры, составляющими тысячные доли миллиметра, а также обеспечить высокое качество (малую шероховатость) обработанной поверхности.

Обработка резанием выполняется на различных металлорежущих станках, съем стружки осуществляется режущим инструментом. В зависимости от типа используемого инструмента различают лезвийную и абразивную обработку резанием. Инструмент, которым осуществляют лезвийную обработку (резцы, сверла, фрезы и др.), имеет режущую кромку определенной геометрической формы. Инструмент для лезвийной обработки имеет одну или несколько режущих кромок (например, у фрезы). При абразивной обработке резание осуществляется очень большим количеством хаотически расположенных в абразивном инструменте зерен, каждое из которых имеет свою режущую кромку.

Для того, чтобы происходил процесс резания, т.е. снятие стружки, необходимо, во-первых, внедрение инструмента в обрабатываемый материал и, во-вторых, относительное перемещение инструмента и обрабатываемой заготовки.

Для проникновения (внедрения) инструмента в обрабатываемый материал необходимо создать напряжения, превышающие предел прочности материала при сдвиге. Это означает, что инструмент работает в весьма нагруженных условиях - под воздействием очень высоких контактных напряжений (превышающих предел прочности обрабатываемого материала).

Срезание слоя металла при перемещении инструмента относительно заготовки происходит под воздействием внешней силы – воздействия инструмента на обрабатываемую заготовку. В результате сопротивления материала этому воздействию возникают реактивные силы, действующие на режущий инструмент (сила действия равна силе противодействия).

Резание сопровождается выделением теплоты, вследствие деформации металла в зоне резания, трения поверхностей инструмента о заготовку.

Таким образом, режущий инструмент работает в условиях высоких контактных напряжений; под действием сил резания; при повышенных температурах. Конкретные условия его работы определяются свойствами обрабатываемого материала и режимами резания.

Влияние обрабатываемого материала в первом приближении можно оценить следующим образом: чем меньше его твердость и прочность, тем выше его обрабатываемость, тем меньшие усилия и температуры возникают при резании.

Режимы резания – это скорость резания, подача и глубина резания.

В процессе резания размеры заготовки уменьшаются на величину припуска на обработку - это предназначенный для удаления слой заготовки (разница размеров заготовки до и после обработки; разделяют общий припуск и припуск на сторону). Если весь припуск нельзя снять сразу, за один проход (из-за ограничений по силе резания, мощности станка, прочности инструмента), припуск удаляется за несколько проходов с определенной глубиной резания при каждом проходе.

Глубина резания t [мм] – это расстояние между обрабатываемой и обработанной за один проход поверхностью.

Скорость резания u [м/мин или м/c] – это скорость движения режущей кромки (D_r) инструмента относительно поверхности заготовки в процессе резания. Это движение называют главным.

Для обработки всей поверхности заготовки инструмент перемещается в направлении движения подачи (D_s).

Движения D_r и D_s могут быть различными в зависимости от формы обрабатываемой поверхности и конструкции инструмента.

Рассмотрим для примера обработку цилиндрической поверхности (точение) токарным резцом. Резание осуществляется при вращательном движении D_r заготовки с диаметром d₁ и одновременном поступательном движении подачи Ds резца вдоль оси заготовки (рис. 13.1). Движения подачи Ds и вращения D_r обеспечивают снятие припуска по всей ее длине.

Скорость резания u при точении определяют как окружную скорость заготовки:

u= πd₁n/1000·[м/мин], d – диаметр заготовки [мм]; n – частота вращения заготовки (число оборотов в минуту).

Подача (s) при точении определяется как перемещение резца при движении Ds на один оборот заготовки [мм/об].

Глубина резания (t) - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, для точения это: t=0,5 (d₁ – d₂) [мм].

Влияние режимов резания проявляются следующим образом. Силы резания растут с увеличением всех параметров режима обработки: скорости и глубины резания, подачи. Температура в зоне резания зависит, главным образом, от скорости резания. Она может достигать 800…1000°С, это сопровождается снижением твердости, стойкости или даже потерей режущей способности инструмента. Отрицательный эффект нагрева частично компенсируется использованием смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ - водные растворы солей, эмульсии, различные масла, керосин и др.). СОЖ снижают трение, уменьшая количество теплоты, выделяющейся при резании, отводят теплоту во внешнюю среду, охлаждая тем самым и режущий инструмент, и обработанную поверхность заготовки.

Лезвийную обработку подразделяют на черновую, получистовую, чистовую и тонкую. К черновым операциям относят грубую обработку (например, обдирку отливок, поковок). Операции черновой обработки выполняют, как правило, за один проход. При этом получают шероховатость R_z 80, точность по 12…14 квалитету. Чистовая и тонкая обработка могут быть многопроходными. Чистовая обработка обеспечивает точность по 10…8 квалитету и шероховатость R_z в пределах 40…20; тонкая – точность по 7…6 квалитету, шероховатость R_а – 1,6.