Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Особенности технологической подготовки производства при обработке цветных металлов. Учебное пособие.pdf
41
никелевой), имеющий высокую вязкость и поэтому плохую обрабатываемость
режущим инструментом. Для улучшения обрабатываемости производят нормализацию стали при повышенной температуре (до 950…970 °C), в результате
чего она приобретает крупную структуру (определяющую лучшую обрабатываемость) и одновременно повышенную твердость (ввиду малой критической
скорости закалки никелевой стали). С целью уменьшения твердости производят
высокий отпуск этой стали.
Нормализация – термическая обработка (термообработка), схожая с отжигом. Различия этих термобработок (нормализации и отжига) состоит в том, что
при нормализации сталь охлаждается на воздухе (при отжиге – в печи). Нормализацией называют такой вид термической обработки, когда сталь нагревают
на 30…50 °C выше верхних критических температур Асз или Аст и после выдержки при этих температурах охлаждают на спокойном воздухе. Таким образом, от отжига нормализация отличается более быстрым охлаждением изделия
(примерно в 2 раза).
Нормализация является более дешевой операцией, чем отжиг, так как печи
используются только для нагрева и выдержки изделия при температуре нагрева,
а охлаждение производится вне печи. Кроме того, нормализация ускоряет процесс термической обработки. Таким образом, отжиг выгодно заменять нормализацией. Однако это не всегда возможно, так как у некоторых сталей твердость
после нормализации возрастает более значительно, чем при отжиге. Малоуглеродистые стали рекомендуется подвергать нормализации, так как у них практически отсутствует разница в свойствах после отжига и нормализации.
Стали, содержащие свыше 0,4% углерода, после нормализации получают
повышенную твердость. Такие стали лучше отжигать. На практике и такие стали часто подвергают нормализации вместо отжига, а затем высокому отпуску
при температурах 650…700 °C для уменьшения твердости. Нормализацию
применяют для получения мелкозернистой структуры в отливках и поковках,
для устранения внутренних напряжений и наклепа, для подготовки структуры
стали к закалке.
42
Для некоторых изделий нормализация является не предварительной,
а окончательной операцией термической обработки. В этом случае после нормализации изделия подвергают высокому отпуску для снятия внутренних
напряжений, образовавшихся при охлаждении изделия на воздухе [6].
2.5. ПРОРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
На рисунке 2.2 приведен эскиз детали.
Процесс обработки разделим на 2 установки.
Первая установка (рис. 2.3).
1. Торцевать деталь с одной стороны в р-р 153.
2. Черновая и чистовая обработка. Точить Ø82 на длину 50 мм.
3. Делать канавку под выход резьбы Ø76 на длину 5 мм.
4. Нарезать резьбу М822.
5. Сверлить на длину 155мм сверлом Ø25.
6. Расточка Ø58 на длину 62 мм.
Рис. 2.2. Чертеж детали 2D
43
Рис. 2.3. Чертеж заготовки
Изготавливаем оправку внешним Ø100 длиной 50 мм и внутренней резьбой М822. Накручиваем оправку на деталь и зажимаем в трехкулачковый
патрон.
Вторая установка:
1. Тоцевать в размер 149,9 мм.
2. Черновая и чистовая обработка. Точить Ø110 на длину 100 мм.
3. Расточка Ø76 на длину 90 мм.
4. Выборка внутренних канавок Ø110 на длину 36 мм и длину 43 мм.
2.6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ
Штангенциркуль – один из самых распространенных измерительных
инструментов, который используется для замера диаметров цилиндрических
поверхностей. Особой популярностью пользуются ШЦ-1, способный замерять
с точностью до десятых долей миллиметра, и ШЦ-11, точность которого
составляет 0,05 мм.
44
В случаях, когда необходимо более точно определить размер, лучше
всего остановить свой выбор на микрометре. Он дает возможность установить
диаметр детали до сотых долей миллиметра. В условиях серийного производства изделия контролируются калибр-скобами. Обусловлено это тем, что при
выпуске большой партии деталей, данный способ значительно ускоряет данный
этап, поскольку измерительная скоба имеет специальные выступы (проходимая
и непроходимая часть), соответствующие максимально и минимально допустимому размеру [12].
Годность изделия шаблоном проверяется следующим образом: если его
диаметр проходит через выступ, обозначающий минимальный размер,
и не проходит через выступ, который обозначает максимальный размер,
то габариты детали в норме. Способы измерения различными инструментами
представлены на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Замер наружного диаметра при помощи:
а – штангенциркуля; б – микрометра; в – скобы с индикатором; г – калибр-скобы
45
Для контроля различных параметров используется разный измерительный инструмент:
длины ступенчатых валов – штангенциркуль, штангенглубиномер,
линейка, шаблон;
плоскостность торцевой поверхности после ее подрезания – линейка
(она прикладывается к торцу, и если между ней и деталью нет просвета,
то обработка выполнена качественно);
перпендикулярность торца относительно наружной поверхности –
угольник;
глубина канавок – штангенглубиномер.
Обтачивая цилиндрические поверхности и подрезая торцы, следует быть
готовым к тому, что в силу сложившихся обстоятельств обработанная деталь
может иметь следующие дефекты:
необработанные участки – брак, образуемый из-за биения болванки в
процессе обработки, неправильно выбранный припуск или смещения центровых отверстий;
отклонение полученных диаметров от заданных – возникает в случае
неправильного определения толщины слоя снимаемого металла. Этому может
предшествовать нарушение процесса пробного снятия слоя металла либо отсутствие люфта при выставлении размера посредством лимба;
несоответствие линейных размеров требованиям чертежа – обуслов-
лено нарушениями, допущенными при выполнении установки упора или при
выборе расположения заготовок;
неперпендикулярность торца относительно оси изделия – причин,
влекущих за собой такие последствия, может быть много. К ним относится
слишком большой вылет инструмента из резцедержателя, отжим резца,
обусловленный зазором в направляющих поперечных салазок, избыточный
припуск;
46
конусность – такой дефект образуется вследствие осевого несовпаде-
ния центров, крепящихся в передней и задней бабке, искривление заднего
центра (из-за засорения отверстия пиноли), плохо зафиксированного инструмента, нарушения геометрии центровых отверстий;
овальность – брак, которого можно опасаться, если ненадежно
закреплена деталь или присутствует биение шпинделя;
бочкообразность – объясняется изношенными направляющими стани-
ны или прогибом заготовки, который может возникнуть из-за воздействия отжимающих усилий;
седлообразность – основными причинами этого дефекта являются: не-
удовлетворительная фиксация инструмента, износ направляющих в зоне передней бабки;
неудовлетворительная шероховатость – вызвана обработкой металли-
ческой поверхности плохо заточенным резцом, неправильным расположением
инструмента и ошибочное определение режимов резания [12].
2.7. ДЕФЕКТОСКОПИЯ ГОТОВОГО ИЗДЕЛИЯ
Дефектоскопия – это область знаний, охватывающая теорию, методы и
технические средства определения дефектов в материале контролируемых объектов, в частности в материале деталей машин и элементов металлоконструкций. Дефектоскопия является составной частью диагностики технического
состояния оборудования и его составных частей. Работы, связанные с выявлением дефектов в материале элементов оборудования, совмещаются с ремонтами и техническим обслуживанием или выполняются самостоятельно в период
технического осмотра. Для выявления скрытых дефектов в конструкционных
материалах используются различные методы неразрушающего контроля
(дефектоскопии) [13].
47
Акустические методы основаны на регистрации параметров упругих
колебаний, возбужденных в исследуемом объекте. Эти методы широко применяются для контроля толщины деталей, сплошности (трещин, пористости,
раковин и т.п.) и физико-механических свойств (зернистости, межкристаллитной коррозии, глубины закаленного слоя и др.) материала. Метод пригоден для
деталей, материал которых способен упруго сопротивляться деформациям
сдвига (металлы, фарфор, оргстекло, некоторые пластмассы).
Магнитные методы основаны на регистрации магнитных полей рассеивания над дефектами или магнитных свойств контролируемого объекта.
Их применяют для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов
в деталях различной формы, изготовленных из ферромагнитных материалов.
Магнитный поток, встречая на своем пути дефект с низкой магнитной проницаемостью по сравнению с ферромагнитным материалом детали, огибает его.
Вихретоковые методы основаны на анализе взаимодействия внешнего
электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте. Контроль методами вихревых токов базируется на зависимостях параметров (амплитуды,
фазы, переходных характеристик и др.) вихревых токов, возбуждаемых в детали, от ее формы, размеров, сплошности и физико-механических свойств материала. Дефектоскопия деталей радиационными методами основана на регистрации ослабления интенсивности радиоактивного излучения при прохождении через контролируемый объект. Наиболее часто применяются рентгеновский и у-контроль деталей и сварных швов.
Радиоволновые методы основаны на регистрации изменения электромагнитных колебаний, взаимодействующих с контролируемым объектом. На практике получили распространение сверхвысокочастотные (СВЧ) методы в диапазоне длин волн от 1 до 100 мм. Взаимодействие радиоволн с объектом оценивают по характеру поглощения, дифракции, отражения, преломления волны,
интерференционным процессам, резонансным эффектам.
48
Тепловые методы. В тепловых методах в качестве диагностируемого
параметра используется тепловая энергия, распространяющаяся в объекте,
излучаемая объектом, поглощаемая объектом. Температурное поле поверхности объекта является источником информации об особенностях процессов теплопередачи, которые, в свою очередь, зависят от наличия внутренних и наружных дефектов, охлаждения объекта или его части в результате истечения
среды и т.п.
Капиллярный метод дефектоскопии основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных и сквозных
несплошностей объекта и регистрации образующихся индикаторных следов визуально или с помощью преобразователя (датчика) [13].
2.8. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Высокая коррозионная стойкость алюминия и его сплавов определяется
свойством алюминия легко пассивироваться, образуя на поверхности устойчивую оксидную пленку.
Однако конструкции и изделия из алюминия эксплуатируются в различных условиях и, естественно, подвергаются коррозии.
Наиболее типичным видом коррозии для алюминия и его сплавов
в атмосферных условиях и нейтральных водных растворах является точечная
коррозия.
Конструкционные сплавы средней и повышенной прочности имеют
склонность к межкристаллитной коррозии, проявляющейся в зависимости
от технологических и эксплуатационных факторов.
Расслаивающая коррозия алюминиевых (РСК) сплавов представляет
собой поверхностную коррозию, развивающуюся в направлении максимальной
пластической деформации и приводящей к отслаиванию частиц и пластин металла и полному разрушению детали. РСК подвержены в атмосферных условиях и морской среде прессованные изделия, катанные плиты и нагартованные
листы среднепрочных и высокопрочных сплавов.
49
Коррозионное растрескивание (КР) высокопрочных и среднепрочных
сплавов происходит в результате совместного воздействия коррозионной среды
и растягивающих напряжений.
Коррозионная усталость (КУ) алюминиевых сплавов происходит при
одновременном воздействии циклических напряжений и коррозионной среды.
Коррозионно-усталостные трещины распространяются, как правило,
транскристаллитно и зарождаются от коррозионных поражений на поверхности.
Фреттинг-коррозия на деталях из алюминиевых сплавов возникает при
контакте этих деталей с деталями из алюминиевых сплавов или других металлов и подвергаемых при эксплуатации незначительным перемещениям или
вибрациям, в результате чего возникают поверхностные повреждения в местах
контактов.
Алюминиевые сплавы в различных климатических и производственных
условиях имеют различную коррозионную стойкость. Наиболее агрессивной
коррозионной средой для алюминиевых сплавов является тропическая морская
вода и атмосфера химических производств.
Далее, в порядке уменьшения агрессивного воздействия среды на алюмиевые сплавы, идут следующие среды: северная приморская, промышленная,
южная приморская, сельская атмосфера.
Полуфабрикаты из алюминия и низколегированных термически неупрочняемых сплавов алюминия систем Al-Mn, Al-Mg, а также термически упрочняемые сплавы системы Al-Mg-Si обладают высокой коррозионной стойкостью.
Сплавы систем Al-Cu-Mg и Al-Cu-Mn обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью, но при технологических и эксплуатационных нагревах
выше допускаемых пределов приобретают склонность к РСК, КР.
Сплавы систем Al-Zn-Mg и Al-Zn-Mg-Cu имеют хорошую стойкость
к общей коррозии, но при определенных условиях проявляется чувствительность к КР, РСК.
Защиту от коррозии алюминиевых сплавов можно разделить
на две группы:
50
1. Защита от коррозии алюминиевых сплавов металлургическими
и химическими методами.
2. Защита от коррозии алюминиевых сплавов лакокрасочным покрытием.
Для надежной защиты от коррозии алюминиевых сплавов только анодного окисления или химического оксидирования недостаточно. Надежной защитой от коррозии алюминиевых сплавов является сочетание анодного или химического окисления с окраской поверхности алюминиевых сплавов.
Существующая система лакокрасочных покрытий для окраски алюминиевых сплавов включает в себя 1–2 слоя грунтовки 2–3 слоя эмали. Иногда
для защиты внутренних поверхностей изделий используется только покрытие
грунтовкой.
Для грунтовки используются только пассивирующие покрытия, обладающие хорошей адгезией к алюминиевым сплавам. Совершенно недопустимо
применение грунтовок, содержащих свинцовый сурик, который ускоряет коррозию алюминия.
Лаковые покрытия применяют для конструкций из плакированных алюминиевых сплавов, предварительно подвергнутых анодному окислению с последующим уплотнением в воде анодно-окисной пленки.
Для обеспечения коррозионной стойкости в алюминиевых сплавах в промышленной атмосфере целесообразно применение перхлорвиниловых эмалей,
для защиты изделий в морских условиях и районах с повышенной влажностью
целесообразно применять полиуретановые, акрилуретановые, меламиноалкидные и полиакриловые эмали.
Перхлорвиниловые эмали обладают хорошей влаго- и химической стойкостью и широко применяются для окраски судов, самолетов и вертолетов,
металлических конструкций, наземного транспорта.
Полиакриловые эмали стойки в атмосферных условиях. Меламиноалкидные эмали обладают высокими декоративными свойствами, водостойкостью, твердостью, эластичностью, атмосферо- и светостойкостью.