Технологічні процеси обробки заготовок (стр. 3 из 4)
η= і ηо=
Чим більший цей показник, тим більшою є питома вага в структурі норми машинного часу.
6. Коефіцієнт завантаження обладнання за часом, що визначається відношенням розрахункової кількості верстатів С до фактичної (прийнятої) їх кількості Спр:
η з=
7. Ступінь автоматизації виробництва, що характеризується відношенням числа верстатів з автоматизованим встановленням і зняттям деталей до загальної кількості одиниць виробничого обладнання цеху (відділу, дільниці).
Крім вказаних, для оцінки техніко-економічної ефективності технологічного процесу використовують ряд інших показників. Результати техніко-економічних розрахунків аналізують і приймають той варіант, котрий дає найбільш економічні рішення при задоволенні всіх технічних вимог.
6. Термічна і хіміко-термічна обробка заготовок і деталей
Термічна обробка- це теплова дія на заготовки і деталі з метою надання їм відповідних властивостей. При термічній обробці заготовки або деталі нагрівають до певної температури, витримують при цій температурі й охолоджують з певною швидкістю. За допомогою такої обробки можна змінювати властивості заготовок або деталей. Процесами термічної обробки можна керувати.
Якщо термічна обробка проводиться для підготовки наступних технологічних операцій, то її називають проміжною, якщо термічна обробка забезпечує ті властивості, що потрібні при експлуатації виробів, її називають кінцевою.
Технологічний процес термічної обробки можна зобразити графічно (рис. 3). На графіках показано ділянки нагрівання (0-1), витримування (1-2 і 3—4) та охолодження (2-3, 4-5). Із графіків видно, що охолоджувати можна з різною швидкістю і при охолодженні можливе проміжне витримування (ступінчаста термічна обробка).
Результати термічної обробки залежать від швидкості і температури нагрівання, часу витримування і швидкості охолодження. Вибір цих факторів проводять відповідно до виду обробки, розмірів виробів і їх матеріалу, мети досягнення конкретних якостей виробів.
Термічно обробляють як заготовки, так і готові деталі. При обробці заготовок поліпшуються їх оброблювальні властивості (знижується твердість, крихкість, підвищується пластичність, в'язкість, зменшується величина внутрішніх напружень, покращується оброблюваність різанням). При термічній обробці деталей поліпшуються їх експлуатаційні властивості (підвищується твердість, міцність, корозійна стійкість, стійкість до зношування та ін.).
Рис.3. Графічне зображення термічної обробки
В основі теорії термічної обробки лежать структурні фазові перетворення, що відбуваються в металах і сплавах (чорних і кольорових) при зміні температури (нагріванні та охолодженні).
Основними видами термічної обробки є відпалювання, гартування і відпускання. Відпалювання використовують для заготовок, гартування і відпускання - для деталей. Є декілька видів відпалювання. Розрізняють також повне (різні види) і поверхневе гартування та різні види відпускання. їх вибір залежить від конкретних ситуацій.
Хіміко-термічна обробка.
Хіміко-термічною обробкою називають процес зміни хімічного складу, структури і властивостей поверхневого шару деталей. Цей процес ґрунтується на дифузії в атомно-кристалічну решітку заліза атомів інших хімічних елементів при нагріванні деталей в середовищі багатому на ці елементи. При хіміко-термічній обробці поверхня деталей зміцнюється (підвищується твердість, стійкість до стирання, зношування), зростає їх стійкість до дії агресивних середовищ при нормальній і підвищеній температурах, жаростійкість.
При хіміко-термічній обробці мають місце такі фізико-хімічні процеси:
-дисоціація - розпад молекул і утворення активних атомів;
-адсорбція - поглинання поверхнею деталі цих активних атомів;
-дифузія - проникнення активних атомів в поверхневий шар деталі.
Для проведення хіміко-термічної обробки деталі повинні бути вміщені у відповідне середовище, багате на елемент, яким потрібно наситити їх поверхню, і нагріті до певної температури. Середовище може бути твердим, рідким, газоподібним, його називають карбюризатором. Насичувати поверхні можна вуглецем, азотом, алюмінієм, кремнієм та іншими елементами. Крім цього, насичення можна проводити одним або декількома елементами. Залежно від того, яким елементом насичують деталі, розрізняють цементацію, азотування, ціанування, дифузійну металізацію. При цементації насичення проводять вуглецем, при азотуванні — азотом, при ціануванні - одночасно вуглецем та азотом, при дифузійній металізації - металами.
Техніко-економічні показники.
Процеси термічної і хіміко-термічної обробки забезпечують високу якість заготовок або деталей (потрібні властивості і структуру). Важливим є одночасне забезпечення корозійної стійкості деталей. Більшість із них відзначаються високою продуктивністю, можливістю автоматизації. Нагрівання заготовок або деталей відбувається в печах простої конструкції, де можна використовувати різні види палива, що дає можливість впливати на енергетичні витрати. Тут можна також використовувати прогресивні способи нагрівання, охолодження, вимірювання.
7. Технології одержання зварних з'єднань
Досить часто заготовки перед обробкою і деталі при складанні машин, з'єднують. З'єднання бувають роз'ємні і нероз'ємні. Роз'ємні з'єднання виконують за допомогою з'єднувальних деталей. В разі потреби їх можна розібрати. Нероз'ємні з'єднання найчастіше виконують зварюванням, паянням, клепанням, склеюванням. Такі з'єднання при розборі руйнуються. З усіх нероз'ємних з'єднань найчастіше застосовують зварювання.
Зварюванням називається технологічний процес одержання нероз'ємних з'єднань за рахунок міжатомної взаємодії, що має місце при місцевому сплавленні або спільному пластичному деформуванні з'єднуваних частин. Для цього заготовки потрібно наблизити на відстані, що дорівнюють атомному радіусу. Поверхні, котрі зварюють, очищають і нагрівають до розплавлений країв або до пластичного стану. Нагріті до пластичного стану заготовки додатково стискають. При зварюванні у рідкій фазі використовують додатковий матеріал, щоб заповнити відстань між заготовками. Розплав кристалізується і утворюється з'єднання, яке називається швом. Шви бувають основні та допоміжні, одно- і двосторонні, горизонтальні та вертикальні, нижні і верхні.
Сучасні способи зварювання дуже різноманітні. їх класифікують за видом використовуваної енергії, за станом металу під час зварювання, за способом утворення зварного шва, за ступенем автоматизації та іншими ознаками. Розглянемо декілька з них.
Електричне дугове зварювання.
Це найпоширеніший сьогодні спосіб. Для розплавлення поверхонь зварюваних заготовок використовують електричну дугу - потужний електричний розряд, який супроводжується виділенням великої кількості теплової та світлової енергії. Можна використовувати постійний і змінний струм, плавкі (металеві) і неплавкі (графітові або вугільні) електроди. Джерелом постійного струму є зварювальні генератори і випрямлячі електричного струму, джерелом змінного струму є зварювальні трансформатори і генератори. Коли використовують неплавкі електроди, потрібен додатковий металевий стрижень або дріт, щоб заповнити відстань між заготовками. Плавкий електрод цю функцію виконує сам. Існує декілька способів електродугового зварювання (рис. 4).
Крім того, електродугове зварювання буває ручним, напівавтоматичним та автоматичним. Автоматичне виконують під шаром флюсів, що забезпечує високу якість і міцність зварних швів, а також високу продуктивність. Для зварювання заготовок великої товщини (більше 30-40 мм) використовують електрошлакове зварювання. Це бездугове електричне зварювання. Воно здійснюється за рахунок теплоти, що виділяється розплавленим шлаком при проходженні через нього струму. Автоматичне зварювання під шаром флюсів та електрошлакове зварювання розроблені в Україні, у Науково-дослідному інституті електрозварювання АН України ім. Е. О. Патона. Ці способи використовують у багатьох країнах світу.
Електродугове зварювання застосовують в усіх виробничих сферах - при прокладанні трубопроводів, спорудженні мостів, різних будівель і споруд, при виготовленні котлів, різних місткостей, машин, приладів, механізмів.
Газове зварювання.
При такому зварюванні джерелом тепла є хімічна енергія, утворена від згоряння горючого газу в атмосфері кисню. В якості горючих газів можна використовувати природний газ, водень, пари бензину, ацетилен та ін. Ацетилен при згорянні виділяє найбільше теплоти (3200°С), і його використовують найчастіше. Одержують ацетилен в газогенераторах із карбіду кальцію при його взаємодії з водою. Його можна одержувати просто на місці зварювання, або ж використовувати ацетилен заводського одержання. Цей газ зберігають в балонах білого кольору під тиском 1,6 МПа. Кисень для газового зварювання зберігають у балонах синього кольору під тиском 16 МПа.
Інструментом для газового зварювання є пальник. За його допомогою дозують і змішують кисень та ацетилен, утворюється стійке і концентроване полум'я. Для утворення шва при газовому зварюванні використовують додатковий стержень або дріт. Він повинен мати такий склад і структуру, як зварюваний матеріал.
Розрізняють два основні способи газового зварювання: правий і лівий (рис. 5). При правому можна зварювати заготовки товщиною більше 5мм, при лівому - до 5мм.
Газове зварювання найчастіше застосовують при зварюванні трубчастих і листових заготовок з маловуглецевих і низьколегованих сталей, для виправлення ливарного браку, в ремонтних роботах, у польових умовах.