Нечётные (Электронные лекции), страница 3

Благодаря этим преимуществам чугун в ряде случаев оказывается более надежным конструкционным материалом, чем сталь. Широкое распространение чугун получил благодаря хорошим технологическим свойствам (хорошая жидкотекучесть и обрабатываемость резанием) и относительной дешевизной по сравнению с другими литейными сплавами. Область применения чугуна все более расширяется вследствие непрерывного повышения его прочностных и технологических свойств, а также разработки чугунов новых марок со специальными физическими и химическими.свойствами.

1. Стали

Сталью называются железоуглеродистые сплавы, содержащие до 20%С. Наряду с углеродом в сталях присутствуют Mn, Si, S, P, N, H, O и другие элементы, попавшие в них, в процессе изготовления. Такие элементы, как Cr, Ni, Mo, V, W, добавляют для придания стали особых физических, физико-химических свойств или повышения ее прочности. Стали с добавками этих элементов называются легированными.

В промышленности применяют три группы литейных сталей: конструкционные, инструментальные и со специальными свойствами.

Из конструкционных сталей изготовляют детали несущие механические нагрузки. По химическому составу их подразделяют на углеродистые (низко и средне-углеродистые) и легированные.

Из инструментальных сталей изготовляют литой инструмент (режущий, мерительный, штамповочный и так далее).

Из сталей со специальными свойствами (коррозионно-стойкие, жаропрочные, кислотоупорные, износостойкие) выполняют литые изделия, подвергающиеся воздействию различных сред высоких температур и нагрузок.

В приборостроении наиболее широкое применение нашли углеродистые стали.

Углеродистая сталь. В зависимости от содержания углерода сталь делят на низкоуглеродистую (до 0,20%С), среднеуглеродистую (от 0,20% до 0,45%С), высокоуглеродистую (более 0,45%С).

Углерод является основным элементом, определяющим механические свойства углеродистых сталей. Увеличение содержания углерода повышает прочность и снижает пластичность стали. В зависимости от содержания углерода (от 0,12 до 0,6%) сталь делят на девять марок (15Л, 20Л, 25Л, 30Л, 35Л, 40Л, 45Л, 50Л, 55Л). Марки стали обозначают цифрами, соответствующими среднему содержанию углерода (указываются сотые доли процента) и буквой Л (литая). Например, сталь, содержащую 0,35% С, обозначают 35Л.

Литейные свойства углеродистых сталей ниже чугунов. Например, жидкотекучесть в среднем в два раза меньше жидкотекучести чугунов. Усадка в два раза больше усадки чугунов.

Усадка стали в жидком состоянии и в период кристаллизации, вызывает образование усадочных раковин и пористости.

Получение плотных отливок обеспечивается правильной конструкцией отливки, установкой прибылей и созданием направленного затвердевания.

Усадка стали в твердом состоянии может вызвать образование горячих и холодных трещин, коробление отливок, высокие внутренние напряжения и изменение линейных размеров.

Стали, особенно, легированные, обладают плохими литейными свойствами.

23.Титановые сплавы.

Титан – металл серебристо-белого цвета, обладает низкой теплопроводностью (в 13 раз меньше, чем у алюминия), низким модулем нормальной упругости, высоким электросопротивлением и значительной анизотропией некоторых физических свойств.

Технический титан благодаря высокому сопротивлению коррозии, малой плотности 4,5 г/см³ (сталь – 7 г/см³), высокой прочности ( предел прочности при растяжении 150 кгс/мм²) является прекрасным материалом для приборостроения. Изделия из титановых сплавов хорошо работают при значительных отрицательных температурах, вплоть до температуры жидкого азота.

Титан легируется такими добавками, как Al, V, Mn, Cr, Nb, Sn, Fe, Zr. Титановые сплавы обозначаются буквами ВТ.

В настоящее время для литья применяют сплавы ВТ1, ВТ5, ВТ6, ВТ9.

Литье титановых сплавов вызывает большие технологические трудности, обусловленные активным взаимодействием жидкого расплава со всеми используемыми в настоящее время для изготовления литейных форм материалами. Титан при высоких температурах активно, взаимодействует с азотом и кислородом. Реакция с азотом протекает также активно, как горение некоторых веществ в среде кислорода. Поэтому плавку титановых сплавов проводят только в вакуумных печах.

25.Переработка пластмасс в изделие литьем под давлением

Основные способы изготовления пластмассовых деталей в оптическом приборостроении – литье под давлением и прессование. Изделия, полученные этим способом, имеют очень чистую поверхность, точные размеры и не требуют дальнейшей механической обработки.

Литье под давлением является наиболее эффективным и производительным способом массового производства деталей из пластмасс. Область применения этого способа расширяется в связи с появлением машин для переработки не только термопластических, но и термореактивных материалов.

Термопластмассы для литья под давлением выпускаются химической промышленностью в гранулированном виде. В приборостроении детали отливаются из полиэтилена, полистирола, капрона, полиамидов и других материалов. Литье под давлением пластмасс осуществляется по тому же принципу, что и литье металлов

Рис.4 Схема литья под давлением

1. форма, 2- деталь, 3- сопло, 4- обогреватель, 5- нагревательный цилиндр, 6- дозирующий плунжер, 7- бункер, 6- прессующий поршень.

. На рис.4 дана схема литьевой машины без предварительной пластификации материала. Гранулированное сырье из бункера 7 подается дозирующим плунжером 6 в нагревательный цилиндр 5, который имеет электрообогрев 4. При движении прессующего поршня 8 порция сырья подается в зону обогрева, а порция уже расплавленного или, как называют пластифицированного материала, через сопло 3 и литниковые каналы поступает в полость формы 1.

Литьевые машины полностью автоматизируются и классифицируются по максимальному весу литой детали.Выпускаются автоматические машины ЛМ30, 50, 100, 250, 500 и 1000, имеющие гидравлический привод.

Большое значение для получения качественных изделий имеет выбор температурного режима литьевого цикла. Температура формы обычно поддерживается на уровне 40 – 60°С. Для предупреждения перегрева форм применяется принудительное водяное охлаждение.

27.Гибка.

Гибка. Технологическая операция листовой штамповки, при которой из плоской заготовки получают изогнутую деталь, называют гибкой. Гибку производят в штампах на кривошипных, эксцентриковых, фрик­ционных прессах, на специальных ручных и механизированных уст­ройствах для гибки и на специальных гибочных станках.

Различают свободную гибку (рисунок 14, а) - проще штамп, но меньше точность, гибку с прижимом на угол (рисунок 14, б) - повышается точность и гибку с правкой (рисунок 14, в). Гибка металлической заготовки осуществляется в результате упруго-пластической деформации под действием силы пуансона 1. Деформация про­исходит вблизи углов гибки - очагов деформации. При этом слои 1 металла (рисунок 15), прилегающие к пуансону, испытывают сжатие, а слои 3 со стороны матрицы - растяжение. Центральные слои 4 металла находятся в упругом состоянии, так как напряжения в них не превышают предела текучести . Между растянутыми и сжаты­ми слоями находится нейтральный слой 2, радиуса .

Рисунок 14. Различные схемы гибки: а – свободная гибка, б – гибка с прижимом, в – гибка с калибровкой.

1 – пуансон, 2 – деталь, 3 - матрица

Рисунок 15. Напряжения при гибке: 1 – область пластического сжатия, 2 – нейтральный слой, 3 – область пластического растяжения, 4 – упругий слой

Деформация растяжения наружного слоя и сжатия внутреннего увеличивается с уменьшением радиуса гибки. При этом напря­жения могут достичь величины предела прочности, и произойдет раз­рушение материала.

Гибка с растяжением применяется для изготовления длинных тонких деталей с образованием большого радиуса. Такие детали гнуть трудно, потому что из-за пружинения заготовка после гибки почти полностью восстанавливает свою начальную форму. При гибке с растяжением заготовку 1 зажимают по концам зажимами 2 и затем изгибают по контуру пуансона 3 с одновременным растяжением на 2-5%

Гибка резиной применяется главным образом в мелкосерийном производстве. Тонкий листовой металл изгибается резиновой по­душкой , заключенной в стальную обойму . Штампы для гибки резиной дешевле обычных, так как одну из деформирующих деталей заменяет универсальная резиновая подушка.

29.Классификация операционных размеров.

Определение 1. Размеры детали, точность которых выдерживается в данной операции, называется операционными. Здесь и далее к операционным размерам относятся размеры, проставляемые конструктором на чертеже детали. Размеры, введенные в операцию технологом - технологические.

Определение 2. Операционный размер, координирующий обрабатываемую поверхность детали относительно необрабатываемой в данной операции поверхности, линии или точки самой детали или поверхности линии или точки связанной с деталью называют исходным размером.

Определение 3. Операционный размер, соединяющий обрабатываемые в данной операции поверхности, называют внутрикомплексным.

а) б) в) г) д)

Рис.1. Виды операционных размеров.

На рис. 1 представлено несколько эскизов обработки. Как вид но, обрабатываемая часть детали может быть одной поверхностью (а,б) или комплексом взаимосвязанных поверхностей (в,г,д), обработанных одним или несколькими инструментами. На этом рисунке координирующие размеры А соответствуют опред.2, а В размеры соответствуют опред. 3.

Определение 4. Размеры вида d (диаметры) называется размерами поверхности.

31.Количество ТБ необходимых для базирования.

Определение 3 Технологическая база (ТБ) - база, используемая для ориентирования заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта. Т.Б. - может быть только реальная поверхность детали. Ни точки, ни линии, ни поверхности связанные с деталью в роли ТБ не могут быть никогда.

Необходимо выбрать столько баз, чтобы деталь при ориентировании была лишена трех степеней свободы, от которых зависит точность исходных размеров, выдерживаемых на операции. При обработке деталей на станках и их установке в приспособлениях в ряде случаев нет необходимости в полной ориентировке детали в пространстве с использованием всего комплекта из трех баз несущих шесть опорных точек. Так, например, при обработке плоскости А призматической детали (рис.10,а) ориентировка детали, в направлении горизонтальных осей координат для получения размера "а" не имеет значения. Очевидно, что в подобном случае понятие базы ограничивается одной главной базой поверхностью В, в то время как значение боковых поверхностей детали сводится к роли упоров, необходимых не для ориентировки, а только для ее закрепления. Естественно, что для получения у детали двух размеров (например "а" и "в" на рис.10,б) возникает необходимость ориентировки детали не только с помощью главной базы В, но также и с помощью) направляющей баз. В случае же, изображенном на рис.10,в, когда требуется обеспечить выполнение трех размеров "а", "в" и "с" для ориентировки детали необходимо использование всего комплекта из трех баз А, В и С. Больше шести опорных точек применять недопустимо. При числе опорных точек больше шести заготовка опирается не на все опорные точки и при закреплении она под действием усилия закрепления либо изменяет свое положение, либо деформируется.

Рис.10. Схемы базирования при различном количестве технологических баз.

33.Понятие о коротком и длинном пальцах.

Базирование с использованием короткого пальца применяется, когда ГБ - плоскость, а ДБ - отверстие перпендикулярное плоскости. Длинный палец применяется, когда ГБ - отверстие, а ДБ - плоскость. Поясним, какой палец нужно считать коротким, а какой длинным. Предположим, что деталь (рис.18,а)

а) б) в) г)

Рис.18. Схемы поясняющие понятие короткого и длинного пальцев.