Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 64
Текст из файла (страница 64)
13.7. Алюминиевые бронзы характеризуются высокими механическими, антикоррозионными и антифрикционными свойствами (стоимость их ниже, чем оловянных). Детали из алюминиевых бронз могут быть получены в виде отливок и обработкой давлением, например из бронзы БрАЖ9-4. Их подвергают термической обработке: нормализации при 600 — 700' С или закалке с нагревом до 950' С. Отпуск закаленной бронзы при 250 — 300'С приводит к повышению твердости (175 — 180 НВ). 309 13.7. Химический состав и механические свойства брони, применяемых в станках Содержание алементов, % (остальное †ме) Механические свойства пронах Примеры применении Нн РЬ Хп Прочие Мап З М НВ МПа Оловянные литейные бронзы (ГОСТ 613 — 79) 3,5 — 5,5 9 — 11 4 — 20 2 — 6 БР04Ц4С17 Бр010Ф1 150 250 60 80 — 100 0,4 — 1,1 Р.
60 180 9 — 11 0,2 — 0,6 Р '5 — 7 2 — 4 5 — 7 60 Безоловянные бронзы (ГОСТ 493 †) А1 РЬ Ре БрСЗО 74,5 29- 31 1.5 — 2,5 Примечание. Модули упругости бронз: Е=(!05... !!5) ° 10' МПа н б= (40...42) 10' МПа. БрОЗЦЗСЗ Бр010Ф0,5 БР06ЦОСЗ БрАЖ9-4 БРА9ЖЗЛ БрАМЦ9-2 8 — !О 8-10 8 — 1О 490 12 490 12 500 — 700 4 — 5 100 100 <160 Ответственные и пшиндельные подшипники скольжения средних размеров Вкладыши подшипников, работающих без ударных на- грузок, антифрикциоиные детали, арматура Подшипники скольжения, гайки ходовых винтов, чер- вячные колеса в ответственных узлах трения Ответственные н шпиндельные подшипники скольжения средних размеров Шпиндельные подшипники скольжения в тяжелых станках Подшипники скольжения, шестерни, втулки Червячные колеса, гайки в парах трения скольжения Зубчатые колеса, втулки, подшипники скольжения в тяжело нагруженных узлах В тяжелонагруженных узлах применяют высокопрочные алюмннневые бронзы, например БрАМц9-2 (около 8 — 10% А1, 1,5 — 2,5% Мп).
Безоловянные бронзы (нлн с малым содержанием олова), например БрСЗО (ЗОо!з РЬ), используют для биметаллических подшипников. Из безоловянных бронз изготовляют зубчатые колеса, втулуря, подшнпннкн скольжения. Лучшими антнфрнкцпоннымн свойств амн обладают бронзы Бр01ОФ1, Бр05Ц5С5, Бр06ЦБСЗ н др. (ГОСТ 613 — 79). В последнее время бронзы широко попользуют как компоненты порошковых антнфрнкцнонных материалов нлн тонкостенных пористых покрытий, пропитанных твердыми смазочными материалами. Латуни — сплавы меди с цинком.
Практическое применение получили латуни, содержащие до 45оь Еп. В зависимости от состава латуни ее применяют в виде деформнруемых полуфабрикатов н фасонных отливок. В станках латуни используют в основном для трубок гидро- систем н систем для смазывания. Баббнты — мягкие (НВЗО) антнфрнкцнонные сплавы на оловянной нлн свинцовой основе, с мягкой матряцей я твердыми включениямн. Мягкая матрица обеспечивает хорошую прнрабатываемость; мнкрорельеф поверхности улучшает снабжение смазочным материалом участков трения н теплоотвод от ннх.
Твердые включении, на которые опирается вал, обеспечивают высокую износостойкость. К сплавам на оловянной основе (ГОСТ 1320 — 74) относятся баббнты Б83 (83%5п, 11% 5Ь н 6% Сп) я Б88 (88% Бп, 8% БЬе 4% Сп), на свинцовой основе — Б16 (16% Зп, 16% 5Ь, 27о Сп), БС6 (6% Бп, 14% 5Ь 3% Сп), БН (10% 5п, 14% ЗЬ, 2% Сп). По антнфрнкцнонным свойствам баббнты являются лучшими сплавами, но уступают по сопротивлению усталости другим сплавам. В табл. 13.8 приведены предельно допустимые условия работы 13.3.
Предельно допустимые условна работы подшвпннкон нз бвббвта н прамсры прнмспспвя бвббнтов (ГОСТ 1320 — 74) Рабчав темпе- рату- Окрумнан скорость м!с давление Р, мпа р'а ,Мпа. ° м/с Характер вагруаки Ваббвт а!римеры првмевевнв Шпнндсльные подшипники скольгксння в тяжелых станках, работающие прн больших скоростях н средних нагрузках Спокойная Ударная 15 !О 75 50 50 70 Подппшвнкяь работающие прн средннх скоростях в срсдннх нагрузках Бг! Спокойная Ударная 70 10 7,0 30 30 20 311 подшннннков, изготовленных яз баббнта, н даны примеры нх прнменення в табл. 13.9 — нх физико-механические свойства. Цинковые сплавы. Наибольший интерес представляют сплавы цинка с медью н алюминием,,например ЦАМ10-5, ЦАМ9-1,5, ЦАМ4-1. ЦАМ10-5 применяют вместо бронзы Бр05Ц5С5 н баббнта Б16 прн изготовлении подшипников скольжения, работающих без ударных нагрузок.
Поверхность шейки стального вала прн этом должна быть термически обработана (НГсС,-в46). ЦАМ10-5 используют также для 13.9. Физико-механические свойства баббитов Температура, 'С Плотность т/ем' П при сме- тан, МПп пт прп еме- тнп, МПе начала рас- плае- ленин ИВ при ВГС Веббит плае- ленин еелнеки 110 †1 125 †1 240 240 7,38 9,55 27 — 30 27 — 29 ВΠ— 85 70 — 74 440 †4 480 †5 БВЗ БН 370 400 изготовления накладных направляющих скольжения при скорости более 2 м/с.
Рекомендуется детали из ЦАМ10-5 подвергать отжигу при 1=100' С и выдержке в течение 4 — 10 ч. ЦАМ4-1 хорошо противостоит ударным нагрузкам при повышенной температуре, применяется для изготовления деталей средней прочности (литье под давлением). В табл. 13.10 приведены основные характеристики сплавов на основе цинка. !ЗЛО. Механические свойства сплавов иа основе нинка (ГОСТ 21437 — 75) П„МПе ~ б. % нв Соетонние Сплав не менее 100 90 0,4 4,0 250 350 ЦАМ! 0-5Л ЦАМ10-5 (длк работы подшипников без ударных нагрузок) ЦАМ4-1 Литой сплав Сплав, обработан- ный давлением 90 10,0 240 Литой сплав 312 Алюминиевые сплавы. Наибольшее применение в станкостроении нашли литейные алюминиевые сплавы — силумин АЛ2, легированные силумины АЛ4, АЛ9, сплав АК5М2, который наряду с А1 и 31 содержит 2 — 4о1о Сц 131.
Алюминиевые сплавы применяют вместо традиционных материалов в основном для снижения инерционных нагрузок: в узлах, совершающих возвратно-поступательное или прерывистое вращательное движение (корпуса револьверных головок, столы, пиноли, ползуны); для быстровращающнхся деталей и деталей, работающих в режиме реверса нли разгона — торможения, что позволяет также уменьшить мощность привода (шкивы привода шпинделей, патроны, корпуса гидрозажимов и йнструментальных магазинов). Кроме того, алюминиевые сплавы обладают повышенной демпфирующей способностью и увеличивают коррозионную стойкость изделия. Поверхности деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов взамен чугуна, должны быть подвергнуты упрочнению.
Сплав системы' Мп — Си. Высокой демпфирующей способностью в широком интервале частот колебаний обладает сплав типа Г60Д40 системы Мп — Сп. Его целесообразно применять для изготовления изолятора от источника вибраций и шума, например в виде различных прокладок и пластин. 13.5. Неметаллические материалы Неметаллические материалы все шире применяются в станках. К ним относятся материалы природного происхождения и искусственные: природный гранит, бетоны, полимербетоны, керамические материалы, пластмассы, клен, резина и др.
Природный гранит обладает повышенной виброустойчивостью, сохраняет длительную размерную стабильность, но является труднообрабатываемым материалом, Поэтому у нас в стране и за рубежом (Германия, Швейцария, Япония, США) применяются композиционные материалы — полимербетоны, основой которых служат природные камни — галька, граниты, известняки. а связующим — синтетические смолы. В СНГ эти материалы называются синтегранами (табл. 13.11). Детали из них характеризуются высокой демпфирующей способностью, отсутствием внутренних напряжений, малой ползучестью, стабильностью размеров во времени. Из синтегранов можно изготовлять точные детали без последующей механической обработки. За рубежом аналогичные материалы в зависимости от типа связующего носят названия, например, гранитан [фирма Гг11х 51пбег АО (Швейцария) и фирмы, производящие детали станков по ее лицензиям, плскснлнтбетон (Германия) и т.
д. вязующие, используемые в полимербетонах, представляют собой многокомпонентную систему, содержащую смоляную часть и отверждающий агент. В ряде случаев для придания материалу специфических свойств вводят различные добавки: модификаторы, пластификаторы, эластификаторы и др. Твердость гранитов и полимербетонов приблизительно одинакова (55 — 65 НКС,).
При проектировании деталей из полимербетонов необходимо исходить из технологических особенностей их переработки и физико-механических характеристик (табл. 13.12). Из таблицы видно, что синтегран обладает повышенной демпфирующей способностью, а модуль упругости его и плотность примерно в 3 раза ниже, чем у чугуна. Теплопроводность и теплоемкость синтеграна позволяют изготовлять из него детали, которые незначительно или вообще не реагируют на колебания температуры, вследствие чего повышается точность обработки на станке.
По данным ЭНИМСа, при термической обработке заготовок из синтеграна следует придерживаться следующих рекомендаций: температура нагрева должна составлять 60 — 70' С, скорость нагрева может быть принята 0,8 — 1'С/мин, скорость охлаждения — '0,4 — 0,6'С/мин. Синтегран, так же как и гранит, — труднообрабатываемый материал. Наилучшие результаты при его обработке достигаются при использовании алмазного инструмента. Одним из новых направлений в станкостроении является использование керамических материалов взамен стали и чугуна.
Керамическими материалами называют материалы, полученные при высокотемпературном спекании минеральных порошков. Керамические материалы представляют собой пористые материалы, содержащие сложные оксиды, карбиды или твердые растворы на их основе. Их характерной особенностью является хрупкость. Сопротивление разрушению тем выше, чем мельче кристаллы (1 — 5 мкм) и меньше пористость. Прочные керамические материалы применяют для некоторых от- 313 13.!1. Области применения синтеграна в станкостроении Прапмтшастаа Область применении ткпоаыа летала Тлпы стапкоа Базовые детали Корпусные детали: неподвижные Точные детали Тяжелые Токарные, фрезерные подвижные с рабочими поверхностями трения Летали, к материалам которых предъявляются специальные требовании: немагнитностьь коррозиоиная стойкость, малая теплопроводность Сварные или литые детали, заполненные синтеграном Летали сравнительно малых размеров комбинированной конструкциии из Металла и сннтеграна Станины, стойки, основания, тумбы траверсы, аэростатические направляющие Шпиндельные бабки, корпуса редукторов Каретки, столы, суппорты Измерительные плиты, угольь ники„траверсы, стойки, аэро- статические направляющие Станины, столы, промежуточные плиты, специальные изде- лия Нагруженные станины, столы, траверсы, стойки Лержавки режущего инструмента, центры, элементы крепежной оснастки Шлифовальные, фрезерные, фрезерно-расточные, координатно-расточные, токарные Шлифовальные, фрезерныее Р езерно-расгочные оординатно-расточные, то- карные Измерительные машины, стан ки для сверления печатных плат, измерительный инструу паяц Для электрохимической и маг- нитно-абразивной обработки Повышение уровня вибростойкости, снижение шума, экономия металла.
Предотвращение старения Повышение уровня виброустойчивости, снизкение шума, экономия металла, предотвращение стареиня, возможность создания сложных конструкций Замена природного гранита, снижение трудоемкости механической обработки, экономия алмазного внструмента, Создание сложных конструкцяй, которые практически неиозможно выполнить нз природного гранита Экономия коррозионно-стойкой стали. Возможность создания принципиально новых конструкций Повышение динамической жесткости и вибростойкости Повышение стойкости инструмента и точности обрабатываемых деталей 13.12. Фвзкко-мехшгкческве свойства чугунов, природных гранитов м сквгегрввов Сввгегрев првродвый гре- зят Чггтв Сеейетее Плотность, г/см" Предел прочносгк, МПа: пря сжатии пря растяжении пря изгибе Модуль упругости Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
