Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
POYaSNITEL_NAYa_ZAPISKAA.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
28.09.2019
Размер:
219.65 Кб
Скачать

4. По цеху (участку) нанесения покрытий:

Любой гальванический процесс представляет собой целый комплекс операций. Основные операции технологического цикла: подготовка поверхности основного металла; нанесение гальванического покрытия; обработка гальванических покрытий.

Подготовка поверхности основного металла к покрытию является наиболее трудоемкой операцией, от которой зависит качество полученных покрытий. При наличии на поверхности деталей даже тонкой жировой или окисной пленки покрытие будет плохо соединяться с поверхностью основного металла, т. е. могут образовываться пузыри и вздутия. Некачественная подготовка поверхности особенно заметна при нанесении защитно-декоративных покрытий. Даже небольшие загрязнения могут служить причиной дефекта. Прочность сцепления покрытий значительно зависит от шероховатости поверхности. Чем ниже шероховатость поверхности основного металла, тем качественнее покрытия (меньше пористость и выше защитные свойства).

В зависимости от назначения покрытий подготовку поверхности основного металла проверят по-разному. Например, перед нанесением защитных гальванических покрытий (цинковых, кадмиевых) подготовка поверхности сводится в основном к обезжириванию и травлению. Перед нанесением защитно-декоративных покрытий (никелевых, хромовых) недостаточно только удаления жиров и окислов, а необходима тщательная механическая обработка для получения гладкой поверхности, так как в процессе нанесения защитно-декоративных покрытий дефекты поверхности не только не исчезают, но часто становятся более рельефными, поскольку плотность тока и толщина па выступах больше, чем в углублениях.

Нанесение гальванического покрытия — осаждение слоя металла на поверхность деталей, а также нанесение оксидной или фосфатной пленки.

При нанесении гальванических покрытий детали завешивают па катодную штангу гальванической ванны, а на анодную — пластины из того металла, которым покрывают детали. В некоторых случаях применяют нерастворимые аноды (графит, нержавеющую сталь, платинированный титан) или раздельные аноды при покрытии сплавом (например, медь и цинк при латунировании).

Качество покрытия и его структура зависят от многих факторов. Одним из основных факторов, влияющих па структуру металлического покрытия, является состав электролита. Например, осадки цинка, олова и других металлов, полученные из электролитов, состоящих из простых солей металлов, получаются крупнокристаллическими; осадки этих же металлов, полученные из электролитов, содержащих комплексные соединения (щелочные, цианистые), получаются мелкокристаллическими.

Для получения гладких, плотных и мелкокристаллических осадков в электролиты, содержащие простые соли, вводят различные органические соединения.

Электролиты для получения блестящих покрытий содержат особые добавки, которые называют блескообразователями.

На структуру металлического покрытия в большой степени влияет режим электроосаждения. Повышение плотности тока способствует образованию мелкокристаллических осадков. Однако повышать плотность тока можно только для определенного предела, не более предельно допустимых значений, после которых осадок получается рыхлым, губчатым или дендритообразным, плохо сцепленным с поверхностью основного металла.

Повышение температуры электролита увеличивает электропроводность, уменьшает солевую пассивацию анодов, позволяет работать с большей плотностью тока. Однако повышение температуры электролита ведет к образованию крупнокристаллических осадков. На практике используют взаимную компенсацию действий температуры и плотности тока: для повышения интенсивности процесса электроосаждения применяют высокую плотность тока при повышенных температурах.

Для ускорения процесса нанесения гальванических покрытий электролит перемешивают, что позволяет работать с большей плотностью тока.

Периодическое изменение направления тока (реверсирование) улучшает структуру осадка. Покрытие, получаемое таким методом, имеет мелкокристаллическую гладкую структуру вследствие периодического анодного растворения микровыступов катодного покрытия.

К операциям обработки гальванических покрытий относят: осветление, пассивирование, промасливание, нанесение лакокрасочных покрытий, обезводороживание, обработку серебряных покрытий от потускнения.

При обработке цинковых и кадмиевых покрытии для повышения коррозионной стойкости и улучшения внешнего вида применяют осветление и пассивирование этих покрытий. Пассивирование заключается в погружении деталей в пассивирующий раствор с образованием пассивной пленки толщиной 0,5—1 мкм.

Повышение защитных свойств окисных покрытий на сталях, меди и ее сплавах осуществляют дополнительной пропиткой их маслами (например, веретенным марки АУ).

Для окисных, цинковых, кадмиевых покрытий на стали, с целью повышения коррозионной стойкости, в некоторых случаях целесообразно нанесение на эти покрытия лакокрасочных материалов.

Обезводороживание применяется для пружин и деталей, которые после нанесения покрытия подвергаются механическим деформациям. Обезводороживание заключается в термической обработке при температуре (180-200)°C в течение 2 ч.

Кроме основных операций в технологический процесс нанесения гальванических покрытий входят и вспомогательные операции, например промывка и сушка.

Промывку осуществляют между отдельными подготовительными операциями (обезжиривание, травление, активирование) для предотвращения переноса компонентов раствора из одной ванны в другую па деталях и подвесках. Детали промывают после нанесения покрытия для удаления с них и подвесок остатков электролита, а также после операций осветления и пассивирования.

После нанесения покрытий и окончательной промывки теплой водой детали сушат. Быстрая и качественная сушка препятствует возникновению на поверхности покрытия пятен и полос. Особенно это важно при сушке пассивированных цинковых и кадмиевых покрытий. При сушке из щелей и углублений удаляется влага, которая может быть причиной последующей коррозии. Сушка проводится с помощью сильного потока сухого и подогретого (до температуры 50 —60° С) воздуха или инфракрасного излучения.

Технологический процесс напыления газотермических покрытий состоит из следующих основных операций: подготовка поверхности; напыление алюминиевого или цинкового покрытий.

Подготовка поверхности. Удаление с поверхности изделий и конструкций грязи, остатков флюса производится с помощью металлических щеток, протирки и промывки горячей водой с моющими средствами. Масляные и жировые пятна на поверхности конструкций и изделий и соприкасающихся с ними приспособлениях должны быть тщательно удалены тампоном, смоченным в ацетоне, бензине или других органических растворителях. После подготовки поверхности изделия необходимо ее обеспылить обдувом сжатым воздухом.

Напыление газотермических покрытий. Перед напылением покрытий необходимо проверить соответствие качества проволоки и подготовленной поверхности требованиям, отрегулировать металлизатор и выбрать режим напыления покрытия. Покрытия напыляют вручную перемещением аппарата по режимам или с применением средств механизации.

Покрытия при ручном способе напыляют путем последовательного нанесения перекрывающихся параллельных полос до получения заданной толщины. Величина перекрытия должна составлять одну треть полосы. Каждый последующий слой должен напыляться в направлении, перпендикулярном предыдущему.

За каждый проход, в зависимости от скорости перемещения аппарата и его производительности, напыляют слой толщинок 0,03—0,20 мм. Вручную покрытие напыляют при защите от коррозии металлоконструкций, крупногабаритных изделий, больших поверхностей, трубопроводов и их сварных соединений в условиях изготовления, монтажа и ремонта.

При механизированном способе напыления покрытие наносят параллельными полосами до заданной толщины со смещением установочного положения аппарата на расстояние, определяемое паспортными данными аппарата. Покрытия на трубы и другие тела вращения, фасонный и листовой прокат следует напылять с применением средств механизации и автоматизации, обеспечивающих вращение или необходимое перемещение аппаратов относительно неподвижных или вращающихся изделий.

Участки покрытия с дефектами (отслаивание и др.) необходимо зачищать струйно-абразивной обработкой неметаллическим абразивом или обработкой шарошками с последующим напылением металла на дефектный участок.

Методы контроля. Чистоту проволоки контролируют путем протирки ее поверхности чистой белой салфеткой (5 раз по 1 м из бухты).

Чистоту проволоки считают удовлетворительной, если на салфетке отсутствуют следы механических и жировых загрязнений. Допускается наличие натиров от металла.

Температуру воздуха контролируют при помощи приборов, позволяющих производить измерение температуры с погрешностью не более ±0,5°С.

Технологические параметры подготовки поверхности и нанесения покрытия контролируются оператором визуально и по показаниям приборов.

Толщину покрытия на изделиях из коррозионностойких сталей измеряют микрометрами и определяют в назначенных точках поверхности в соответствии с установленными для данного изделия техническими требованиями.

Вакуумное покрытие - перенос частиц напыляемого вещества от источника (места его перевода в газовую фазу) к поверхности детали. Осуществляется по прямолинейным траекториям при вакууме 10-2 Па и ниже (вакуумное испарение) и путем диффузионного и конвективного переноса в плазме при давлениях 1 Па (катодное распыление) и 10-1-10-2 Па (магнетронное и ионно-плазменное распыление). Судьба каждой из частиц напыляемого вещества при соударении с поверхностью детали зависит от ее энергии, температуры поверхности и химического сродства материалов пленки и детали. Атомы или молекулы, достигшие поверхности, могут либо отразиться от нее, либо адсорбироваться и через некоторое время покинуть ее (десорбция), либо адсорбироваться и образовывать на поверхности конденсат (конденсация). При высоких энергиях частиц, большой температуре поверхности и малом химическом сродстве частица отражается поверхностью. Температура поверхности детали, выше которой все частицы отражаются от нее и пленка не образуется, называется критической температурой вакуумного покрытия; ее значение зависит от природы материалов пленки и поверхности детали, и от состояния поверхности. Критической плотностью потока испаряемых частиц для данной температуры поверхности называется наименьшая плотность, при которой частицы конденсируются и формируют пленку. Структура напыленных пленок зависит от свойств материала, состояния и температуры поверхности, скорости напыления. Пленки могут быть аморфными (стеклообразными, например оксиды, Si), поликристаллическими (металлы, сплавы, Si) или монокристаллическими (например, полупроводниковые пленки, полученные молекулярно-лучевой эпитаксией). Для упорядочения структуры и уменьшения внутренних механических напряжений пленок, повышения стабильности их свойств и улучшения адгезии к поверхности изделий сразу же после напыления без нарушения вакуума производят отжиг пленок при температурах, несколько превышающих температуру поверхности при напылении. Часто посредством вакуумного напыления создают многослойные пленочные структуры из различных материалов.

Для вакуумного покрытия используют технологическое оборудование периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Установки периодического действия осуществляют один цикл нанесения пленок при заданном числе загружаемых изделий. Установки непрерывного действия используют при серийном и массовом производстве. Они бывают двух видов: многокамерные и многопозиционные однокамерные. Первые состоят из последовательно расположенных напылительных модулей, в каждом из которых осуществляется напыление пленок определенных материалов или их термическая обработка и контроль. Многопозиционные однокамерные установки содержат несколько напылительных постов (расположенных в одной вакуумной камере), соединяемых транспортным устройством конвейерного или роторного типа.

Ионно-плазменное нанесение - получение пленочных покрытий распылением в плазме инертных газов материала мишени при подаче на нее отрицательного электрического потенциала. Разновидности ионно-плазменного нанесения отличаются техническими средствами, обеспечивающими создание плазмы и бомбардировку распыляемой мишени. К ним можно отнести катодное распыление, высокочастотное распыление, магнетронное распыление. "Замагничивание" электронов в скрещивающихся электрическом и магнитном полях в условиях магнетронного разряда увеличивает вероятность их столкновения с атомами и степень ионизации газа, следовательно, увеличивается эффективность распыления мишени интенсивными потоками ионов. Давление газа в процессах ионно-плазменного нанесения покрытий составляет 5x10’-101 Па. Высокая энергия распыленных частиц при ионно­плазменном нанесении обеспечивает получение плотной пленки материала, имеющей прочное сцепление с подложкой. Возможно получение пленок многокомпонентных материалов без изменения их стехиометрического состава. Ионно-плазменное нанесение используется в технологии для получения пленок практически любых материалов.

Ионно-плазменное напыление в вакууме - это наиболее распространенный процесс упрочнения режущего инструмента и технологической оснастки. Данный метод позволяет наносить тонкопленочные упрочняющие покрытия (1-10 мкм) на основе карбидов, нитридов, карбонитридов, окислов, обладающих высокой твердостью, теплостойкостью, износостойкостью. При этом данные покрытия позволяют снизить силу трения при резании сталей на 20-30%, уменьшить коэффициент усадки стружки и усилия резания на 15-20%, снизить температуру при резании и значительно от 2 до 6 раз повысить стойкость инструмента с одновременным увеличением производительности.

При ионно-плазменном напылении с использованием процесса конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ), основанном на генерации вещества катодным пятном вакуумной дуги с одновременной подачей в вакуумное пространство реактивных газов (азота, ацетилена, метана и др.), процесс формирования покрытия протекает в две стадии. На первом этапе к инструменту прикладывается напряжение порядка 1,0-1,5 кВ при давлении в вакуумной камере порядка 10-3 Па (10-5 мм рт. ст.). В результате ионной бомбардировки происходит очистка, активация и разогрев поверхности инструмента. Оптимальная температура изделий при напылении с точки зрения высоких адгезионных свойств покрытия составляет . На втором этапе в камеру поступает реактивный газ, напряжение на инструменте снижается до 100-200 В и происходит собственно процесс осаждения покрытия за счет прохождения плазмохимических реакций.

5. По механическому цеху (участку):

Токарная обработка (точение) - наиболее распространенный метод изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.) на токарных станках. На них можно производить обтачивание и растачивание цилиндрических, конических, шаровых и профильных поверхностей этих деталей, подрезание торцов, вытачивание канавок, нарезание наружных и внутренних резьб, накатывание рифлений, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и другие виды токарных работ. Иными словами обработка на токарных станках представляет собой изменение формы и размеров заготовки путем снятия припуска. Станок сообщает заготовке вращение, а режущему инструменту - движение относительно нее. Благодаря различным движениям заготовки и резца происходит процесс резания.

Понятие о припуске на обработку. Детали машин, обрабатываемые на металлорежущих станках, изготавливают из отливок, поковок, кусков прокатного материала и других заготовок.

Припуском называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки для получения детали в окончательно обработанном виде.

Слой металла, снимаемый на токарном станке, называется припуском на токарную обработку.

Часть металла, снятая с заготовки в процессе её обработки, называется стружкой.

Клин как основа любого режущего инструмента. Резание металлов осуществляется инструментами, имеющими, как правило, форму клина. Это объясняется способностью клина создавать выигрыш в силе, необходимой для проникновения инструмента в обрабатываемый материал. Причем этот выигрыш возрастает по мере уменьшения угла заострения клина р

Скорость резания. Скоростью резания называется длина пути, который проходит в одну минуту точка А обрабатываемой поверхности детали относительно режущей кромки резца. Скорость резания измеряется в метрах в минуту и обозначается буквой х.

х = рDn/1000,

где х- искомая скорость резания в м/мин; р- отношение длины окружности в её диаметру, равное 3,14; D- диаметр обрабатываемой поверхности детали в мм; n- число оборотов в минуту.

Подача. Подачей называется величина перемещения резца за один оборот обрабатываемой детали. Измеряется в мм, обозначается буквой s.

Подача называется продольной, если перемещение резца происходит параллельно оси обрабатываемой детали, и поперечной, когда резец перемещается перпендикулярно к этой оси.

Глубина резания. Глубиной резания называется толщина снимаемого слоя материала, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Измеряется в мм и обозначается буквой t.

Глубиной резания при наружном обтачивании является половина разности диаметров обрабатываемой детали до и после прохода резца. Таким образом, если диаметр детали до обтачивания был 100 мм, а после прохода резца стал равен 90 мм, то это значит, что глубина резания была:

t =(100-90)/2 = 5 мм.

Срез, его толщина, ширина и площадь. Срезом называется поперечное сечение слоя металла, снимаемого при данной глубине резания и подаче. Размеры среза характеризуются его толщиной и шириной.

Толщиной среза называется расстояние между положениями режущей кромки резца до и после одного оборота детали, измеренное по перпендикуляру к режущей кромке. Толщина среза измеряется в мм и обозначается буквой a.

Шириной среза называется расстояние между крайними точками работающей части режущей кромки. Измеряется в мм и обозначается буквой b.

Четырехугольник, заштрихованный на рис. 2, изображает площадь среза. Площадь среза равна произведению подачи на глубину резания. Площадь среза измеряется в мм, обозначается буквой f и определяется по формуле:

f = s t,

где f- площадь среза, мм; s- подача на один оборот в мм; t- глубина резания в мм.

Токарный станок - станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец - режущий инструмент - перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.

Виды токарных станков.

1. Токарно-винторезный станок. Токарно-винторезный станок модели 1К62 (к примеру) служит для токарной обработки методом точения наружных поверхностей и торцов деталей с помощью резцов, а также сверление отверстий в деталях с центральной осью вращения, зенкерование, развертывание, тонкого растачивания отверстий, нарезания всех видов наружных и внутренних резьб с помощью резцов - метчиков и плашек.

Станок используется в единичном и мелкосерийном производствах, т.к. он широкоуниверсальный.

Основными узлами принятого в качестве примера станка 1К62 являются:

1 - передняя бабка, в которой расположен шпиндель, коробка скоростей.

2 - суппорт, состоящий из фартука впереди, нижних продольных салазок (продольная подача), среднепоперечных салазок (поперечная подача), верхнеповоротных салазок (угловая подача), резцедержателя.

3- задняя бабка, состоит из продольных салазок, корпуса и выдвигаемой пиноли. 4- горизонтальная станина на двух тумбах, внутри передней тумбы двигатель привода главного движения, в задней- двигатель ускоренных подач суппорта, между тумбами - металлическое корыто для сбора стружки.

5- коробка подач, служит для изменения величин подач суппорта.

Метод работы: деталь крепится в центрах или в патроне и от шпинделя получает главное вращательное движение. Режущий инструмент - резец крепится в резцедержателе и получает движение продольной, поперечной и угловой подач. Хвостовые инструменты (сверла, зенкеры, метчики, развертки) крепятся в пиноли задней бабки и получают движение осевой подачи.

Особенности конструкции токарно-программных станков и особенности их применения

Конструктивно, программные и универсальные станки имеют те же узлы, но вместо механических приводов с ручным переключением подач и скоростей в этих станках стоят электроприводы с изменением скорости и подачи плавно, непрерывно по командам ЧПУ.

Назначение программных станков: токарная обработка точных диаметральных и линейных размеров, завязанных между собой жесткими требованиями цилиндричности, допусков перпендикулярности торцов коси деталей. Применяют в единичном и в серийном производствах.

В карусельных станках для обеспечения безопасности обслуживания ось шпинделя вертикальна, а базовая плоскость планшайбы - горизонтальна.

Карусельные станки бывают: 1) одностоечные; 2) двухстоечные.

2. Токарно-карусельные станки. Относятся к классу средних и тяжелых станков, которые служат для обработки деталей диаметром от 500 мм и выше, массой более 50 - 100 кг.

Токарные станки серийного производства. Они отличаются от универсальных тем, что на них обрабатывают заготовки штампованные, литые, т.е. весь припуск можно снимать за один проход одного инструмента. Конструктивно у них имеется переднепоперечный суппорт и задний револьверный суппорт.

Токарно - револьверные станки позволяют резко увеличить производительность при обработки сложных деталей, требующих большого количества инструментов в серийном производстве.

Многорезцовые токарные полуавтоматы. Токарные резцовые полуавтоматы служат для обработки из поковок и отливок многоступенчатых валов в серийном и крупносерийном производстве. Такие станки могут одновременно выполнять более одной операции, с использованием большого количества инструментов (до 10 резцов), что серьёзно повышает производительность таких станков

На фрезерных станках детали обрабатывают при помощи фрез, представляющих собой много зубные инструменты. В зависимости от назначения фрезы имеют различную форму и выполняют разнообразные работы. Наиболее часто применяют цилиндрические и торцовые фрезы, предназначенные для обработки плоских поверхностей; при помощи дисковых фрез прорезают пазы, фрезеруют уступы; для прорезки узких пазов и отрезки применяют специальные фрезы; концевыми фрезами можно изготовлять шпоночные пазы, фрезеровать узкие поверхности; угловые фрезы применяют для образования на заготовке поверхностей, располагающихся под определенным углом; для фрезеровки фасонных поверхностей применяют фрезы с вогнутым профилем и т. д. Фрезы изготовляют из быстрорежущей стали. Они могут быть также оснащены твердосплавными пластинами. В этом случае работать можно на высоких режимах. Фрезы бывают сплошные и наборные, в которых режущая часть изготовлена из быстрорежущих сталей или твердых сплавов.Внешне фреза не похожа на токарный резец. Однако, если рассмотреть устройство отдельного зуба фрезы, то нетрудно увидеть в нем много общего с резцом. Из рисунка видно, что зуб фрезы имеет переднюю поверхность, образующую с вертикальной плоскостью передний угол. Задняя поверхность зуба образует с обработанной поверхностью заготовки задний угол. Между передней и задней поверхностями зуба образуется угол заострения. Угол резания образуется передней поверхностью зуба и обработанной поверхностью заготовки. Режущая кромка образуется в результате пересечения передней и задней поверхностей зуба. К ней прилегает узкая фаска шириной около 0,1 мм.

Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифовальными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и т.д. В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифования шлифовальные станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутри-шлифовальные, плоскошлифовальные и специальные. Главным движением у всех шлифовальных станков является вращение шлифовального круга, окружная скорость vK которого измеряется в м/с. Существуют следующие движения подач:

Для круглошлифовальных станков движение подачи — вращение детали (круговая подача SKp); возвратно-поступательное движение стола с обрабатываемой деталью (продольная подача 5Х) и поперечное периодическое перемещение шлифовального круга относительно детали (поперечная подача). Крулошлифовальные станки, работающие методом врезания, имеют поперечную подачу 5г и круговую подачу SKp; кроме того, шлифовальная бабка или стол могут совершать колебательное осевое движение с подачей. Для внутришлифовальных станков движение подачи — вращение детали (круговая подача); возвратно-поступательное движение детали или шлифовального круга (продольная подача Sx) и периодическое поперечное перемещение бабки шлифовального крута (поперечная подача S2).

Обработка металлических деталей на сверлильном станке

Особенность обработки металлических деталей на сверлильном станке

Сверление металлических изделий завершается образованием заданного отверстия. Основными характеристиками отверстия в металле выступают его глубина и диаметр. Сверление – это одна из последовательных стадий обработки материала.

Особенность сверления отверстий в металлических изделиях – нагревание сверл до высоких температур из-за трудоемкости процесса. Режущие инструменты подвергаются интенсивному износу, стачиванию. Для предотвращения данного процесса и с целью получения чистого отверстия используют смазочную и охлаждающую систему. Обработку выполняют квалифицированные специалисты. Они соблюдают правила безопасности при эксплуатации сверлильного оборудования. Станочники постоянно регулируют и смазывают механизмы станка для того, чтобы получать отверстия были точными.

Отверстия в металле могут быть сквозными и глухими. В большинстве случаев они используются для размещения крепежа или кабеля. Современные модели сверлильных станков работают на высокой скорости и позволяют получать высокоточные отверстия. Некоторые машины оснащаются системой числового программного управления. Такое оборудование позволяет автоматизировать процесс обработки металлических деталей на сверлильных станках.

Процесс обработки металлических деталей на сверлильных станках осуществляется на производстве различных предприятий, в мастерских, автосервисах и профессиональных образовательных учреждениях.

Процесс обработки металлических деталей на сверлильном станке

Процесс сверления отверстий в металлических изделиях осуществляется поэтапно. Сначала намечается точка сверления и делается небольшое углубление. После этого деталь устанавливают на станке при помощи специальных тисков или зажимных приспособлений. Сверло устанавливают в точку сверления и проделывают отверстие. Обработка осуществляется с определенной скоростью вращения режущего инструмента. Производительность оборудования повышается с увеличением скорости подачи и величины скорости вращения сверла.

Режущий инструмент подбирают в соответствии с заданными параметрами диаметра отверстия. При этом в процессе обработки величина диаметра отверстия под воздействием вибраций оказывается больше, величины диаметра сверла.

Типы сверления отверстий металлических деталей

Сверлильный станок может выполнять несколько технологических операций: сверление, рассверливание, раскатывание, развертывание, зенкерование и зенкование отверстий, а также нарезание резьб. Существует несколько способов сверления отверстий металлических деталей:

сверление отверстий по имеющейся разметке, на цилиндрической поверхности, в пустотелых заготовках;

сверление глубоких отверстий, неполных отверстий, точных отверстий.

Обработка металлических деталей по разметке подразумевает одиночное сверление отверстия по заранее намеченной линии и углублениям, для того чтобы сверло работало в заданном направлении. Неполные отверстия – это отверстия, которые имеют дугу в поперечном сечении. При этом дуга равна или меньше половины окружности. Такой тип отверстий обрабатывают с применением специальных кондукторов (накладных угольников). Перед сверлением цилиндрической поверхности ее обрабатывают фрезой и намечают центр. При сверлении отверстий в пустотелых деталях, которые имеют расположенные под углом плоскости, используются алюминиевые пробки.

Резьбообрабатывающие станки

Резьбу получают на токарных станках резцами, плашками и другими инструментами, на сверлильных и расточных станках - метчиками, на резьбофрезерных - дисковыми и гребенчатыми фрезами, на резьбошлифовальных одно- и многоточными кругами, на резьбонакатных - роликами и плашками.

При накатывании резьбы используют метод пластического деформирования материала без снятия стружки. Заготовка, прокатываясь между круглыми или плоскими накатными инструментами, сдавливается, на ней отпечатается необходимая форма профиля.

При фрезеровании инструмент вращается с высокой скоростью (главное движение резания). Для образования винтовой поверхности необходимо сложное формообразующее движение. Оно состоит из медленного вращения заготовки (круговая подача Sк) и согласованного продольного перемещения фрезы (продольная подача Sпр). На одних станках дисковой продольной фрезой (рис.РЗ.1, б) нарезают резьбу большого шага и на большой длине (например, на ходовых винтах). На других станках гребенчатыми фрезами обрабатывают сразу по всей длине короткие, мелкие резьбы, причем на части оборота заготовки происходит радиальное углубление (врезание) в нее инструмента на высоту профиля. Затем следует один полный оборот заготовки, в процессе которого каждая нитка фреза полностью нарезает резьбу на длине одного шага (хода).

При шлифовании резьбы используют однониточные и многониточные абразивные круги. При шлифовании резьбы однониточными кругами его ось вращения устанавливают под углом к оси вращения заготовки, равным углу подъема винтовой линии резьбы. Профиль абразивного круга соответствует профилю впадины шлифуемой длины. Во время обработки круг получает вращательное движение (главное движение), а заготовка-вращение с круговой подачей и перемещение вдоль своей оси на шаг резьбы за один оборот заготовки (продольная подача Sп). Этим способом можно шлифовать резьбы высокой точности, различного профиля и длины.

Шлифование резьб многониточными кругами выполняют с продольной подачей и методом радиально врезания (врезное шлифование). Оси абразивного круга и заготовки устанавливают параллельно. Врезное шлифование (рис.РЗ.2, б) применяют для обработки коротких резьб и деталей с кольцевой нарезкой (резьбовые фрезы). При обработке вращающийся круг врезается с радиальной подачей Sпр на полную или установленную глубину профиля резьбы за время 1/2 оборота заготовки, при этом заготовка за один оборот переместится вдоль своей оси на шаг резьбы. Обработка завершается за 1,5 оборота заготовки. Ширина круга должна превышать длину резьбы больше чем на 2 шага. Шлифование резьбы многониточным кругом с продольной подачей (рис.РЗ.2, в) применяют при шлифовании длинных резьб. Кругу, установленному на полную глубину профиля резьбы, сообщают главное вращательное движение, заготовке - вращение с круговой падачей и перемещение с продольно подачей Sпр на шаг за каждый ее оборот. Первые по движению нитки круга выполняют предварительное шлифование, а последние - окончательное.

Шлифование многониточными кругами целесообразно применять для резьб невысокой точности с шагом до 4 мм. Так как оси абразивного круга и заготовки расположены параллельно, то при обработке резьбы получается некоторое искажение профиля резьбы. Для нормальных резьб с малым углом подъема винтовой линии резьбы это искажение незначительно. Для шлифования резьб с большим шагом и углом подъема многониточные круги не применяют.

Резьбошлифовальные станки по конструктивным признакам различают по средствам настройки для получения заданного шага резьбы; способу установки на угол подъема винтовой линии резьбы для получения точного профиля резьбы; видам движения затылования при шлифовании инструментов с затылованными зубьями. Для получения заданного шага резьбы столу резьбообрабатывающего станка с заготовкой сообщают продольное перемещение посредством ходового винта и сменных зубчатых колес (станок 5К822В), сменных ходовых винтов, сменных копиров (без ходовых винтов) и специальных линеек (без ходовых винтов) станок МВ-13. Установка на угол подъема винтовой линии фрезы достигается поворотом стола с заготовкой или поворотом стола шлифовальной бабки или корпуса шлифовального шпинделя.

Ультразвуковая обработка, воздействие ультразвука (обычно с частотой 15—50 кгц) на вещества в технологических процессах. Для У. о. применяют технологические аппараты с электроакустическими излучателями либо аппараты в виде свистков и сирен. Основной элемент излучателя — электроакустический преобразователь (магнитострикционный или пьезоэлектрический) — соединён с согласующим устройством, которое осуществляет передачу акустической энергии от преобразователя в обрабатываемую среду, а также создаёт заданные техническими условиями размеры излучающей поверхности и интенсивность ультразвукового поля. В качестве согласующих устройств используют, как правило, волноводные концентраторы акустические — расширяющиеся (обычно при У. о. жидкостей) или сужающиеся (обычно при У. о. твёрдых веществ), резонансные (настроенные на определённую частоту) или нерезонансные пластины. Согласующее устройство, кроме того, может одновременно выполнять функции режущего или какого-либо др. инструмента (например, при сверлении, сварке, пайке). Иногда применяют преобразователи, работающие без согласующего устройства (например, кольцевые преобразователи, встроенные в трубопровод).

У. о. твёрдых веществ используется в основном для сварки металлов, пластмасс и синтетических тканей (см. Ультразвуковая сварка), при резании металлов, стекла, керамики, алмаза и т.п. (например, сверлении, точении, гравировании), а также при обработке металлов давлением (волочении, штамповке, прессовании и др.).

Резание на ультразвуковых станках обеспечивает высокую точность, позволяет получать не только прямые круглые отверстия, но и вырезы сложных сечений, криволинейные каналы. Ультразвук, подведённый к инструменту обычного металлорежущего станка (например, сверлу, резцу), интенсифицирует обработку и улучшает дробление стружки (см. Вибрационное резание). При обработке металлов давлением ультразвуковые колебания улучшают условия деформирования и снижают необходимые усилия. При ультразвуковом поверхностном упрочнении повышаются микротвёрдость и износостойкость, снижается шероховатость поверхности. Во всех этих процессах ультразвук обычно подводят с помощью волноводного концентратора к рабочим органам машин (например, к сверлу, валкам прокатного стана, штампу пресса, фильере).

Электроэрозионная обработка (аббр. ЭЭО) — контролируемое разрушение электропроводного материала под действием электрических разрядов между двумя электродами, то есть обработка через электрическую эрозию.

Один из электродов является обрабатываемой деталью, другой — электрод-инструментом. Разряды производятся периодически, импульсно, так чтобы среда между электродами восстановила свою электрическую прочность. Для уменьшения эрозии электрод-инструмента для разрядов используются униполярные импульсы тока. Полярность зависит от длительности импульса, поскольку при малой продолжительности импульса преобладает эрозия анода, а при большой длительности импульса преобладает эрозия катода. Поэтому на практике используются оба способа подачи униполярных импульсов: с подключением детали к положительному полюсу генератора импульсов (т. н. включение на прямую полярность), и с подключением детали к отрицательному полюсу (т. н. включение на обратную полярность).

Электронно-лучевая обработка материалов

Электронно-лучевая обработка осуществляется в вакууме при наличие специального оборудования: технологической камеры с вакуумной системой и электронной пушки с высоковольтным источником питания.

Установка состоит из вакуумной камеры, в верхней части которой размещается электронная пушка. К пушке с помощью кабеля высокого напряжения подводятся питание от высоковольтного выпрямителя. Внутри камеры может также находиться механизм перемещения обрабатываемого изделия. Управление всеми агрегатами ведется с пульта управления. Вакуум в технологической камере создается с помощью вакуумной системы.

Вакуум при электронно-лучевой обработке необходим как для создания и формирования электронного пучка, так и для защиты обрабатываемого металла от действия кислорода и азота воздуха, ускорения дегозации металла при плавлении, удаления некоторых вредных примесей и др.

К электронно-лучевым установкам предъявляется ряд общих требований. Рабочая камера должна быть газонепроницаемой и обладать прочностью, достаточной, чтобы выдержать атмосферное давление при создании вакуума внутри камеры. В качестве материала камеры лучше применять нержавеющую сталь. Толщину стенки камеры выбирают из условий прочности с учетом обеспечения непроницаемости для рентгеновского излучения. Камера снабжается смотровыми окнами для наблюдения за процессом. Толщина стекла и его качество должны обеспечивать прочность, герметичность и защиту от рентгеновского излучения. Камера должна иметь люки, обеспечивающие загрузку изделий, подлежащих электронно-лучевой обработке.

Электронно-лучевые технологические установки состоят из двух основных комплексов: энергетического и электромеханического, К энергетическому комплексу относится аппаратура, предназначенная для формирования пучка электронов с заданными параметрами управления его мощностью и положением в пространстве. Электромеханический комплекс установки предназначен для герметизации и вакуумирования рабочего объема, выполнения всех установочных, транспортных и рабочих перемещений обрабатываемого изделия и электронной пушки.

Вакуумные камеры для электронно-лучевой обработки являются одним из наиболее важных узлов установки для электронно-лучевой обработки. От их формы, конструкции, жесткости и габаритов зависят габариты и качество обрабатываемых за одну откачку изделий, удобство их загрузки и выгрузки, возможность пристыковки дополнительных объемов в нужном направлении и др. По степени специализации различают два типа камер: универсальные и специализированные. Универсальные камеры предназначены для обработки изделий любой формы и габаритов в пределах габаритов камеры. Такие камеры используются в единичном и мелкосерийном производстве и выпускаются в соответствии с принятыми параметрическими рядами. Это дает возможность выбрать камеры наиболее подходящих размеров применительно к конкретным изделиям. Специализированные камеры неразрывно связаны с конструкцией и габаритами конкретного изделия или группы изделий. Часто специализированные камеры выполняют по форме обрабатываемого изделия.

Поверхностная лазерная обработка

На режимах, не вызывающих разрушения материала, реализуются различные процессы лазерной поверхностной обработки. В основе этих процессов лежат необычные структурные и фазовые изменения в материале, возникающие вследствие сверхвысоких скоростей его нагрева и последующего охлаждения в условиях лазерного облучения. Важную роль при этом играют возможность насыщения поверхностного слоя элементами окружающей среды, рост плотности дислокаций в зоне облучения и другие эффекты.

Виды поверхностной лазерной обработки

В зависимости от степени развития указанных явлений в материале различают несколько видов поверхностной лазерной обработки, возможность реализации которых определяется основном уровнем плотности мощности излучения.

Упрочнение без фазового перехода предполагает структурные изменения в материале при уровне плотности мощности излучения, не приводящем к расплавлению облученной зоны. При этом виде обработки сохраняется исходная шероховатость обрабатывающей поверхности. Быстрый локальный нагрев поверхности и последующее охлаждение за счет теплоотвода в массив материала приводят к образованию в поверхностном слое стали специфической высоко-дисперсной, слаботравящейся, дезориентированной в пространстве структуры, имеющей микротвердость, в 2—4 раза превышающую микротвердость основы (матрицы). При малых плотностях мощности, скоростях нагрева и охлаждения, не превышающих критических значений, может быть реализован режим отжига (отпуска) ранее закаленных материалов. Необходимость такой операции возникает, например, при изготовлении листовых пружин, отбортовке краев обоймы подшипника и т. п. Упрочнение с фазовым переходом предполагает плавление материала в облученной зоне. Этот вид упрочнения требует более высокой плотности мощности излучения, что позволяет добиться значительных глубин упрочненного слоя. Поверхность этого слоя имеет характерное для закалки из жидкого состоянии дендритное строение. Затем идет ЗТВ, а между ней и материалом основы расположена переходная зона. При данном виде поверхностной обработки, естественно, нарушается исходная шероховатость, что требует введения в технологический процесс изготовления изделия дополнительной финишной операции (шлифования).

При реализации рассмотренных видов обработки не требуется специальной среды, процесс проводится на воздухе. При этом возможна частичная диффузия составляющих воздуха в облученную зону.

При следующем виде поверхностной обработки — лазерном легировании для насыщения поверхностного слоя легирующими элементами требуется специальная среда (газообразная, жидкостная, твердая). В результате на обрабатываемой поверхности образуется новый сплав, отличный по составу и структуре от матричного материала.

Cтанки с числовым программным управлением - современное прогрессивное металлорежущее оборудование автоматически, с высокой производительностью й точностью обрабатывает (точением, сверлением, фрезерованием, шлифованием) различные детали, в том числе сложные корпусные. На таком оборудовании автоматически и бесступенчато меняются частоты вращения, шпинделей и скорости подач суппортов, столов и других механизмов, которые также автоматически устанавливаются в заданных положениях и закрепляются. Смена режущего инструмента, предварительно настроенного, также происходит автоматически.

При автоматическом управлении станком команды в необходимой последовательности задают программоносителем. Программоносителями могут служить кулачки, копиры, упоры и т. д., по командам которых работают автоматы, полуавтоматы, копировальные станки и др. При смене объекта производства заменяют кулачки, копиры и другие элементы новыми.

В станках с программным управлением применяют программоносители в виде перфокарт, перфолент, магнитных лент, содержащие информацию. Такие программоносители позволяют автоматизировать процесс подготовки программ с меньшими затратами.

Основные преимущества производства с помощью станков с ЧПУ по сравнению с производством, использующим универсальные станки с ручным управлением, следующие:

· сокращение основного и вспомогательного времени изготовления деталей;

· повышение точности обработки;

· простота и малое время переналадки;

· снижение затрат на специальные приспособления;

· сокращение цикла подготовки производства новых изделий и сроков их поставки;

· уменьшение числа бракованных изделий по вине рабочего.

Промышленный робот — автономное устройство, состоящее из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления, которое применяется для перемещения объектов в пространстве и для выполнения различных производственных процессов.

Промышленные роботы могут выполнять основные технологические операции (сварка, окраска, сборка и др.) и вспомогательные технологические операции (загрузка-выгрузка технологических ячеек (комплексов), транспортные и др.).

Посылками механизации и автоматизации являются: необходимость повышения качества выполняемой работы и производительности, снижения физических и нервных нагрузок на работника, улучшения условий его работы, устранение возможных факторов травматизма и профессиональных заболеваний исполнителя работы, повышение безопасности и социальной престижности труда.

Под механизацией технологических процессов понимают применение энергии неживой природы при выполнении технологических операций, полностью управляемых людьми, осуществляемое в целях сокращения трудовых затрат, улучшения условий труда, повышения производительности и качества работы, частичное выравнивание физических личностных особенностей работников. Механизация направлена на перевод отдельных ручных операций обработки изделий или других вспомогательных операций на обслуживание устройствами, управляемыми операторами. При механизации функции рабочего сводятся только к управлению работой, контролю качества, регулированию инструмента и оборудования.

Под автоматизацией технологических процессов понимают применение энергии неживой природы для выполнения этих процессов или их составных частей и управления ими без непосредственного участия людей, осуществляемое с целью повышения (часто радикального) качества выполнения операций и производительности, сокращения затрат ресурсов, улучшения условий труда, устранения производственного травматизма повышения качества производимых изделий. При автоматизации человек освобождается от непосредственного выполнения функций управления технологическими процессами. Эти функции передаются специальным управляющим устройствам. Роль работника сводится к наблюдению и контролю за работой приборов, технологического инструмента и оборудования, их наладке, к включению и выключению станка, автомата, линии, смене инструмента и его наладке. Характер, содержание работы и ее социальная престижность коренным образом меняется (сравнить работу грузчика и оператора автоматической погрузочно-разгрузочной машины).

Различают следующие виды механизации и автоматизации: первичная и вторичная, частичная и полная, единичная и комплексная.

Под первичной механизацией или автоматизацией понимают механизацию или автоматизацию техпроцессов, в которых до их проведения использовалась только энергия человека. Вторичная - когда до их проведения использовалась также и энергия неживой природы.

Под частичной механизацией или автоматизацией понимают такие действия, при которых часть затрат энергии людей заменена затратами энергии неживой природы. При полной механизации и автоматизации затраты энергии людей полностью заменены энергией неживой природы.

Единичная механизация или автоматизация - частичная или полная механизация или автоматизация одной составной части техпроцесса, исключая управление комплекса. При комплексной механизации или автоматизации осуществляют частичную или полную механизацию или автоматизацию двух или более первичных составных частей техпроцесса.

Принципиальные идеи автоматизации, практические и конструктивные пути ее воплощения зависят от характера и типа производства. Автоматизация техпроцессов развивается либо путем оснащения средствами автоматизации универсальных машин, либо путем создания специального или специализированного автоматического оборудования. В серийном и крупносерийном производстве целесообразно создание и применение переналаживаемых линий на базе универсального оборудования. Специальное или специализированное оборудование применяется главным образом в массовом производстве. Например, одно- или многопозиционные прессы-автоматы, горяче- и холодноштамповочные прессы-автоматы.

Принципиально новый подход к решению проблемы автоматизации главным образом в мелкосерийном серийном производстве - это оснащение технологических машин системами программного управления, создание обрабатывающих центров с управлением от ЭВМ. Широкие возможности открывает применение в производстве промышленных роботов, так как это позволяет автоматизировать технологические процессы, которые традиционными средствами трудно осуществить; обеспечить быструю и простую переналадку на новый технологический процесс, что способствует гибкости производства; создает условия для организации комплексно автоматизированных участков и цехов; повысить качество продукции и объемы ее выпуска; изменить условия труда работающих за счет освобождения их от монотонного, тяжелого, неквалифицированного и опасного труда; сократить номенклатуру средств автоматизации, затраты на их разработку и сроки их внедрения.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]