Оборудования дз

Вариант 41

Предложите методы формования для изготовления шестерни из стали с нулевой пористостью. Производительность 1000000 шт/год. Представте схему эффективного метода, объясните своё мнение.

Для изготовления шестерни из стали можно использовать 2 метода:

• метод формования ХИП

• метод инжекционного формования

Данные методы позволяют получать различныой по форме. Но более подходящим методом для нашего изделия является инжекционное формование. Преимуществом этого метода является возможность получения заготовок (деталей) сложной формы, с очень точными размерами и высоким качеством поверхности. Кроме того, настоящий метод имеет малую продолжительность рабочего цикла (около 1,5–2 мин), что обеспечивает массовое производство заготовок и высокую степень автоматизации производства, но главным недостатком этого метода является, то что потребуется использовать порошок с низкой поверхностной энергией. Метод ХИП позволяет нам получать изделия простых форм с высокой плотностью, но с низкой точностью изделий. Главным недостатком этого метода является высокая суммарная длительность процесса формования, что не позволит нам достичь производительности в 1000000 шт/год.

Порошки для инжекционного формования должны иметь достаточно низкую свободную поверхностную энергию, чтобы хорошо смешиваться со связующим, и одновременно эта энергия должна быть, возможно, более высокой для лучшей спекаемости. Этим требованиям соответствуют сферические порошки. Обычно содержание твердых частиц в смеси с пластификатором составляет от 40 до 90 % по объему в зависимости от их размера и формы.

Технологическая схема производства методом инжекционного формования представлена на рис 1.

удаление связующего компонента

Подготовка шихты происходит в барабанном смесителе непрерывного действия (рис 2.), где мы смешиваем наш порошок со смазкой для увеличения плотности пресовки. Далее наш порошок подвергается формовке.

Рис.2 Барабанный смеситель непрерывного действия: 1– корпус (барабан), 2 и 4 – несущий бандажи, 3 и 9 зубчатая пара, 5 – желоб, 6 и 10 – опорные ролики, 7 – электродвигатель, 8 – редуктор, 11 – наклонный желоб

Для проведения инжекционного формования используют, как правило, литьевые машины для производства изделий из пластмасс. Обычно литьевая машина состоит из нескольких основных узлов (рис. 3): инжекционного, прессового, привода и управления. Инжекционный узел (рис 3, б) включает загрузочный бункер (9) для подачи гранулированного порошка в машину и инжектора (цилиндра (8) с соплом (6)). Гранулы материала из бункера с помощью шнека (7) подаются в нагреваемый инжектор, откуда (после плавления материала) под давлением впрыскиваются в разъемную форму. Формы изготовляют из материала с высокой теплопроводностью (меди, латуни и пр.).

Рис. 3. Узлы (а) и схема (б) машины для инжекционного формования: 1 – гидроцилиндр; 2 – неподвижная плита; 3 – колонна; 4 – подвижная плита; 5 – передняя плита; 6 – сопло; 7 – шнек; 8 – нагревательный (инжекционный) цилиндр; 9 – бункер; 10 – привод шнека; 11 – поршень; 12 – гидроцилиндра впрыска; 13 – гидроцилиндр для перемещения инжекционного узла машины; 14, 18 – станины; 15 – нагреватели; 16, 17 – полуформы; 19 – гидропоршень

Плотность получаемых заготовок обычно около 70 % от теоретической. Удаление связки осуществляют путем медленного нагрева заготовок в предварительно прокаленных адсорбентах (оксиде алюминия, оксиде магния), которые активно впитывают расплавленную связку.

После удаления заготовку спекают в толкательной печи непрерывного действия (рис.4) , которая является универсальной. В процессе спекания формовка может уплотняться до относительной плотности порядка 96 % (усадка при этом достигает 15–20 %).

Рис. 4 Схема конструкционной камеры муфельной толкательной печи: 1 - муфели; 2 - нагреватели; 3 - толкатели; 4 - ввод водорода; 5 - вывод водорода.

Дополнительной механической обработки данному изделию не требуется.

Методом инжекционного формования обычно изготавливают детали массой от 0,1 до 150 грамм (размеры мелких изделий около 0,75–5 мм).