СОДЕРЖАНИЕ

 

СОДЕРЖАНИЕ.. 2

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ   4

2. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ.. 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 13

ЗАДАЧА.. 14

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 16

ВВЕДЕНИЕ

 

С  целью  обеспечения  новых  потребностей  народного  хозяйства  при создании   новых   и   приборных   устройств   широко   используют    новые конструкционные   материалы:   сверхчистые,   сверхтвердые,    жаропрочные, порошковые, полимерные  и  другие  материалы,  позволяющие  резко  повысить технический уровень, надежность, снизить затраты на производство. Обработка этих материалов связана со значительными технологическими трудностями.

Развитие и совершенствование любого производства  в  настоящее  время связано  также  и  с  его   автоматизацией,   созданием   робототехнических комплексов,  широким  использованием  вычислительной  техники,   применение станков с числовым программным управлением. Эти элементы  составляют  базу, на которой  создаются  автоматизированные  системы  управления,  становятся возможными  оптимизация  технологических  процессов  и  режимов  обработки, создание гибких автоматизированных производств.

Решение   таких   задач   возможно   только   высококвалифицированными инженерами, в деятельности которых применение на  практике  технологических наук имеет очень  большое  значение.  При  создании  конструкции  различных приборных устройств инженер должен обеспечивать определенные их технические и  эксплуатационные  характеристики  и  надежность  в   работе,   учитывать особенности  технологических  методов   обработки   и   сборки,   а   также экономическую целесообразность изготовления избранной конструкции.

Цель работы – рассмотреть технологию изготовления корпусных деталей.

Задачи работы – дать общую характеристику изготовлению корпусных деталей; рассмотреть основные методы изготовления корпусных деталей.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ


Для изготовления корпуса можно применить полиформальдегид стабилизированный который обладает следующими качествами: высокие антифрикционные и физико-механические свойства, хорошие электроизоляционные свойства, стабильные при увеличении влажности. Для изготовления данного корпуса необходимо использовать литье под давлением и экструзию.

Требования к конструкции деталей из пластмассы. Конфигурация детали, получаемой литьем или прессованием, не должна препятствовать свободному течению массы при формовании. При разработке конструкции детали следует максимально упрощать ее конфигурацию и обращать основное внимание на ее расположение в форме и на расположение литника. Если конфигурацию детали упростить нельзя, то ее необходимо расчленить на более простые, сопрягающиеся между собой элементы. На допустимые размеры детали прежде всего влияет текучесть прессматериала. Особенно это проявляется у тер­мореактивных прессматериалов.

Ответственные или сопрягаемые участки деталей не должны располагаться в плоскости разъема формы, так как на точность размеров детали влияет вели­чина облоя. Следует учитывать, что в пресс-формах прямого или литьевого прессо­вания облой может располагаться по всему контуру изделия, а при литьевом прессовании и литье под давлением требуется дополнительная зачистка места рас­положения литника. При правильном подборе навески материала облой по тол­щине детали не превышает 0,3 мм.

Большая точность деталей обеспечивается при использовании метода литья под давлением. Для увеличения точности деталей применяют формы повышенной жесткости, а также жесткие механизмы смыкания машин[1].

Для беспрепятственного удаления изделий из формы необходимы технологи­ческие уклоны на внешних и внутренних поверхностях детали, параллельных направлениям раскрытия форм или совпадающих с направлением извлечения из детали формующих элементов. Технологические уклоны не делают на плоских монолитных деталях толщиной 5-6 мм и менее. Уклон внутренних поверхностей и отверстий деталей должен быть больше уклона наружных поверхностей. Реко­мендуются следующие углы уклона: наружные поверхности от 15' до 1°, внутрен­ние поверхности от 30' до 2°, отверстия глубиной до 1,5 d от 15 до 45'; ребра жест­кости и выступы от 2 до 10°. Уклоны на деталях из термореактивных материалов, получаемых литьем под давлением, должны выбираться по величине больше, чем при литье под давлением термопластичных материалов.

Толщина стенки детали определяется ее длиной, текучестью материала, механической прочностью, требуемой конфигурацией элемента детали, характеристикой оборудования и режимом переработки. Толщина сплошных сечений из реактопластов должна быть не выше 10-12 мм. Толщину стенок можно уменьшить применением ребер жесткости или приданием стенкам рацио­нальных профилей. Для фенопластов не рекомендуется применять стенки тол­щиной менее 1,5 мм. Разница в толщине стенок не должна превышать 30° наи­меньшей толщины стенки.

 Для изготовления тонкостенных изделий при литье термопластов необхо­димо применять термостатирование форм. Изготовление изделий из поликарбо­ната, полиформальдегида, его сополимера и полиамидов также требует термостатирования формы, а также предварительного подсушивания материала для улуч­шения свойств изделий.

Переходы от большего сечения детали к меньшему выполняются при помощи радиусов закругления или уклонов. Торцы деталей для упроч­нения выполняют в виде непрерывных буртиков по всему контуру детали. Толщина буртиков обычно не пре­вышает 1,5-2 толщин стенки. Уве­личение жесткости деталей достигается ребрами, которые не должны быть толще стенки, к которой они примы­кают. Толщина ребер составляет 0,6-0,8 толщины стенки. Ребра жесткости не должны доходить до опорной поверх­ности детали или до края примыкаю­щего к нему элемента детали на 0,5-1,0 мм. Сечение ребра жесткости должно быть постоянным по всей длине и иметь небольшой технологический уклон.

Углы и грани изделия должны быть скруглены, форма изделия возможно более обтекаемой.

Острые кромки на детали, необходимые по конструктивным требова­ниям, скругляются минимальным радиусом округления 0,5 мм. Радиусы закруг­ления и фаски для деталей из пластмасс и металла регламентированы ГОСТ 10948-64. На одном изделии рекомендуется применять наименьшее число размеров радиусов закругления[2].

В деталях из пластмасс следует применять отверстия наиболее простых форм.

Наиболее простые - цилиндрические отверстия, они могут быть сквозными или глухими.

Наиболее распространены отверстия постоянного диаметра. Но могут быть и другие формы отверстий. Можно получать отверстия со смещенными и наклонными к вертикали осями и отверстия, пересекающиеся под углом.

Направление осей отверстий, не совпадающее с направле­нием прессования или съема изделия, нежелательно. Диаметры отверстий выби­рают по ГОСТ 6636-60. Расстояния между соседними отверстиями или отверстием и краем изделия должны быть не менее диаметра отверстия. Отверстия диаметром менее 1,5 мм рекомендуется изготовлять сверлением. Конструкция детали не должна по возможности иметь выступов или при­ливов значительной длины. Высота выступов и приливов не должна превышать 1/2 высоты основной стенки, при этом необходимо предусматривать их плавное утолщение.

 Накатку и рифление выполняют прямыми ребрами, параллельными направ­лению выталкивания детали из формы. На конических и цилиндрических поверх­ностях не допускаются винтовые или сетчатые рифления.

Ширина ребер рифления должна быть не менее 0,3-0,5 мм, а высота возвышения над базовой поверх­ностью не должна превышать их ширины. При рифлении цилиндрической по­верхности или поверхности, имеющей съемный уклон, ребра рифления должны иметь съемные уклоны, превышающие уклон базовой поверхности. Наиболее целесообразно применять па цилиндрических и конических наружных поверх­ностях глухие ребра рифления. Для плоских Поверхностей применяют прямое (параллельное) и сетчатое рифление полукруглого или треугольного сечения. При сетчатом рифлении взаимное пересечение ребер должно быть в пре­делах 60-90°. Рифление плоских наружных поверхностей целесообразно выполнять так, чтобы ребра рифления были заподлицо с плоскостью изделия или несколько ниже.

Резьбы в пластмассовых изделиях получают тремя основными способами:

1) непосредственно при прессовании или литье изделия;

2) механической обработ­кой отдельных элементов изделия;

3) вставкой металлических частей, имеющих резьбы.

На деталях из пластмасс можно получать наружную, и внутреннюю резьбу различного профиля. Можно применять резьбу метрическую, дюймовую, трубную, цилиндрическую по ГОСТ 6357-52, коническую дюймовую по ГОСТ 6111-52 и др. Метрическая резьба на деталях диаметром 1-20 мм регламентирована ГОСТ 11709-66. Диаметры и шаги резьбы выбирают по ГОСТ 8724-58; не рекомендуется применять шаги 0,5, 0,75, 1,0 мм для диаметров резьбы соответственно свыше 16, 18, 36 мм. Основные резьбы с крупным и мелким шагом выбирают по ГОСТ 9150-59. Шаг резьбы выбирают в соответствии с приложением к ГОСТ 11709-66. Для термореактивных материалов с порошкообразным наполнителем наиболее прочной является резьба с шагом 1,5 мм. Резьбы с более крупными или меньшими шагами имеют меньшую прочность. На термопластичных материалах можно получить резьбу с любым шагом[3].

Наиболее экономичными и производительными способами получения резьбы являются компрессионное и литьевое прессование и литье под давлением. Резьбы могут быть получены с точностью классов 2а, 3 и 4. Процесс получения наружных резьб технологически проще процесса получения внутренних резьб, так как первые могут быть оформлены разъемными матрицами, а внутренние резьбы требуют свинчивания детали. Если прочность резьбы должна быть высокой или деталь. Необходимо часто отвинчивать, резьбу следует нарезать на металлических встав­ках, заделанных при формовании.

Резьбы легче нарезать на деталях из термореактивных пластиков с волокни­стыми наполнителями, чем на деталях из порошкообразных материалов.

Для соединений, требующих точности, следует применять метрическую резьбу по ГОСТ 11709-66. При расчете диаметра резьбы необходимо учитывать усадку материала и оставлять зазор между винтом и гайкой больше, чем для изделий из металла.

При длине резьбы более 20-25 мм усадку рассчитывают и для шага резьбы. Для более грубых резьбовых соединений применяют резьбу круглого профиля. Шаг резьбы 2,5-4 мм. Для всех видов прессуемых резьб обязательно наличие фаски или кольцевой выточки на конце резьбы. Величина фаски регламентиро­вана ГОСТ 10549-63. Для наружной резьбы наличие фаски на заходной части нежелательно: затрудняет изготовление формующего элемента. В тонкостенных изделиях следует предусматривать вместо фаски выточку для сбега и выхода резьбы. Размер выточки составляет 0,5-1,0 мм. Для увеличения жесткости, точности, электро- и теплопроводности деталей используют металлическую арматуру из стали, латуни, бронзы. Стержневая арматура крепится в пластмассовых деталях при помощи шестигранной или квадратной головки. Вокруг арматуры необходимо иметь материал толщиной не менее 2/.., диаметров головки. Проволочную арматуру закрепляют с помощью различных отгибов, разрезов, расплющивания арматуры. Листовую арматуру крепят с по­мощью вырезов, отверстий, отгибов. Поверхность арматуры подвергают грубой обработке.

Надписи на деталях получают обычно в процессе прессования или литья. В некоторых случаях надписи наносят после изготовления детали гравировкой, печатанием и др. Наименьшая высота надписей 0,3-0,5 мм. Буквы высотой больше 0,75 мм выполняют у основания шире, чем у вершины. Для защиты вы­пуклого шрифта от повреждений надписи помещают в углубления. Углубления должны быть такими, чтобы надписи не выступали за пределы наружной поверх­ности детали.

Взаимозаменяемость деталей определяется их допуском при изготовлении. Для пластмасс допуск зависит от колебания размеров, определяемых главным образом усадкой. Усадка зависит от многих факторов: конструктивных (располо­жение литника, разнотолщинность, отношение толщины к длине), технологи­ческих (равномерность температур, технология литья, свойства материала) и др. Допуск должен примерно в 2,5 раза превышать колебания усадки.

Качество поверхности деталей, полученных прессованием и литьем, опре­деляется чистотой поверхности прессовых и литьевых форм.

Детали из пластических масс изготавливаются формованием (физико-химическими механическим воздействием на материал, находящийся в вязкотекучем или вязкоэластическом состоянии) и обработкой (физико-химическим и механи­ческим воздействием на материал, находящийся в твердом состоянии).

В зависимости от химических и физико-механических свойств материалы перерабатываются различными способами. Термопластичные материалы фор­муются в изделия: литьем под давлением, компрессионным прессованием, вакуумформованием, раздувом, а в заготовки и полупродукты - экструзией (трубы, листы, пленки), обрабатываются они путем сварки, склейки, крашения, механи­ческими способами (например, резанием). Термореактивные материалы фор­муются в конструкционные изделия: литьем под давлением, литьевым прессова­нием, компрессионным прессованием, а в заготовки (листовые, трубные и др.) - прессованием; обрабатываются они механическим путем (резка, точение, сверле­ние, фрезерование), склейкой.

Метод переработки термопластичных пластмасс литьем под давлением заклю­чается в размягчении материала до вязкотекучего состояния в нагревательном цилиндре и инжекции его в охлаждаемую форму, в которой материал затверде­вает. Температуры цилиндра и формы регулируются и изменяются в зависимости от свойств перерабатываемого материала. В литьевых машинах со шнековой пластикацией материал пласти­фицируется в инжекторном цилиндре при вращении шнека. Пластикация материала происходит от тепла внешних нагревателей и от внутреннего тепла. При поступательном движении шнека материал впрыскивается в замкнутую форму[4].


2. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ


Существует большое количество методов изготовления деталей и приборов в целом. Наиболее часто применяемыми в приборостроении являются:

·        литье;

·        обработка давлением;

·        прессование пластмасс;

·        обработка резанием;

·        и пр.

Заранее отдавать предпочтение тому или иному методу нельзя, так как это может  в  дальнейшем  значительно  усложнить  производство.  Выбор   метода производства определяется на основе анализа технологической себестоимости.

Рассмотрим основную суть названных методов.

Формообразование  -  изготовление  заготовки  или  изделия  из  жидких, порошковых или волоконных материалов.

Литье  -  изготовление  заготовки  или  изделия  из  жидкого  материала заполнением  им  полости   заданных   форм   и   размеров   с   последующим затвердеванием.  Литьем можно  изготовлять  сложные  отливки  с  минимальным расходом металла, 12-18  кволитета   точности,  с  параметром  шероховатости поверхности от Rz=20 мкм до Ra=1,25 мкм.. Относительный вес литых деталей в приборах может достигать 40%.

Формование - формообразование из порошкового или волоконного  материала при помощи заполнения им полости заданных форм  и  размеров  с  последующим сжатием.

Обработка  давлением  -   обработка,   заключающаяся   в   пластическом деформировании  или  разделении  материала   (без   образования   стружки).

Обработкой  давлением  можно  изготовлять  детали  с  минимальным  расходом металла, с точностью до 5-9 квалитета точности, с параметром  шероховатости Rz=20 до Ra=0,05 мкм. Детали отличаются высокой прочностью и легкостью.  До 70-85%  количества  деталей  в  приборах  составляют   детали,   полученные обработкой давлением.

Прессование  пластмасс   -   метод   производства,   при   котором   из искусственного материала  -  пластической  массы  -  под  давлением  и  при нагревании  получают  в  форме  (инструменте)  детали.  Эти  методом  можно получать детали сложной конфигурации; характерной особенностью прессованных из   пластмасс   деталей   являются   их   физические    свойства:    малая теплопроводность,   электроизоляция,   высокие   механические     свойства.

Применяют такие детали для корпусных деталей. При обработке получают  10-12 квалитет точности, с параметром шероховатости  поверхности  не хуже  Ra  не хуже 1,25 мкм.

Обработка резанием  -  обработка,  заключающаяся  в  образовании  новых поверхностей  отделением  поверхностных  слоев  материала  с   образованием стружки. Можно получать сложные детали с высокой степенью точности  до  5-8 квалитета  и с высоким качеством поверхности до Rz  не хуже 0,005мкм.

Заготовка  -  предмет  производства,  из  которого  изменением   формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала  изготовляют  деталь  [ГОСТ 3.1109-82]).

Применяемость методов:

Литье применяют в зависимости от вида в единичном, сирийном и  массовом производствах.

Обработку давлением в зависимости от вида - в мелкосерийном, серийном и массовом производствах.

Обработку резанием при любом методе производства.

Важно отметить трудоемкость деталей, изготовляемых различными  методами при различных видах производства. Отметим,  что  с  увеличением  серийности производства объем применяемых методов производства  в  различных  отраслях будет значительно перераспределяться[5].


 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Эксплуатационные  характеристики  деталей  (износостойкость,  стойкость против коррозии, прочность, величина  сил  трения  и  др.)  в  значительной степени зависят от качества поверхности.

Под  качеством  поверхности  деталей  понимают  физико-механическое   и геометрическое состояние поверхности.

С физико-механической  точки  зрения  качество  поверхности  определяют отклонение физических и механических свойств поверхностного слоя металла от его свойств в середине  детали.  При  каждом  методе  обработки  происходит изменение  поверхностного  слоя.  Так  при  резании  возникают   структуры, микротвердости  (степень   и   глубина   наклепа),   возникают   остаточные напряжения.

В процессе резания происходит пластическое деформирование слоя  металла и изменение структуры. Металл  в  результате  пластического  деформирования становится упрочненным: увеличивается  прочность  и  появляются  остаточные напряжения.

Степень упрочнения  и  глубина  упрочненного  слоя  зависят  от  метода обработки, режима резания, геометрии  состояния  (остроты)  рабочей  кромки инструмента и свойств исходного металла, скорости резания.

Степень упрочнения и глубину упрочненного слоя обработанной поверхности определяют путем измерения микротвердости на поверхности среза прибором ПМТ-3.

ЗАДАЧА


Возможны два варианта технологии производства металлической детали: технология «А» и технология «Б».

Технология «А»: Выплавка стали – производство листового проката – механическая обработка листового проката.

Технология «Б»: Выплавка стали – производство спецпрофиля (проката) – механическая обработка спецпрофиля.

Определите эффективность использования металла (сквозной коэффициент использования металла) по каждому варианту, если эффективность его использования по отдельным технологическим переделам представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Исходные данные для решения задачи

Показатели

Единица измерения

Технология «А»

Технология «Б»

Вес металлозаготовки в кислородном конвертере

Т

300

300

Вес годных стальных слитков

Т

270

270

Расходный коэффициент металла в прокатном производстве

Кг/т

1200

1400

Коэффициент использования металла при механической обработке проката

Доли единицы

0,71

0,86

Решение:

1.     Сначала нужно найти выход годных слитков по вариантам технологий.

Он рассчитывается следующим образом:

Технология «А»: Вг.сл.А = 270/300 = 0,9.

Технология «Б»: Вг.сл.Б = 270/300 = 0,9.

2.     Для расчета выхода готового проката необходимо посчитать вес готового проката. Он рассчитывается следующим образом:

Технология «А»: вес готового проката = 270000/1200 = 225 т.

Технология «Б»: вес готового проката = 270000/1400 = 193 т.

Далее рассчитывается выход готового проката по технологиям.

Он рассчитывается следующим образом:

Технология «А»: Вг.п.А = 225/270 = 0,83.

Технология «Б»: Вг.п.Б = 193/270 = 0,71.

3.     Третьим этапом является нахождение коэффициента использования металла в металлообработке. Этот показатель берется из таблицы 1.

4.     Находим сквозной коэффициент использования металла, перемножив все выше рассчитанные показатели:

Он рассчитывается следующим образом:

Технология «А»: КИ.М = 0,9*0,83*0,71 = 0,53.

Технология «Б»: ВИ.М. = 0,9*0,71*0,86 = 0,55.

5.     Исходя из расчетов можно сделать вывод, что лучше использовать технологию «Б», так как коэффициент использования металла выше. Это означает, что годных деталей оказывается больше, чем при использовании технологии «А».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1.     Вороненко В.П., Схиртладзе А.Г., Брюханов В.Н. Машиностроительное производство: Учебник. – М.: Высшая школа, 2001.

2.     Дианов В.Ф., Дюдин Б.В. Физические методы и технология неразрушающего контроля материалов, сварных соединений и изделий ч.1.Учебное пособие. Таганрог. ТРТУ. 1995.

3.     Колесов И.М. Основы технологии машиностроения. Учебник. – М. Высшая школа, 2001.

4.     Машиностроение. Терминологический словарь под ред. М.К. Усова, Э.Ф. Богданова. – М.: Машиностроение, 1995.

5.     Основы отраслевых технологий и организации производства под ред. В.К.Федюкина. – С-Пб.:Политехника, 2002.

6.     Глозман И.А. Пьезокерамика. М.: Энергия. 1967.

7.     Справочник Пьезокерамические преобразователи / Под ред. С.И. Пугачова. Л.: Судостроение, 1984.

8.     Технология машиностроения. Под ред. Дальского А.М. Учебник в 2 т. – М.: МГТУ им. Баумана Н.Э., 2001.

9.     Ханке Х.-И., Фабиан Х. Технология производства РЭА: Пер. с нем. / Под ред. В.Н. Черняева. - М.: Энергия. 1980.

[1] Головня В.Г. Технология деталей радиоаппаратуры. - М.: Радио и связь, 1983. С. 228.


[2] Ханке Х.-И., Фабиан Х. Технология производства РЭА: Пер. с нем. / Под ред. В.Н. Черняева. - М.: Энергия. 1980. С. 264.


[3] Глозман И.А. Пьезокерамика. М.: Энергия. 1967. С. 102.


[4] Дианов В.Ф., Дюдин Б.В. Физические методы и технология неразрушающего контроля материалов, сварных соединений и изделий ч.1.Учебное пособие. Таганрог. ТРТУ. 1995.  С. 188-189.


[5] Справочник Пьезокерамические преобразователи / Под ред. С.И. Пугачова. Л.: Судостроение, 1984. С. 131.