31. Особливості виробничих процесів для термічної обробки деталей рема із легованих та нелегованих сталей.
Легуючі елементи утворюють в сталях тверді розчини впровадження, утворюючи тим самим структуру з більшими внутрішніми напруженнями ніж звичайні вуглецеві сталі. Тому охолоджувати сталі при загартуванні потрібно в м’якших середовищах (масло). Крім того легуючі елементи сповільнюють проходження фазових перетворень в сталі, збільшують здатність до загартування.
Отже при термообробці леговані сталі потрібно охолоджувати повільніше, щоб уникнути розтріскування деталей (великі внутрішні напруження) при цьому зберігається нерівноважна структура, так як процеси фазових перетворень сповільнені. Деякі високолеговані сталі можуть загартовуватися при охолодженні на повітрі.
32. Організаційні основи виготовлення заготовок та деталей із термопластичних матеріалів. Основні характеристики обладнання.
Виготовлення деталей з термопластичних пластмас Найбільш ефективним і продуктивним методом масового виробництва деталей з поліетилену, полістиролу, полікарбонату, поліпропілену, поліамідів і інших матеріалів є лиття під тиском і видавлюванням (екструзією). Лиття під тиском пластмас здійснюється за тим же принципом, що і лиття металів. Сутність цього способу полягає в наступному. Матеріал, що переробляється у вигляді гранул або крихти з завантажувального бункера 8 (рис. 6.8) подається дозатором 9 в робочий циліндр 6 з електронагрівачем 4. При русі поршня 7 певна доза матеріалу надходить у зону обігріву, де він переходить у в'язкотекучий стан, а вже розплавлений матеріал через сопло 3 та литниковой канал - в порожнину прес-форми 1, де формується виготовляється деталь 2. У робочому (нагрівальному) циліндрі на шляху руху розплаву встановлено розсікач 5, який змушує розплав протікати тонким шаром у стінок циліндра. Це прискорює прогрівання матеріалу і забезпечує більш рівномірну температуру розплаву. Після охолодження і затвердіння матеріалу прес-форма розкривається, і готова деталь з допомогою виштовхувачем витягується з неї. Для запобігання нагрівання вище 50 - 70 о С в процесі лиття прес-форма охолоджується проточною водою. Основними технологічними параметрами, що впливають на якість деталей, є: температура розплаву в циліндрі машини, питомий тиск лиття, температура прес-форми, час витримки під тиском. Температуру розплаву вибирають з урахуванням реологічних властивостей і термостійкості полімеру. Час витримки під тиском становить 2 - 10 хв і залежить від товщини стінок деталей; воно призначається з умови того, щоб деталь досягла певної міцності, що виключає необоротну деформацію її при вилученні з прес-форми. Тривалість циклу лиття складається з часу змикання прес-форми, уприскування, витримки під тиском і розкриття прес-форми. Робочий цикл залежить від виду матеріалу деталі, середньої товщини стінки і може становити 10 - 20 с. Досягається точність виробів, одержуваних литтям під тиском, відповідає 11 -12 квалітетами точності, а шорсткість поверхонь - Rа 1,25 мкм. Технологічним обладнанням є ливарні машини, а технологічним оснащенням - прес-форми. Важливим параметром ливарних машин є зусилля змикання Р см прес-форми. Для виключення мимовільного розкриття прес-форми в момент заповнення її розплавом необхідне виконання умови Р см ≥ Р ф (F видавництва · n + F л), (6.5) де Р ф - тиск у прес-формі; F видавництва і F л - площі вироби і літників в площині роз'єму прес-форми; n - кількість гнізд у прес-формі. В даний час застосовують ливарні машини, в яких автоматизовані всі операції отримання пластмасових деталей. Видавлювання (екструзія) застосовують для виготовлення виробів з термопластів постійного профілю в поперечному перерізі: труб, прутків, плівок і т.п. Цей спосіб характеризується високою продуктивністю процесу і можливістю отримання на одному і тому ж технологічному обладнанні великого різноманіття деталей. Витискування здійснюється на спеціальних черв'ячних машинах. Матеріал, що переробляється у вигляді порошку, гранул або крихти з бункера 1 (рис. 6.9 а) потрапляє в робочий циліндр 3, де захоплюється обертовим черв'яком 2. Черв'як просуває матеріал, перемішує і ущільнює його. В результаті передачі теплоти від нагрівального елемента 4 і виділення теплоти при терті частинок матеріалу об стінки циліндра матеріал, що переробляється переходить в в'язкотекучий стан і безперервно видавлюється через калібрований отвір 5 у формующей голівці 6. У міру виходу з отвору головки матеріал охолоджується і твердне, зберігаючи профіль і розміри вихідних виробів голівки. Профіль виробів визначається профілем отворів у формующей голівці. Змінюючи формують голівки на ливарної машині, можна отримати вироби різного профілю (рис. 6.9 б). 33.Особливості підготовки виробництва і проектування технологічної оснастки для виготовлення деталей із термопластичних матеріалів.
Термопластичні пластмаси під дією тепла і тиску набувають плинність, заповнюючи прес-форму, після охолодження тверднуть, але не переходять в неплавкое і нерозчинний стан.
Технологічний процес виготовлення деталей з термопластичних матеріалів
Найбільш поширеними процесами виготовлення деталей з термопластичних матеріалів є:
- Лиття під тиском - для обробки термопластичних матеріалів (термопластів);
- Формування - переказ необхідної форми листовим термопластичних матеріалів.
Лиття під тиском
Застосовується для виготовлення складних деталей з термопластичних мас з великою кількістю арматури і складної конфігурації. Воно проводиться на спеціальних машинах, які називаються інжекційними.
Рис. 1. Лиття пластмас під тиском
У бункер (1) завантажують гранульовану пластмасу, звідки через дозуючий пристрій (2) гранули в необхідному обсязі для одного уприскування надходять в циліндр (4) з нагрівальним пристроєм (5).
Температура пластмаси в циліндрі підвищується від початкової на вході до заданої технологічним режимом (185-280 º С) на виході. Пуансон (3) впорскує розплавлену прес-масу у охолоджувану водою прес-форму (6) t = 30-40 º C при тиску 20 МПа.
Через те, що температура прес-форми нижче температури впорснути у неї прес-маси виливок швидко охолоджується, і твердне, зменшуючись в об'ємі.
У порожнині прес-форми утворюється незайнятий об'єм, тому для заповнення всього обсягу, а також для збереження впорснути пластмаси плунжером (3) підтримується тиск з урахуванням часу, визначальним затвердіння виливки в прес-формі.
Після такої витримки плунжер (3) відходить вправо і з завантажувального бункера (1) в циліндр (4) надходить нова порція прес-матеріалу. Цикл повторюється.
Після необхідної витримки для охолодження відлитої деталі половинки форми розкриваються і деталь видаляється.
Весь цикл обробки проводиться автоматично. Тому даний спосіб виготовлення пластмасових виробів є одним з найбільш продуктивних. Питомий тиск при литті термопластів в залежності від марки матеріалу застосовується в межах від 50 до 300 МН / м 2. Виріб витягується з форми після охолодження до 40-60 º С.
Витяг вироби у формі не перевищує 40-50 с.
Пневматична формування
Цим способом виготовляють деталі з листових термопластичних матеріалів. Сутність процесу полягає в тому, що розігрітий лист матеріалу набуває форму матриці під дією надлишкового тиску або під впливом вакууму.
Вакуумний спосіб застосовується для глибокої витяжки захисних ковпачків, кожухів і ін деталей.
Рис. 4. Пневматична формування
Литьевая заготівля (4) закріплюється на відбортовка верхнього фланця (2) притискним кільцем (6).
При включенні вакуумного насоса через штуцер (7) в циліндрі (2) створюється розрядження та листова заготівля, що нагрівається гарячим повітрям з розсіювачів (5) під дією атмосферного тиску витягується.
Процес витягування триває до моменту зіткнення стінки виготовляється вироби з електричним контактним вимикачем (8). При спрацьовуванні вимикача відключається вакуумний насос і тиск в циліндрі підвищується до атмосферного.
Помістивши в циліндр форми різного профілю, можна виготовляти вироби зі складною кривизною поверхні.