Технология размерной обработки с наращиванием конечного объема детали

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального  образования

Пермский  национальный исследовательский

политехнический университет

Аэрокосмический факультет

Кафедра «Инновационные технологии в машиностроении»

направление 151900

«Конструкторско-технологическое  обеспечение машиностроительных производств»».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

ТЕХНОЛОГИЯ  РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ С НАРАЩИВАНИЕМ КОНЕЧНОГО ОБЪЕМА ДЕТАЛИ.

 

по курсу  «Технологические процессы»

 

Составил: студент  группы ИТМзу-12____________________(Мальцев С.Ю.)

Подпись, инициалы, фамилия

Принял: преподаватель _____________________(Ярушин С.Г.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2013 г.

Технологические процессы изготовления деталей —  это процессы формоизменения исходного  материала заготовки с целью  получения деталей заданной формы, размеров и физико-химических свойств. Данные процессы по отношению объёма исходной заготовки принято разделять  на три принципиально различные  группы, т.е.:

— процессы, при которых сохраняется практически  постоянным объём исходного материала, т.е. объём заготовки равен объёму готовой детали;

— процессы, при которых с заготовки удаляется  часть материала, т.е. объём готовой  детали меньше объёма заготовки;

— процессы, в которых на заготовку наносится  дополнительное количество материала  и, таким образом, объём готовой  детали становится больше объёма исходной заготовки.

К первой группе относят процессы холодного  и горячего деформирования, литья  и процессы термообработки.

Ко второй группе процессов формообразования относят процессы резания, электроэрозионной  и электрохимической обработки, обработки электронным и световыми  лучами и др. Процессы, при которых  с заготовки удаляется часть  материала, называют процессами размерной обработки.

К третьей  группе процессов относятся процессы нанесения различного рода покрытий: плазменных, гальванических, лакокрасочных  и т.п.

Технологические процессы размерной обработки в  настоящее время являются основными  процессами изготовления деталей высокой  точности, сложной формы и с  повышенными требованиями по надёжности в эксплуатации. Достаточно сказать, что почти 85 % всех деталей машин, которые поступают на сборку в машиностроении свою окончательную форму и размеры приобретают в результате размерной обработки, И только 15 % деталей изготовляется методами обработки без удаления материала.[4]

Большинство известных технологических процессов  размерной обработки условно  можно объединить в группы, общие  по физическому механизму воздействия  на обрабатываемый материал.

Первая  группа — резание, ультразвуковая обработка  и упрочнение поверхностным пластическим деформированием. Эти процессы характеризуются  механическим воздействием на обрабатываемый материал при относительно небольших  плотностях затрачиваемой энергии. Процесс съёма материала осуществляется в результате развития деформации и разрушения материала.

Вторая  группа объединяет процессы электрохимической  обработки (ЭХО). Процессы ЭХО металлов основаны на явлении анодного растворения  при высоких плотностях тока 50-200 А/см2 и удаления твёрдых и газообразных продуктов реакций потоком электролита. Съём металла в процессах ЭХО  является результатом совместного  развития разнородных и сложных  явлений, которые описываются законами физики, гидродинамики, теории массо- и  теплопереноса, электрохимии и теории поля.

Третья  группа объединяет электроэрозионную, электронно-лучевую и лазерную обработки. Во всех процессах третьей группы элементарный акт съёма металла  — процесс плавления и выброса  металла происходит в результате мгновенного сосредоточения большой  плотности энергии в небольшом  объёме. Общим для этих процессов  является то, что независимо от частиц, создающих концентрированный поток  энергии (электроны, ионы, фотоны), процесс  разрушения обрабатываемых материалов одинаков при всех видах воздействиях. Особенность этих процессов —  высокая плотность энергии, которая  сопровождается большим рассеиванием тепловой энергии, обусловлена необходимостью разрыва большого числа атомных  связей (при плавлении, испарении, сублимации) в удаляемом материале.

Наращивание металлов ( меди, никеля, железа) производится в электролитах, мало отличающихся от применяемых в гальваностегии. Для никелирования следует применять  сульфаминовые электролиты, из которых  осадки получаются с наименьшими  внутренними напряжениями.

 Для  наращивания металла на поверхность  детали электроду-инструменту сообщают  колебательные движения от электромагнитного  вибратора /, который замыкает и размыкает электрическую цепь. Вибратор питается от сети переменного тока промышленной частоты.

 Способ  наращивания металла по верху  на восковые копии моделей,  служащие позитивными формами,  представляет большой интерес,  так как упрощает и значительно  удешевляет себестоимость гальванопластических  работ.

 Метод  наращивания металла при одновременном  вращении катода весьма эффективен, в особенности при быстром  вращении, которое после затяжки  моделей металлом можно производить  со скоростью 30 - 150 об / мин, в  зависимости от механической  прочности скульптуры или формы.

Скорость  наращивания металла на изделии  зависит и от производительности аппарата. При работе высокопроизводительными  аппаратами, когда нужен невысокий  разогрев изделий и быстрое охлаждение покрытия, начинают быстро перемещать аппарат вдоль изделия. При работе на аппаратах средней производительности скорость вращения изделия равна  примерно 10 - 15 см / мин.

При наращивании  металла на неразрушаемые металлические  формы, в случае повреждения разделительного  слоя, возможен брак-прирост. Такой  брак ведет к гибели и формы, и  изделия. Отсюда вытекает необходимость  строго соблюдать режим первичного покрытия по разделительному слою.

Наращивание внутренних цилиндрических поверхностей на токарном станке.

Наращивание круглых деталей с заплечниками. При наращивании металла на детали сложной конфигурации соответственно меняется угол направления струи.

Такой метод  наращивания металла можно применять, если не требуется особой точности репродуцирования деталей и можно  подвергать их механической обработке  и чеканке наравне с деталями, изготовляемыми в художественной промышленности из листовой меди.

Хорошие результаты наращивания металла  на цилиндрические поверхности дает вибродуговая наплавка.

  По окончании наращивания металла форма тщательно промывается водой, опиливается или обрезается по краям до обнажения разделительного слоя и осторожно отделяется от металлической копии. Для облегчения разъема используется также различие между коэффициентами расширения металла и формы при их нагревании и охлаждении.

  По окончании гальванопластического наращивания металла необходимо отделить форму от готового изделия.

Основным  электролитом для наращивания металла  толстыми слоями является медный электролит, нашедший наиболее широкое применение в процессах гальванопластики. Медный электролит для гальванопластических работ приготовляют на основе сернокислой  меди ( CuS04 - 5H20) с добавкой серной кислоты ( H2SO4), повышающей электропроводность.

При рафинировании  вследствие наращивания металла  увеличивается диаметр прутка, электрическое  сопротивление его уменьшается, а следовательно, увеличивается  сила тока и мощность. Вследствие увеличения поверхности прутка увеличивается  также и излучаемая энергия. Чтобы  температура прутка оставалась постоянной, необходимо равенство подводимой и  излучаемой энергий.

Ремонт  выполняется путем наращивания  металла на изношенную поверхность  шейки электролитическим способом или наплавкой.

 

При рафинировании  вследствие наращивания металла  увеличивается диаметр прутка, электрическое  сопротивление его уменьшается, а следовательно, увеличиваются  сила тока и мощность. Вследствие увеличения поверхности прутка увеличивается  также и излучаемая энергия. Чтобы  температура прутка оставалась постоянной, необходимо равенство подводимой и  излучаемой энергий.

При электролитическом  методе наращивания металла необходимо соблюдать санитарные требования и  правила по технике безопасности, принятые для гальванических цехов.

Восстановление  изношенных деталей наращиванием металла  с одновременным упрочнением  производится при помощи конденсаторных установок, работающих контактным способом с электромагнитным вибратором. В  данных установках электродом-инструментом является анод, а восстанавливаемая  деталь - катодом. Работа производится без применения рабочей жидкости.

Восстановление  изношенных деталей наращиванием металла  производится пр помощи конденсаторных уста новок, состоящих из перенос  но го корпуса ( пульта), в котором  размещаются детали электрической  схемы.

При ремонте  вала путем наращивания металла  его шлифуют с учетом увеличенного ремонтного размера. В этом случае изношенную втулку развертывают или растачивают, а затем пришабривают к шейке  вала. При ослаблении посадки втулки в корпусе ее наружный диаметр  увеличивают металлизацией, железнением, меднением или хромированием. Втулки с расплавлением или отслаиванием баббита заливают вновь.

Вспомогательные аноды обычно устанавливают после  наращивания металла необходимой  толщины.

Применение  обычных черновых форм с наращиванием металла в каждую раковину в отдельности  наиболее просто и технически удобно, но требует очень тщательной подгонки раковины, а главное, заделки чеканкой швов на репродукции.

Техника изготовления восковых копий моделей  для наращивания металла по верху  близка к технике подготовки восковых моделей для прецизионного литья, или так называемого литья  по восковой модели.

Для получения  изолирующего слоя в процессе наращивания  металла на сложнопрофилированные  формы ( в особенности при изготовлении бесшовных бюстов в монолитных формах) применяется способ изоляции уже  наращенных мест ( где не требуется  дальнейшего отложения металла) при помощи четыреххлористого углерода, который заливают в форму, пользуясь  тем, что его удельный вес больше удельного веса электролита, так что он находится под слоем электролита, не смешиваясь и не реагируя с ним.

Пластмассовые формы могут быть использованы для  многократного повторного наращивания  металла.

Труба сложного профиля и формы, изготовленная  гальванопластическим методом. При  воспроизведении сложных, объемных скульптурных изделий наращивание  металла ведут по частям, которые  в дальнейшем соединяются внутренними  болтами или спаиваются.

Материалы, из которых изготовляются формы  для гальванопластического наращивания  металла, являются диэлектриками, поэтому  для создания на их поверхности электропроводящего слоя требуется специальная обработка.

Из существующих способов восстановления изношенных цапф валов наращиванием металла наиболее целесообразным является гальваническое осталивание.

 Си) и  только после этого приступают  к наращиванию металла.

  При сопряжении шейки с подшипниками качения ее восстанавливают путем наращивания металла до номинального размера.

К наиболее перспективным технологическим  приемам, позволяющим повысить производительность электрохимического наращивания металла, относится осаждение железа при  нестационарных условиях электролиза: Электролиз в проточном электролите, осаждение покрытий с использованием периодических токов, активирование  поверхности катода в процессе электролиза ( брусками, твердыми частицами и  др.), электроосаждение в полях переменной напряженности.

  К монтировочным работам относятся: удаление грата, образующегося в процессе наращивания металла; последующая опиловка края, с которого срезан об-лой; подгонка отдельных деталей для соединения в требуемом порядке; спайка.

Наиболее  широко для железнения применяют  хлоридные электролиты, - отличающиеся высокой скоростью наращивания  металла Используя их, можно получать покрытия большой толщины.

Существует  два основных вида электроискровой  обработки: размерная обработка  и электроискровое упрочнение и  наращивание металлов.

Для расширения номенклатуры деталей, восстанавливаемых  электролитическим способом, и упрощения  технологического процесса наращивания  металла разработан безванный метод ( в проточном электролите) нанесения гальванических покрытий.

Сущность  его заключается в том, что  при помощи несложных приспособлений поверхность детали подлежащая железнению, превращается в большинстве случаее  в закрытую гальваническую ванночку. Вместо погружения всей детали в электролит рабочие и промывочные растворы, необходимые для подготовки поверхности  и осаждения металла, подаются чаще всего насосом в определенной очередности к месту нанесения  покрытий.