Третьяков_Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов (Третьяков Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов), страница 6

Например, изделия из САПизготавливают компактированием порошка в пресс-формах, гидростатическим прессованием или прокаткой с последующим спеканием в контролируемой среде.Волокнистые металлические КМ могут быть получены соединением матрицы с армирующими элементами в парогазовой, жидкой и твердой фазах. Принципиальная схема изготовления КМсостоит в нанесении на волокна слоя материала, заполняющегомежволокновое пространство и составляющего матрицу.

В зависимости от способа нанесения может потребоваться дополнительная операция уплотнения материала прессованием или спеканием(например, при изготовлении композитов с применением плазменного напыления матрицы). В ряде случаев (например, в процессехимического или электрохимического осаждения) могут быть получены материалы, не требующие дополнительного уплотнения.2.4. Технологические свойства материала заготовокСпособность материала подвергаться различным методам горячей и холодной обработки определяют по его технологическимсвойствам.Способность объемной заготовки принимать необходимуюформу под влиянием внешней нагрузки без разрушения и принаименьшем сопротивлении нагрузке оценивается деформируемостью.

Это технологическое свойство определяется сопротивлением деформированию и пластичностью, которые, в свою очередь,зависят от строения атома, атомно-кристаллического строения,макро- и микроструктуры, а также от условий деформирования.Наиболее широкое применение в обработке давлением получилизаготовки из стали, алюминиевых, магниевых, медных и титановых сплавов.К литейным свойствам относят технологические свойства металлов, которые проявляются при заполнении литейной формы,кристаллизации отливок в форме.

Наиболее важные литейныесвойства – жидкотекучесть, усадка (объемная и линейная), склонность сплавов к ликвации, образованию трещин, поглощению га25зов, пористости и др. На литейные свойства влияют химическийсостав расплава, температура его заливки, скорость охлаждениясплава в форме, масса, конструкция отливки и литейной формы.Так, серый чугун обладает высокими литейными свойствами, иотливки из этого сплава могут быть получены как в песчаных,оболочковых, так и в металлических формах. Он имеет высокуюжидкотекучесть, которая позволяет изготавливать отливки с минимальной толщиной стенки 3…4 мм, малую усадку (0,9…1,3 %),обеспечивающую получение отливок без усадочных раковин, пористости и трещин.Свариваемость – свойство металла или сочетания металловпри установленной технологии сварки образовывать соединения,отвечающие обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия требованиям.

Свариваемость зависит, с одной стороны, от материала, технологии сварки, конструктивного оформления соединения, а с другой – от требуемых эксплуатационных свойств сварной конструкции. Если требования к эксплуатационным свойствамсварных соединений удовлетворяются, то свариваемость материала считается достаточно хорошей. Проявлением пониженной свариваемости является образование горячих и холодных трещин вшве и в зоне термического влияния. К таким дефектам склоннывысокоуглеродистые и легированные стали, магниевые и алюминиевые сплавы.Под обрабатываемостью режущим инструментом материаловпонимают их способность подвергаться резанию. Это технологическое свойство можно оценивать одним или несколькими показателями.

К ним относятся допустимая скорость резания, стойкостьинструмента при стандартных режимах резания, шероховатость обработанной поверхности и т. п. Производительность и себестоимость обработки зависят главным образом от допустимой скоростирезания, поэтому она является основным показателем обрабатываемости. Это технологическое свойство материалов определяется иххимическим составом, структурным состоянием, механическим итеплофизическим свойствами. Так, из всех конструкционных материалов, применяемых в машиностроении, магний обладает наиболее высокой обрабатываемостью. Однако он склонен к возгораниюв процессе механической обработки, поэтому при его резании требуется соблюдение специальных мер техники безопасности.Технологические свойства часто определяют выбор материаладля конструкции.

Разрабатываемые материалы могут быть внедрены в производство только в том случае, если их технологические26свойства удовлетворяют необходимым требованиям. Например,широкому внедрению композиционных материалов препятствуютих низкие технологические свойства.Вопросы для самоконтроля1. Какие принципы заложены при классификации конструкционных материалов?2. Сформулируйте основные факторы, определяющие физикохимические, механические, эксплуатационные свойства металлазаготовок деталей машин.3.

Какое влияние оказывают микро- и макроструктура на свойства материала заготовок?4. Назовите основные компоненты композиционных материалов. Какие факторы определяют свойства композитов?5. Сравните технологические свойства доэвтектоидных и заэвтектоидных углеродистых сталей. Какие стали обладают лучшейдефомируемостью?27Лекция № 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОКВ этой лекции приведены термины и определения, рассмотрены основные виды заготовок, параметры их качества и технологичности конструкции. В ней вы ознакомитесь с показателямитехнологичности конструкции заготовок и формообразующимитехнологическими процессами.3.1.

Термины и определенияИзделие – это предмет или набор предметов производства,подлежащих изготовлению на данном предприятии. Всякое изделие, рассматриваемое как объект проектирования производства,эксплуатации и ремонта, должно быть рациональным по своемуконструктивному исполнению. Состав и структура изделия, в соответствии с которыми разрабатывают конструкторскую документацию, являются основными признаками деления их на виды. Взависимости от наличия или отсутствия составных частей изделиямогут быть отнесены к сборочным единицам или деталям.Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями.Деталь – изделие, изготовленное из материала одной маркибез применения сборочных операций или с использованием местных соединительных операций (сварки, пайки, склеивания и т.

п.).В зависимости от принадлежности следует различать взаимосвязанные и самостоятельные детали.Взаимосвязанными считают детали, являющиеся составнымичастями сборочных единиц, а самостоятельные не входят в составдругих изделий (например, гаечный ключ, сверло и др.)Изделия изготавливают в условиях массового, серийного иединичного производств.Массовое производство характеризуется непрерывным изготовлением изделий ограниченной номенклатуры на узкоспециали28зированных рабочих местах. Этот тип производства позволяет механизировать и автоматизировать технологический процесс.В условиях серийного производства изготавливают изделияограниченной номенклатуры партиями (сериями) с широкойспециализацией рабочих мест.

Разделение серийного производства на крупно-, средне- и мелкосерийное условное. При одном итом же количестве выпускаемых изделий в серии, но при существенном различии их размеров, сложности и трудоемкостипроизводство может быть отнесено к разным типам. По уровнюмеханизации автоматизации крупносерийное производство приближается к массовому, а мелкосерийное – к единичному.Единичное производство отличается изготовлением в единичных количествах изделий широкой номенклатуры, неповторяющихся или повторяющихся через определенный промежуток времени,на рабочих местах, не имеющих определенной специализации.Совокупность всех действий людей и орудий, необходимых наданном производстве для изготовления или ремонта выпускаемыхизделий, называют производственным процессом.

При осуществлении этого процесса материалы и полуфабрикаты превращаютсяв готовую продукцию, соответствующую своему служебномуназначению.Технологическим процессом называют часть производственногопроцесса, содержащую целенаправленные действия по изменениюсостояния предметов труда. При осуществлении технологическогопроцесса происходит последовательное изменение формы, размеров,свойств материала или полуфабриката в целях получения изделия,соответствующего заданным техническим требованиям. Технологический процесс осуществляется на рабочих местах.Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все последовательные действия рабочего и оборудованияпо изготовлению заготовки или ее обработки. Часть технологической операции, выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок, называют установом.Законченную часть технологической операции, выполняемуюодними и теми же средствами технологического оснащения припостоянных технологических режимах и установах, называюттехнологическим переходом.

Законченную часть технологическогоперехода, которая при однократном перемещении инструментаотносительно заготовки изменяет форму, размеры, шероховатостьповерхности или свойства заготовки, называют рабочим ходом.29Производство изделий невозможно без технологического оборудования и оснастки.Технологическое оборудование – это орудия производства, вкоторых для выполнения определенной части технологическогопроцесса размещают заготовки, средства воздействия на них и источники энергии. Примером технологического оборудования являются литейные машины, прессы, станки, печи и т. д.Технологическая оснастка – это орудия производства, используемые совместно с технологическим оборудованием для выполнения определенной части технологического процесса.

Примерамитехнологической оснастки являются штампы, литейные формы,приспособления, режущий инструмент и т. д.3.2. Основные виды заготовок и их характеристикиИзготовление деталей начинается с производства заготовок.Заготовкой называют предмет труда, из которого изменениемформы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.Различают четыре вида заготовок:Профили – заготовки постоянного или периодического сечения,изготавливаемые в условиях металлургического производства.Штучные заготовки – заготовки, получаемые обработкой давлением, методами порошковой металлургии, литьем и сваркой.Комбинированные заготовки – сложные изделия, получаемыесоединением (в частности, сваркой) отдельных более простыхэлементов.

Примерами таких заготовок являются композиты, состоящие из матрицы и упрочняющих элементов (волокон, дисперсных частиц, сеток и др.). Комбинированные заготовки позволяют снизить массу изделий, а для более нагруженных конструкций использовать оптимальную композицию структурообразующих элементов.Сварные заготовки – изделия, получаемые с использованиемтехнологического процесса сварки элементов (профилей, литых,кованых, штампованных). Эти заготовки классифицируют в соответствии с методом получения исходных элементов и называютлистосварными, штампованными, литосварными и др.Заготовки характеризуются конфигурацией и размерами, точностью получаемых размеров, структурой металла, состояниемповерхности и т.

д. Форма и размеры заготовки определяют технологию ее изготовления и последующую механическую обработку.30Точность размеров является важнейшим фактором, влияющим настоимость изготовления детали. Необходимо обеспечить стабильность размеров заготовки в пределах изготавливаемой партии. Состояние поверхности (отбел чугунных отливок, слой окалины напоковках и др.) может существенно затруднять последующую механическую обработку резанием.Припуск на механическую обработку – это слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью получения требуемыхпо чертежу формы и размеров детали. Припуски делят на общиеи операционные.