Способы получения изделий обработкой давлением

Обработка металлов давлением – ОМД: разновидности и особенности технологии

ОМД, или обработка металлов давлением, возможна благодаря тому, что такие материалы отличаются высокой пластичностью. В результате пластической деформации из металлической заготовки можно получить готовое изделие, форма и размеры которого соответствуют требуемым параметрам. Обработка металла давлением, которая может выполняться по различным технологиям, активно используется для выпуска продукции, применяемой в машиностроительной, авиационной, автомобилестроительной и других отраслях промышленности.

Обработка листового металла давлением на прокатном станке

Физика процесса обработки металлов давлением

Сущность обработки металлов давлением состоит в том, что их атомы такого материала при воздействии на них внешней нагрузки, величина которой превышает значение его предела упругости, могут занимать новые устойчивые положения в кристаллической решетке. Такое явление, которым сопровождается прессование металла, получило название пластической деформации. В процессе пластической деформации металла изменяются не только его механические, но и физико-химические характеристики.

В зависимости от условий, при которых происходит ОМД, она может быть холодной или горячей. Различия их состоят в следующем:

1. Горячая обработка металла выполняется при температуре, которая выше температуры его рекристаллизации.
2. Холодная обработка металлов, соответственно, осуществляется при температуре, находящейся ниже температуры, при которой они рекристаллизуются.

Ковка раскаленной заготовки на молоте – вид горячей обработки металла давлением

Виды обработки

Обрабатываемый давлением металл в зависимости от используемой технологии подвергается:

Основные виды обработки металла давлением

Прокатка

Прокатка – это обработка давлением заготовок из металла, в ходе которой на них воздействуют прокатные валки. Целью такой операции, для выполнения которой необходимо использование специализированного оборудования, является не только уменьшение геометрических параметров поперечного сечения металлической детали, но и придание ей требуемой конфигурации.

Виды прокатных валков

На сегодняшний день прокатку металла выполняют по трем технологиям, для практической реализации которых необходимо соответствующее оборудование.

Это прокатка, являющаяся одним из самых популярных методов обработки по данной технологии. Сущность такого способа обработки металла давлением заключается в том, что заготовка, проходящая между двумя валками, вращающимися в противоположные стороны, обжимается до толщины, соответствующей зазору между этими рабочими элементами.

По такой технологии обрабатывают давлением металлические тела вращения: шары, цилиндры и др. Выполнение обработки данного типа не предполагает, что заготовка совершает поступательное движение.

Это технология, которая представляет собой нечто промежуточное между продольной и поперечной прокаткой. С ее помощью преимущественно обрабатываются полые металлические заготовки.

Виды прокатки металла

Ковка

Такая технологическая операция, как ковка, относится к высокотемпературным методам обработки давлением. Перед началом ковки металлическую деталь подвергают нагреву, величина которого зависит от марки металла, из которого она изготовлена.

Обрабатывать металл ковкой можно по нескольким методикам, к которым относятся:

• ковка, выполняемая на пневматическом, гидравлическом и паровоздушном оборудовании;
• штамповка;
• ковка, выполняемая вручную.

При машинной и ручной ковке, которую часто называют свободной, деталь, находясь в зоне обработки, ничем не ограничена и может принимать любое пространственное положение.

Ручная ковка используется в кузнечных мастерских при изготовлении небольшого количества изделий

Машины и технология обработки металлов давлением по методу штамповки предполагают, что заготовка предварительно помещается в матрицу штампа, которая препятствует ее свободному перемещению. В результате деталь принимает именно ту форму, которую имеет полость матрицы штампа.

К ковке, относящейся к основным видам обработки металлов давлением, обращаются преимущественно в единичном и мелкосерийном производстве. Разогретую деталь при выполнении такой операции располагают между ударными частями молота, которые называются бойками. При этом роль подкладных инструментов могут играть:

• обычный топор:
• обжимки различных типов;
• раскатка.

Прессование

При выполнении такой технологической операции, как прессование, металл вытесняется из полости матрицы через специальное отверстие в ней. При этом усилие, которое необходимо для осуществления такого выдавливания, создается мощным прессом. Прессованию преимущественно подвергают детали, которые изготовлены из металлов, отличающихся высокой хрупкостью. Методом прессования получают изделия с полым или сплошным профилем из сплавов на основе титана, меди, алюминия и магния.

Прессование в зависимости от материала изготовления обрабатываемого изделия может выполняться в холодном или горячем состоянии. Предварительному нагреву перед прессованием не подвергают детали, которые изготовлены из пластичных металлов, таких как чистый алюминий, олово, медь и др. Соответственно, более хрупкие металлы, в химическом составе которых содержится никель, титан и др., подвергаются прессованию только после предварительного нагрева как самой заготовки, так и используемого инструмента.

Установка холодного прессования изделий из листового металла

Прессование, которое может выполняться на оборудовании со сменной матрицей, позволяет изготавливать металлические детали различной формы и размеров. Это могут быть изделия с наружными или внутренними ребрами жесткости, с постоянным или разным в различных частях детали профилем.

Волочение

Основным инструментом, при помощи которого выполняется такая технологическая операция, как волочение, является фильера, называемая также волокой. В процессе волочения круглая или фасонная металлическая заготовка протягивается через отверстие в фильере, в результате чего и формируется изделие с требуемым профилем поперечного сечения. Наиболее ярким примером использования такой технологии является процесс производства проволоки, который предполагает, что заготовка большого диаметра последовательно протягивается через целый ряд фильер, в итоге превращаясь в проволоку требуемого диаметра.

Технологические процессы получения проволоки методом волочения

Классифицируется волочение по целому ряду параметров. Так, оно может быть:

• сухим (если выполняется с применением мыльной стружки);
• мокрым (если для его выполнения используется мыльная эмульсия).

По степени чистоты формируемой поверхности волочение может быть:

Линия волочения медной проволоки

По кратности переходов волочение бывает:

• однократным, выполняемым за один проход;
• многократным, выполняемым за несколько проходов, в результате которых размеры поперечного сечения обрабатываемой заготовки уменьшается постепенно.

По температурному режиму этот вид обработки металла давлением может быть:

Объемная штамповка

Сущность такого способа обработки металла давлением, как объемная штамповка, состоит в том, что получение изделия требуемой конфигурации осуществляется при помощи штампа. Внутренняя полость, которая сформирована конструктивными элементами штампа, ограничивает течение металла в ненужном направлении.

В зависимости от конструктивного исполнения штампы могут быть открытыми и закрытыми. В открытых штампах, применение которых позволяет не придерживаться точного веса обрабатываемой заготовки, предусмотрен специальный зазор между их подвижными частями, в который может выдавливаться избыток металла. Между тем использование штампов открытого типа вынуждает специалистов заниматься удалением облоя, образующегося по контуру готового изделия в процессе его формирования.

Особенностью горячей штамповки металла является воздействие высокой температуры, вследствие чего заготовка деформируется, принимая форму штампа

Между конструктивными элементами штампов закрытого типа такой зазор отсутствует, и формирование готового изделия происходит в замкнутом пространстве. Для того чтобы обрабатывать металлическую заготовку при помощи такого штампа, ее вес и объем должны быть точно рассчитаны.

Листовая штамповка

При помощи листовой штамповки готовые изделия получают из листового металла. В зависимости от того, какого результата необходимо добиться в процессе выполнения такой технологической операции, различают штамповку:

1. разделительную (отрезка, вырубка и пробивка);
2. формообразующую (гибка, вытяжка, раздача, отбортовка, чеканка и др.).

Для выполнения листовой штамповки используют гидравлические или кривошипно-шатунные прессы, рабочими органами которых являются штампы, состоящие из матрицы и пунсона.

Примеры изделий, изготовленных методом листовой штамповки

Качество готового изделия, которое обеспечивает листовая штамповка, позволяет не подвергать его последующей механической обработке. Для того чтобы обеспечить это качество, матрица и пунсон должны быть хорошо разработаны и изготовлены с высокой степенью точности.

Листовая штамповка – это одна из наиболее распространенных методик ОМД, которая активно применяется почти во всех отраслях промышленности. По такой технологии, в частности, производят как мельчайшие детали радиоэлектронных устройств, так и массивные кузова автотранспортных средств.

Получить более полное представление о способах обработки металла давлением, позволяет видео, демонстрирующее их в мельчайших подробностях.

Источник

Основы обработки металлов давлением

ОМД, или обработка металлов давлением, возможна благодаря тому, что такие материалы отличаются высокой пластичностью. В результате пластической деформации из металлической заготовки можно получить готовое изделие, форма и размеры которого соответствуют требуемым параметрам. Обработка металла давлением, которая может выполняться по различным технологиям, активно используется для выпуска продукции, применяемой в машиностроительной, авиационной, автомобилестроительной и других отраслях промышленности.

Обработка листового металла давлением на прокатном станке

Физика процесса обработки металлов давлением

Сущность обработки металлов давлением состоит в том, что их атомы такого материала при воздействии на них внешней нагрузки, величина которой превышает значение его предела упругости, могут занимать новые устойчивые положения в кристаллической решетке. Такое явление, которым сопровождается прессование металла, получило название пластической деформации. В процессе пластической деформации металла изменяются не только его механические, но и физико-химические характеристики.

В зависимости от условий, при которых происходит ОМД, она может быть холодной или горячей. Различия их состоят в следующем:

1. Горячая обработка металла выполняется при температуре, которая выше температуры его рекристаллизации.
2. Холодная обработка металлов, соответственно, осуществляется при температуре, находящейся ниже температуры, при которой они рекристаллизуются.

Ковка раскаленной заготовки на молоте – вид горячей обработки металла давлением

Виды обработки

Обрабатываемый давлением металл в зависимости от используемой технологии подвергается:

1. прокатке;
2. ковке;
3. прессованию;
4. волочению;
5. объемному штампованию;
6. листовому штампованию;
7. обработке, выполняемой комбинированными способами.

Основные виды обработки металла давлением

Прокатка

Прокатка – это обработка давлением заготовок из металла, в ходе которой на них воздействуют прокатные валки. Целью такой операции, для выполнения которой необходимо использование специализированного оборудования, является не только уменьшение геометрических параметров поперечного сечения металлической детали, но и придание ей требуемой конфигурации.

Виды прокатных валков

На сегодняшний день прокатку металла выполняют по трем технологиям, для практической реализации которых необходимо соответствующее оборудование.

Это прокатка, являющаяся одним из самых популярных методов обработки по данной технологии. Сущность такого способа обработки металла давлением заключается в том, что заготовка, проходящая между двумя валками, вращающимися в противоположные стороны, обжимается до толщины, соответствующей зазору между этими рабочими элементами.

По такой технологии обрабатывают давлением металлические тела вращения: шары, цилиндры и др. Выполнение обработки данного типа не предполагает, что заготовка совершает поступательное движение.

Это технология, которая представляет собой нечто промежуточное между продольной и поперечной прокаткой. С ее помощью преимущественно обрабатываются полые металлические заготовки.

Виды прокатки металла

Ковка

Такая технологическая операция, как ковка, относится к высокотемпературным методам обработки давлением. Перед началом ковки металлическую деталь подвергают нагреву, величина которого зависит от марки металла, из которого она изготовлена.

Обрабатывать металл ковкой можно по нескольким методикам, к которым относятся:

• ковка, выполняемая на пневматическом, гидравлическом и паровоздушном оборудовании;
• штамповка;
• ковка, выполняемая вручную.

При машинной и ручной ковке, которую часто называют свободной, деталь, находясь в зоне обработки, ничем не ограничена и может принимать любое пространственное положение.

Ручная ковка используется в кузнечных мастерских при изготовлении небольшого количества изделий

Машины и технология обработки металлов давлением по методу штамповки предполагают, что заготовка предварительно помещается в матрицу штампа, которая препятствует ее свободному перемещению. В результате деталь принимает именно ту форму, которую имеет полость матрицы штампа.

К ковке, относящейся к основным видам обработки металлов давлением, обращаются преимущественно в единичном и мелкосерийном производстве. Разогретую деталь при выполнении такой операции располагают между ударными частями молота, которые называются бойками. При этом роль подкладных инструментов могут играть:

• обычный топор:
• обжимки различных типов;
• раскатка.

Прессование

При выполнении такой технологической операции, как прессование, металл вытесняется из полости матрицы через специальное отверстие в ней. При этом усилие, которое необходимо для осуществления такого выдавливания, создается мощным прессом. Прессованию преимущественно подвергают детали, которые изготовлены из металлов, отличающихся высокой хрупкостью. Методом прессования получают изделия с полым или сплошным профилем из сплавов на основе титана, меди, алюминия и магния.

Прессование в зависимости от материала изготовления обрабатываемого изделия может выполняться в холодном или горячем состоянии. Предварительному нагреву перед прессованием не подвергают детали, которые изготовлены из пластичных металлов, таких как чистый алюминий, олово, медь и др. Соответственно, более хрупкие металлы, в химическом составе которых содержится никель, титан и др., подвергаются прессованию только после предварительного нагрева как самой заготовки, так и используемого инструмента.

Установка холодного прессования изделий из листового металла

Прессование, которое может выполняться на оборудовании со сменной матрицей, позволяет изготавливать металлические детали различной формы и размеров. Это могут быть изделия с наружными или внутренними ребрами жесткости, с постоянным или разным в различных частях детали профилем.

Волочение

Основным инструментом, при помощи которого выполняется такая технологическая операция, как волочение, является фильера, называемая также волокой. В процессе волочения круглая или фасонная металлическая заготовка протягивается через отверстие в фильере, в результате чего и формируется изделие с требуемым профилем поперечного сечения. Наиболее ярким примером использования такой технологии является процесс производства проволоки, который предполагает, что заготовка большого диаметра последовательно протягивается через целый ряд фильер, в итоге превращаясь в проволоку требуемого диаметра.

Технологические процессы получения проволоки методом волочения

Классифицируется волочение по целому ряду параметров. Так, оно может быть:

• сухим (если выполняется с применением мыльной стружки);
• мокрым (если для его выполнения используется мыльная эмульсия).

По степени чистоты формируемой поверхности волочение может быть:

Линия волочения медной проволоки

По кратности переходов волочение бывает:

• однократным, выполняемым за один проход;
• многократным, выполняемым за несколько проходов, в результате которых размеры поперечного сечения обрабатываемой заготовки уменьшается постепенно.

По температурному режиму этот вид обработки металла давлением может быть:

Объемная штамповка

Сущность такого способа обработки металла давлением, как объемная штамповка, состоит в том, что получение изделия требуемой конфигурации осуществляется при помощи штампа. Внутренняя полость, которая сформирована конструктивными элементами штампа, ограничивает течение металла в ненужном направлении.

В зависимости от конструктивного исполнения штампы могут быть открытыми и закрытыми. В открытых штампах, применение которых позволяет не придерживаться точного веса обрабатываемой заготовки, предусмотрен специальный зазор между их подвижными частями, в который может выдавливаться избыток металла. Между тем использование штампов открытого типа вынуждает специалистов заниматься удалением облоя, образующегося по контуру готового изделия в процессе его формирования.

Особенностью горячей штамповки металла является воздействие высокой температуры, вследствие чего заготовка деформируется, принимая форму штампа

Между конструктивными элементами штампов закрытого типа такой зазор отсутствует, и формирование готового изделия происходит в замкнутом пространстве. Для того чтобы обрабатывать металлическую заготовку при помощи такого штампа, ее вес и объем должны быть точно рассчитаны.

Получение заготовок и деталей методами обработки давлением

г) по числу оформляющих гнезд.

По связи с прессом пресс-формы разделяются на съемные, полустационарные и стационарные.

Съемные пресс-формы (рисунок 14) не закрепляются на прессе и не имеют собст­венного обогрева; после оформления изделия они снимаются с пресса для разъема, извлече­ния изделия и загрузки прессмассой. Применяются в мелкосерийном производстве. Конструк­ции, детали и узлы съемных пресс-форм нормализованы МН 1451-61 – МН 1513-61.

Полустационарные пресс-формы (рисунок 15) закрепляются на прессе, имеют собственный обогрев и снабжены выдвижной кассетой с укрепленными в ней пуансонами, матрицами или знаками.

Разгрузка (а в некоторых случаях и загрузка) кассет производится .вне пресса. Полустационарные пресс-формы применяются для изготовления резьбовых и армированных изделий.

Стационарные пресс-формы закрепляются на прессе и имеют собственныйобогрев; весь цикл изготовления изделий осуществляется непосредственно на прессе. Применяются в массовом производстве. Конструкции, детали и узлы стационарных пресс-форм нормализованы MH 1514-61– МН 1535-61.

В целях экономии материала и уменьшения трудоемкости изготовления пресс-форм рекомендуется применять полустационарные и стационарные пресс-формы со смен­ными пакетами к универсальному блоку (рисунок 16). Конструкции, детали и узлы универсаль­ных блоков и сменных пакетов пресс-форм нормализованы МН 1515-61 – МН 1518-61.

Рисунок 14. Съемная пресс-форма

Рисунок 15. Полустационарная пресс-форма

По направлению плоскости разъема оформляющих деталей пресс-формы разде­ляются на следующие:

· пресс-формы с горизонтальным разъемом, в которых оформляющие детали рас­крываются по плоскости А – А в направлении хода плунжера пресса (рисунки 7, 11, 12);

· пресс-формы с матрицами, имеющими – вертикальный разъем (например, клиновые рисунок 17), в которых матрица разнимается по плоскости Б – Б перпендикулярно направлению хода плунжера пресса (МН 1463-61 – МН 1467-61).

По конструктивному выполнению оформляющего гнезда пресс-формы прямого прессования разделяются на следующие типы:

1. Пресс-формы открытые (рисунок 18), в которых оформляющее гнездо является одновременно и загрузочной полостью. Применяются для изготовления изделий больших габа­ритов при сравнительно тонких стенках, когда прессмасса полностью помещается в оформляющем гнезде матрицы.

К недостаткам пресс-форм данного типа относятся повышенный процент брака изделий из-за недопрессовки, а также повышенный расход прессмассы на единицу изделия- Пре­имущество таких пресс-форм заключается в их простой конструкции.

2. Пресс-формы закрытые поршневые (рисунок 19, а), в которых оформляющее гнездо является непосредственным продолжением загрузочной полости; применяются для прессования волокнистых материалов, а также материалов с малой текучестью.

По числу оформляющих гнезд пресс-формы разделяются на одногнездные и много-гнездные. Применение многогнездных пресс-форм повышает производительность процесса прессования и снижает себестоимость прессуемых изделий.

Рисунок 16. Пресс-форма со сменными пакетами

Рисунок 17. Прессформа с матрицей, имеющей вертикальный разъем

Рисунок 18. Открытая прессформа

Рисунок 19. Схема закрытой (а) и закрытой с перетеканием (б) пресс-форм Конструкция стационарной пресс-формы для литьевого прессования представлена на рисунке 21. Устройство и принцип действия пресс-формы следующие: Принцип ее ра­боты заключается в использовании движения нижнего цилиндра вы­талкива­теля пресса для осуществления процессов литьевого прессования и извлечения изделия. Смыкание пресс-формы происходит за счет усилия основного (верхнего) цилин­дра пресса. Формующие полости выполнены в верхней по­движной плите 12, которая является пу­ансо­ном. Там же расположена литниковая система со вставным рас­секателем 1. Верх­ний конец цилин­дра 4 для размеще­ния пресс-материала имеет наклонные канавки, сов­падаю­щие с литниковыми каналами, выполненными в пуансоне. Под действием плунжера 5 пресс-мате­риал по этим каналам поступает в формующие по­лости. Литниковая система в рассмотренной конструкции пресс-формы состоит по суще­ству только из одного канала. В конструкциях с верхней загрузочной каме­рой литниковая сис­тема, как правило, более разветвленная, состоит из нескольких элементов: основного лит­ника, по которому пресс-масса поступает из каме­ры (он имеет круглое, реже – прямо­угольное попереч­ное сечение); разводящих литников, ответвляющихся от основного; они имеют прямоугольное или трапеце­и­дальное поперечное сечение; впускных литников, че­рез которые пресс-масса поступает непосред­ственно в оформляющее гнездо пресс-формы (они выполняются в основном прямоугольными). Конструкция разборной пресс-формы для литьевого прессования представлена на рис. 22. Конструктивно любая пресс-форма для прессования резины или пластмасс состоит из плит (поз. 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10) и формообразующих стержней (поз. 13, 11, 1, 2, 16) и вкладышей (поз. 4). Для базирования плит относительно друг друга при сборке пресс-формы в ее конструкцию входят также направляющие колонки (поз. 24, 23). Основная особенность разборных пресс-форм заключается в том, что они разбираются для извлечения каждой отпрессованной детали и вновь собираются для подготовки прессования следующей детали. Для повышения технологичности конструкции пресс-формы за счет возможности применения подгонных операций при ее изготовлении, в конструкции пресс-формы могут применяться направляющие втулки (поз. 12). Кроме того, при необходимости, пресс-форма содержит гнезда (поз. 14, 15) для установки закладываемой в пресс-форму перед прессованием арматуры. Работа с разборной пресс-формой практически невозможна без применения съемников (поз. 17, 18) – деталей, при помощи которых осуществляется разделение плит пресс-формы при ее разборке. Не подлежащие разделению при извлечении детали плиты свинчены винтами (поз. 19, 20). Поскольку разборная пресс-форма устанавливается на нагреваемые плиты пресса, она содержит ручки (поз. 21, 22) для переноса пресс-формы вручную с верстака на нагреваемые плиты пресса и обратно. Разборка пресс-формы на верстаке производится посредством упора соответствующих элементов съемников (поз. 25, 26) в ступенчатые специальные пазы, выполненные на плитах пресс-формы. Рисунок 21. Общий вид стационарной многогнездной пресс-формы для литьевого прессования Рисунок 22. Конструкция разборной пресс-формы для литьевого прессования Прессование резины На приборостроительных предприятиях изготовляются специ­альные резиновые из­делия довольно обширной номенклатуры. Эти изделия получают путем вырезки из стан­дартной листовой резины, а также из сырой резины, подвергаемой прессованию и вулка­низации. Довольно разнообразна номенклатура изделий и из обрезиненной металлической арматуры. Типовые технологические процессы изготовления изделий из сырой резины, применяемые в приборостроении Подготовка сырой резины Поступившая на пред­приятие партия сырой резины проверяется на соответствие требованиям ГОСТ или ТУ, после чего производятся следующие операции. Резина провальцовывается в течение 3 – 4 минут при температуре вал­ков 16 – 25°. При пользовании клеем «лейконат» провальцованная резина может быть ис­пользована примерно через 6 суток после вальцевания. Листы резины освежаются 1 – 2 раза марлевым там­поном, смоченным в бен­зине. После каждого освежения произво­дится просушка в естественных условиях по 10 – 20 мин. Этой операции подвергаются только листы сы­рой резины, изготов­ленной на натуральном каучуке, при отсутствии листов требуемой толщины. Процесс дуб­лирования заключа­ется в том, что листы резины накладываются в несколько слоев и про­катываются при помощи роликов, в результате чего получаются листы нужной толщины. 4. Резка заготовок Из подготовленной резины нарезаются заго­товки требуемых раз­меров и конфигурации с помощью ножниц, ножа, вырубных просечек и т. п. Оптимальные размеры, форма и вес заготовки для прессования той или другой детали определяются экспериментальным путем при опробовании пресс-формы. Каждая заготовка проверяется взвешиванием на весах. 5. Подготовка арматуры Металлическая арматура для изготовления армированных деталей из сырой резины подвергается следующим операциям. 6. Пескоструйная обработка Арматура обдувается на пескоструй­ных аппаратах су­хим пес­ком, зерна которого проходят через сито № 085, но не должны проходить через сито № 063. Для обеспечения прочной связи металла с ре­зиной производится латуниро­вание арматуры. Процесс латунирования заключается в химическом и электро­химическом обезжи­ривании арматуры, в промывке ее горячей и холодной водой, декапировании в серной ки­слоте, латунирова­нии в ванне с электролитом следующего состава: медь – 4 г, цинк – 4 г, натрий цианистый сво­бодный – 10 г, сода кальцинированная – 15 г. Латунирование производится при плотности тока 0,3 – 0,5 А/дм2 и напряжении 6 – 8 В. Расстояние между электродами 100 – 150 мм. Арматура после латунирования промывается в холодной и го­рячей воде, в течение 2 – 3 минут просушивается в су­шильном шкафу при температуре 80 – 90° и завертывается в листовой целлофан или триацетатную пленку. Перед опрессовкой резиной арматура в таком виде может храниться не более 2 суток. В случае, если на арматуре имеются масляные, жировые и дру­гие загрязнения, ржавчина и т. п., которые не удается удалить при декапировании, производится травление в серной или соляной кислотах, с последующей крацовкой металлическими щетками. На ряде предприятий довольно ши­роко применяется латунирование деталей перед обрези­ниванием. Однако этот способ страдает це­лым рядом существенных недостатков. Поэтому вместо латуни­рования в настоящее время все чаще применяется нанесение клея – «лейко­нат» на поверхности арматуры. 8. Покрытие клеем Клей «лейконат», изготовляемый по ТУ МХП 2841-52, представ­ляет рас­твор триизоционата трифенилметана в дихлорэтане. Он применяется для крепле­ния резины к ме­таллам методом горячей вулканизации. Этот клей позволяет получить прочность соединения ре­зины с металлами около 2,5 МПа. Перед нанесением клея «лейконат» поверхности арматуры, подлежащие обрезини­ванию, подвергаются пескоструйной обра­ботке, после которой промываются в бензине, протираются чис­той ветошью или марлей и выдерживаются на воздухе 5 – 10 мин. Если операция нанесения клея задерживается, арматура должна хра­ниться в бензине. На арматуру клей «лейконат» наносится ровным и тонким слоем мягкой кистью, после чего арматура выдерживается в термошкафу в течение 5 – 10 мин при температуре 50 – 60°. После сушки арматура завертывается в целлофан или перга­ментную бумагу; в та­ком виде она может храниться не более 4 ча­сов. Латунированные поверхности арматуры, подлежащие обрезини­ванию, покрываются с по­мощью кисти термопреновым клеем. Во избежание брака покрытие клеем должно производиться не позднее, чем через 1 – 1,5 часа после латунирования. Покрытая клеем арматура просушивается при комнатной температуре в течение 4 – 5 часов или в термошкафу в течение 2 часов при температуре 40 ± 5°. Арматура, подготовленная к обезжириванию, для предохранения от пыли обертывается целлофаном или бумагой и укладывается в тару. Прессование изделий Путем прессования и вулканизации сырой резины непосредственно на прессе в открытых и литьевых пресс-формах с подогревом изготовляются армированные и неармированные детали. Технологический процесс прессования со­стоит из следующих операций. 1. Подготовка пресс-форм к прессованию Пресс-формы нагреваются до 150 ± 5° и смазыва­ются 10%-ным раствором мыла. После подсушки смазки в пресс-форму заклады­вается подготовлен­ная арма­тура и заготовка (сырая резина). При прессовании в открытых пресс-формах арматура закладыва­ется в гнездо пресс-формы, а в свободное пространство гнезда – сырая резина. Если прессование производится в литьевых пресс-формах, арматура закладывается в гнездо пресс-формы, а сырая резина – в загрузочную камеру. Пресс-форма для изготовления деталей из резины устанавливается на прессе, после чего дается не­обходимое давление до полного смыкания пресс-формы. Величина удельного давления на пресс-форму должна быть: для армированных деталей – не менее 50 – 60 МПа, для неармированных деталей – не менее 25 – 30 МПа. Пресс-форма с арматурой и резиновой заготовкой выдерживается на прессе в течение 30 –60 минут при температуре 145 ± 3°. Оптимальное время выдержки и рабочая темпера­тура подбираются экспериментальным или опытным путем, в зависимости от марки сырой резины, толщины стенок и конфигурации детали. По окончании процесса вулканизации пресс-форма снимается с пресса, разбирается, из нее извлекается готовая деталь, пресс-форма чистится, после чего в нее опять закладывается новая арматура и сырая резина для прессования новой детали. 3. Обрезка облоя Облой на готовой детали обрезается ножницами или специальными просеч­ками. Готовые детали подвергаются техническому контролю. Этот широко распространенный способ изготовления резиновых деталей обладает весьма существенным недостатком из-за того, что вулканизация производится непосредственно на прессах, которые имеют низкую пропускную способность. Если учесть, что выдержка отдельных деталей при вулканизации доходит до 1 часа, то пропускная, способность одного пресса при одноместной пресс-форме составит всего 8 деталей за смену. Более производительным является способ вулканизации в термошкафах, когда пресс-формы снимаются с прессов после опрессования заготовок. В этом случае вулканизация производится следующим образом. Пресс-форма снимается с пресса и в неразобранном виде поме­щается в нагретый до температуры 147° ± 3° термошкаф, где выдерживается в течение 30 – 60 мин. Затем пресс-форма извле­кается из термошкафа, разбирается, из нее вынимается готовая деталь и закладывается новая заго­товка, после чего процесс прессования и вулканизации повторяется. Этот способ прессования и вулканизации при наличии достаточного количества пресс-форм позволяет значительно увеличить пропускную способность прессов. Изготовление неармированных резиновых деталей с дополнительной вулканизацией в ав­токлаве При этом способе изготовления рези­новых деталей в условиях их мел­косерийного производства могут использоваться в качестве оборудования переносные ме­дицинские автоклавы по ГОСТ 341-44. Подготовка пресс-форм к прессованию производится так же как это описано в на­чале настоящей главы. Затем заготовки из сы­рой резины за­кладываются в пресс-форму. Прессование производится в течение 12 – 15 минут при температуре 145° ± 3° и давлении 25 МПа, после чего пресс-форма разбирается, из нее извлекается спрессован­ная деталь, а в пресс-форму закладывается новая заготовка. Отпрессованные изделия по­мещаются в автоклав, где в течение 2 – 3 часов произво­дится вулканизация при давлении пара 0,2 МПа. Затем детали извле­каются из автоклава, после чего производится об­резка об­лоя и упа­ковка их. Готовые детали должны храниться в прохладном помещении при температуре не выше 20 ± 5°. Следует принять меры, чтобы на изделия не попадало масло, бензопродукты, смазка и дру­гие вещества, которые могут разрушить резину. Детали должны на­ходиться не ближе 1 м от отопи­тельных и нагревательных приборов и устройств и должны быть защищены от солнечных лучей. Дефекты резиновых вулканизированных деталей и способы их устранения В слу­чае не­полной вулканизации деталей на них появляется серый налет или поверхность их становится лип­кой. Такие дефекты устраня­ются увеличением времени вулканизации или повышением темпера­туры при этой операции. В результате перевулканизации на деталях образуются пузыри и вздутия, а резина приобретает жесткость. Эти дефекты устраняются снижением температуры и времени вы­держки при вул­кани­зации. При отсутствии необходимого числа воздушных каналов в пресс-форме или при неравномерном распределении резины во время закладки заготовки в пресс-форму на вулканизированных деталях образуются раковины и утяжки. Поэтому необходимо следить за правильной закладкой за­готовок из сырой резины в пресс-форму и не пользоваться пресс-формами с недостаточным числом воздуш­ных каналов. При изготовлении деталей из сырой резины применяются токсичные вещества (ди­хлорэ­тан, ксилол), содержащиеся в клее «лейконат» и являющиеся его растворителями, и бензин. Поэтому нужно строго соблюдать необходимые мероприятия по технике безопас­ности. Рабочие места должны быть обеспечены местной и общей вентиляцией. Рисунок 29. (Продолжение) Прессование стекла Моллирование стекла – это процесс изменения формы горячей размягченной заготовки под действием собственного веса или внешнего давления. Моллирование осуществляют при температуре 600 – 1000°С. Различают свободное и принудительное моллирование. Рисунок 30. Схема свободного моллирования стекла При свободном моллировании куски (а) или листы (б) стекла подгоняют по массе, форме и габаритам так, чтобы получить в дальнейшем заготовку необходимого размера. Кусок или лист стекла 1 помещают в форму 2, на дно которой насыпают слой подсыпки. Форму устанавливают в пламенную или электрическую печь, где стекло постепенно разогревается, приобретает пластическое состояние, а затем осдает на форму, приобретая требуемую конфигурацию 3. При принудительном моллировании разогретую до размягчения заготовку формуют с применением вакуума. Этим достигается хорошее заполнение формы стеклом. Моллированные заготовки подвергают отжигу. Прессование стекла применяется для серийного производства оптических деталей. Куски стекла подбирают с одинаковой массой для получения прессовок заданного размера. При изготовлении прессовок небольшого размера массой 5 – 45 г каждый блок стекла распиливают на пластины, которые затем проверяют на качество, размечают и раскалывают на мелкие квадратики – нарезки, которые нагревают в печах до температуры 800 – 1100°С в зависимости от марки стекла и конфигурации прессуемой заготовки. Рисунок 31. Прессование стела Нагретые заготовки (на рисунке обозначены пунктиром) укладывают в матрицу 2 прессформы, которая расположена около нагревательной печи. Для получения качестаенной поверхности прессовки пуансон 1 и матрицу 2 прессформы подогревают до температуры 350 –550°С. На поверхности прессовки 3 выдавливают клеймо, указывающее марку и номер партии. Пример качественного анализа технологичности конструкции детали В качестве анализа приведем качественный анализ техноло­гичности детали, представленной на рисунке 34. Рисунок 34. Деталь типа «Плата» из реактопласта 1. Однородность сечения и толщины стенки Деталь представляет собой изделие плоской формы, и состоят из одной стенки, т. е. деталь недорогая. Толщина этой стенки (6 мм) велика (рекомендуемая толщина стенки 3 – 4 мм). Это плохо, по­скольку снижает­ся ударная прочность детали, возрастают склонность к растрес­киванию и время прессования. 2. Радиусы закруглений На углах детали предусмотрены радиусы закругления, это хорошо. Однако, радиус закругления принят равным 6,5 мм, что неправильно, поскольку не рекомендуется по стандарту. Судя по расположению знака, оформ­ляющего шестигранник в пресс-форме (см. рисунок 12), на левом торце сечения А – А дета­ли (см. рисунок 11) должны быть представлены радиусы закругления , а на правом торце радиусов закруглений быть не должно. 3. Ребра жесткости Конструкция детали ребер жесткости не предусматривает, однако, было бы правильно, уменьшив толщину детали до 3 – 4 мм, обеспечить за счет применения ребер жестко­сти требуемую прочность конструкции. 4. Технологические уклоны Расположение формообразуемой детали в полости пресс-формы (рисунок 12) таково, что для облегчения ее выталкивания размер левого торца сеченая А – А (см. рисунок 11) должен быть меньше правого (см. рисунок 11). В этом же направлении должна быть проставлена конусность на шести сложных отвер­стиях диаметром 6 мм с расширениями диаметром 8 мм. Обратные данному направления конусности должны иметь три отверстия диа­метром 3,5 мм с шес­тигранными расширениями, а также четыре от­верстия диаметром 6 мм, располо­женные в углах детали. Если принять, что неуказанные предельные откло­нения раз­меров должны выполняться в пределах IT 12, то расчет показывает, что до­пускаются уклоны наружного контура детали 20, а от­верстий – 300. Это хо­рошо, постольку данные значения обеспечивают легкое выталкивание деталей из по­лости пресс-формы. Деталь арматуры не содержит. Применение арматуры для формо­образования трех шестигранных углублений повысила бы стойкость детали. До­пустимость конструктивного реше­ния, принятого на рисунке 11, может быть уста­новлена лишь при эксплуатации этой детали. Все отверстия на рассматриваемой детали сквозные. Соотношения между их диаметрами и глубинами правильные. По критериям «торцы полых де­талей», «рифления», «поднутрения», «надписи и рисунки», «опорные поверхно­сти», «резьба» данная деталь не оценивается. Рисунок 35. Пресс-форма для изготовления детали (см. рисунок 34) Пример расчета комплексного показателя технологичности Приведем количественный расчет технологичности по предла­гаемой методике для детали, показанной на рисунок 34. 1. Поскольку деталь изготовлена из фенопласта, то принимаем . 2. Конструкция детали выполнена в соответствии с требова­ниями изготовления пластмассовых деталей. Принимаем . 3. После определения показателя сложности детали располагаем плоскость разъема пресс-формы перпендикулярно осям имею­щихся на детали отвер­стий. Тогда получаем: ; (в случае отсутствия поднутрений на де­тали); – общее ко­личество отверстий; – отверстий, ось которых не перпендикулярна плоскости разъема пресс-формы. По формуле (2) имеем . 4. Показатель равномерности толщины стенок определяем после установления наименьшей и наибольшей толщины стенок. При по табл. 3 находим . 5. Так как ребра жесткости отсутствуют, то 6. Поскольку в предполагаемой конструкции пресс-формы (рисунок 35) имеется только одна плоскость разъема, то по формуле (3) имеем. 7. Определим показатель использования пластмассы . Из рисунка пресс-формы видно, что поскольку применяется прямое прессование, то литниковая система отсутствует и коэффициент . 8. По формуле (1) определим значение 9. Сравним полученное значение с допустимым значением для реактопластов. (условие выполняется), следовательно деталь можно считать технологичной. Даже если использовать последующую меха­ническую обработку условие будет выполняться. Получение заготовок и деталей методами обработки давлением Рисунок 1. Модель технологического оператора «обработка давлением» К категории процессов, объединяемых под общим наименованием обработка давлением (ОД), относятся – штамповка в холодном и горячем состоянии, прессование, волочение, прокатка, накатка и т.п. Сущность ОД заключается в том, что металл в холодном или горячем состоянии изменяет свою форму (деформируется) под действием давления, которое больше сил сцепления атомов металла. Рисунок 2. Характерная зависимость давления от времени при различных видах обработки Независимо от характера процесса ОД необходимо учитывать следующие общие положения: 1. Объем металла при деформации не изменяется. 2. При пластическом деформировании механическая энергия деформирования в значительной мере превращается в тепловую, и металл нагревается. 3. Если деформирование осуществляется без предварительного нагрева, отдельные кристаллы повреждаются и частично разрушаются, в металле возникают остаточные внутренние напряжения, и он приобретает «наклеп», который затрудняет дальнейшее пластическое деформирование. Достигнув определенной стадии наклепа, металл при увеличении деформирующих усилий начинает разрушаться. Наклеп металла устраняется «рекристаллизационным отжигом». Остаточные внутренние напряжения, возникающие в металле в результате холодной обработки давлением, со временем несколько уменьшаются – это явление «возврата». Возврат ускоряется при применении искусственного старения. Источник Читайте также:  Семейный бюджет способы экономии Оцените статью Вам также может понравиться Ясень семена способ распространения Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической Ярлыки способы создания ярлыков ос windows Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки Японское удобрение фуджима способ применения Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка Японский чай способ заварки Технология заваривания японского чая Известно, что Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты