Механические преобразователи.

Первые (в воздухе, в воде) преобразуют мех. потоки жидкости и газа в ультразвуковые колебания или электрические

Схема:

 

 

Вырывание струи воздуха – звук

               Электрические преобразователи:

А)Магнитострикционные

Б)Пьезокерамические

А)Металический сердечник вносят в переменное маг. поле, он будет менять свои размеры:

18 кГц - источник ультра звуковых колебаний

 

Б) основан на обратном пьезо эффекте. К кристаллу кварца прикладывают усилие, в результате чего появляется электрический заряд «+». Если передавать через кристалл эл. маг. поле - он будет изменять форму и излучать электро-звук. Используют материал ВаTiO₃, с частотой выше 40 кГц, дельта L =5-10

Если приток Ф концентрата, то можно усилить колебания.

Ультразвуковая микро обработка.

Она представляет собой разновидность механической обработки, основанную на разрушении обрабатываемого материала абразивными зёрнами под ударами инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой. Источником энергии служат электрозвуковые генераторы тока с частотой 18-44 кГц. Ультразвуковые колебания инструмента создаются - магнитострикционных вибраторов. Рабочий инструмент пуансон - закрепляют на волноводе генератора. Под пуансоном устанавливают заготовку, и в зону обработки поступает суспензия, состоящая из воды и абразивного материала. Инструмент, колеблющийся с ультразвуковой частотой, ударяет по зёрнам абразива, лежащим на обрабатываемой поверхности, которые скалывают частицы материала заготовки. Инструмент совершает ультразвуковые колебания (с амплитудой А = 0, 02.-0, 05 мм и скоростью V) и воздействует на заготовку. В рабочую зону подаются взвешенные абразивные зёрна 2 (обычно карбида бора) и наблюдается два основных процесса:

1) ударное вдавливание абразивных зёрен, вызывающее выкалывание небольших частиц материала заготовки,

2) циркуляция и смена абразива в рабочей зоне для уноса выкалываемых частиц материала заготовки и доставки свежего абразива.

Размер выкалываемых частиц небольшой, однако количество ударов велико (18000...44000 удар/с).

Ультразвуковая размерная обработка используется для получения твердосплавных вкладышей матриц и пуансонов, вырезания фигурных полостей и отверстий в деталях, гравирования, нарезания резьбы.

Этим методом обрабатываются детали из твёрдых хрупких материалов (керамика, стекло, кварц, и др.). Преимущество ультразвукового метода перед электроэрозионным - более высокое качество поверхностного слоя, обычная температура.

Ультразвуковая очистка.

В моечную ванну в дно встраивается магнитострикционный преобразователь

ПМС

При его работе возбуждаются мощные ультразвуковые колебания, мелкие детали в сетке опускаются в ванну, колебания интенсифицируют процесс очистки (детали приборов часов). Сокращается расход моющих средств в 2 раза. Улучшается качество очистки.

Ультразвуковая пайка и сварка

Происходит по следующей схеме:

На торец звукового усилителя жестко прикрепляется спец наконечник, детали укладывают на опору и прикрепляют.

Включают звуковые колебания, которые приводят к интенсивному сдвигу скольжения поверхности относительно др. др. В результате поверхности очищаются, интенсифицируется диффузияà сварное соединение.

 Таким способом варятся металлы с близкими пределами текучести (хорошо свариваются алюминиевые детали), молибден, цирконий, титан и др. редко земельные металлы. А также неметаллические материалы – пластмассы сплавляют с керамикой. Особенно эффективно: приварка к толстой подложке тонкого элемента.

Пайка – процесс обычной пайки, только к паяльнику прикрепляется магнитострикционный преобразователь. Жало паяльника совершает высокочастотные звуковые колебания в процессе пайки. Это дает улучшение очистки поверхности, смачиваемости и т.д. Недостаток этого метода низкий кпд преобразователя.

 

 

№44. Лазерная обработка в машиностроении.

Лазерная обработка.

ОКГ- оптически квантовый генератор, изобретен учеными физиками в 60 годы. В лазерах научились получать излучение – пучок фотонов.

 

 

Торцы полируются, их длина кратна длине излучения волны

Эти 2 элемента помещаются в 2 полюсах эллипса. Луч выходит из лампы и всегда попадает в активный стержень, электроны переход на верхн орбиты. В стержне возникают продольные колебания и фотоны вырываются из полупрозр зеркала, возникает поток лучей. Этот пучок света концентрируют через оптические системы в луч, плотность возрастает и температура может достигнуть 600-800⁰С.

Прошивание отверстий.

Очень маленький диаметр получаемых отверстий 0, 003-1мм при толщине металла 1-3мм

Точность получаемых отверстий не высокая. Наиболее эффективно применяется при прошивке отверстий в алмазных фильерах, прошивание отверстий в рубиновых часовых камнях

Лазерная резка

Используют газовые лазеры СО₂ работают в непрерывном режиме. Применяют для резки тонко листовых материалов, различных пленок на диэлектрических подложках, пластмассе, резине. Эти станки снабжаются системой ЧПУ, что дает возможность вырезать очень сложные формы. Лазерная сварка может быть точечной и шовной. Толщина свариваемой детали от 0, 001-1мм. Наиболее эффективно применение в трудно доступных местах, при соединении легко деформир деталей в условиях интенсивного тепло отвода. Может осуществляться в замкнутом объеме.

Термообработка

Для упрочнения закалки тонких не жестких деталей путем местного, пятнистого нагрева - интенсивная закалка.

 

 

№45. Изготовление деталей из пластмасс.

Пластмассы - новые материалы, отсутствующие в природе появившиеся в результате техн. прогресса в ХХв. Их широкое применение обусловлено рядом специфич. свойств: малая плотность при удовлетворительной технологической прочности, высокая химическая коррозионная стойкость(не ржавеет), обладает хорошими электроизоляционными свойствами. Применяют их в машиностроении, обеспечивая экономию дорогих цветных металлов, снижение массы изделий, повышение долговечности и снижение трудоемкости. Большим преимуществом технологии изготовления пластмасс - совмещение процесса формообразования заготовки и получения готовых деталей (нет раздельных процессов). Детальность пластмассы требует незначительной механической доработки. Процесс переработки характеризуется высоким процентом используемых материалов 0.85-0.95, высокий уровень автоматизации и механизации, большинство процессов выполняется на одном рабочем месте.

Пластмассы – неметаллические материалы, представляющие собой сложные композиции высокомолекулярных соединений. Могут находиться в аморфном и кристаллическом состоянии. Переход связан с резким изменением их физико-мех. свойств. Существенное влияние оказывает теплота, в зависимости от характера влияния теплоты все пластмассы делятся на 2 класса:

1) Термопласты, 2) Реактопласты. Термопласты - полиэтиленовые, капроновые, полистирольные, фторопластмассы размягчаются и плавятся при повышенной температуре и вновь затвердевают при охлаждении. Процесс может многократно повторятся без ухудшения свойств. Реактопласты - различные текстолиты, пресс материалы, стеклопластики. При нагревании исходных компонентов переходит в вязко-текучее состояние, но с завершением хим. реакции становится твердым и больше не могут размягчатся.

По своим механическим свойствам делятся: 1)жесткие - имеют незначительное удлинение, называются пластиками, 2)мягкие - обладают большим относительным удлинением, низкой упругостью наз. эластики.

В зависимости от числа компонентов:

1)простые, 2)композиционные(3-4 и 10 компонентов)

Способы переработки пластмасс подразделяют на группы:

· Перерабатывают в вязком текущем состоянии: прессованием, давлением, выдавливанием.

· Пер-ка в высокоэластичном состоянии: штамповка, пневмо- и вакуум-формовка.

· Получение деталей из жидких полимеров: литье.

· Переработка в твердом состоянии: резка, механическая обработка.

· Получение неразъемных соединений: сварка, пайка, склеивание.

· Прочие способы: напыление, спекание и др.

Прессование – производство выполняется в металлических пресс-формах с одной или несколькими формовыми полостями - матрицами. В них пластмасса подается в исходном состоянии в виде порошков, таблеток. Под воздействием тепла и давления пресс-мат. заполняет формирующие полости, приобретая требуемую форму и размер, здесь же протекает процесс полимеризации.

 

 

Недостатком является достаточно быстрый износ пресс-форм, т. к. прессование начинается при недостаточно пластичном материале.

Литьевое прессование начальные этапы проводятся в отдельном устройстве – предварительная камера.

повышается стойкость пресс-формы, точность и качество деталей, т. к. заполнение идет только в жидком состоянии.

Но усложняется конструкция.

 

Литьевое под давлением (наиболее эффективный метод). Применяется для термопластичных материалов. Повышенная производительность до нескольких сот деталей в минуту. Возможна полная автоматизация циклов, на машинах получают детали очень сложной формы.

Процесс литья заключается: расплавленный материал подается в рабочую полость стальной пресс-формы под давлением 300-500 МПа. Весь процесс осуществляется на одной машине, которая работает в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Это наиболее известная форма литья.

Принцип:

 

Одна часть формы подвижная. Металл подается в специальный мундштук из цилиндра. Чтобы металл не остывал камера сжатия подогревается постоянно.

Экструзия - пластмассу заставляют течь через фасонное отверстие – фильеру.

Формование - тонкий лист пластмассы укладывается на металлические пресс-формы. Воздух откачивается.

Формирование происходит под действием атмосферного давления; применяют для получения крупногабаритных и корпусных деталей.

 

 

№46. Металлокерамика (порошковая металлургия).

Отрасль технологии занимается производством металлических порошков и деталей из них. Суть заключается в том, что исходные материалы представляют собой мелкоизмельченные порошки. Из порошков прессуют заготовки сравнительно несложной формы, которую потом подвергают спеканию (температура подбирается так, чтобы плавился один связующий компонент, из-за процесса диффузии образуется прочное соединение). Можно получать детали из особых тугоплавких материалов, из нерастворимых друг в друге металлов, из пористых материалов, из двух или нескольких слоев различных сплавов.

Существенный недостаток – низкая механическая прочность, ограниченность формы получаемых заготовок. Частично это устраняется дополнительной механической обработкой до спекания.

Технологический процесс характеризуется высоким коэффициентом использования материалов (95%).

Размеры зерен металлических порошков 0, 5-500 мкм.

Наиболее распространенные материалы:

1)Антифрикционные (уменьшающие трение) применяются для изготовления подшипников скольжения (поры заполняют маслом, графитом, которые играют роль смазки). Такой подшипник работает до 2-3 лет.

Применяется в машинно-пищевой промышленности: основа – железо, медь, бронза, алюминий; поры заполняют графитом.

2)Фрикционные (материалы с повышенным коэффициентом трения) выпускается на медной или железной основе с добавкой асбеста, различных оксидов и прочие.

Применяются в виде биметаллов.

 

Коэффициент трения достигает 0, 4-0, 6(обычный коэф. Стали по стали 0, 1). Материалы способны выдержать температуру в зоне трения 500-600⁰С.

3)Высокопористые (до 50%) идут на изготовление различных фильтров. Изготавливаются из коррозийно-стойкой стали, титана, бронзы и пр. спекают без особого давления.

4) Металлокерамические твердые сплавы идут на изготовление режущих инструментов.

5) Жаропрочные (стойкие) материалы на основе никеля, титана, тантала для изготовления деталей при температуре до 900⁰С.

Технологический процесс:

1)приготовление шихты и дозировка (просеивание через сито чтобы подобрать точные размеры фракций); дозирование выпуска либо по объему либо по весу;

2)формование – в стальных пресс-формах получают форму (порошки плохо запрессовываются счет внутреннего давления, приходится усложнять пресс-форм);

3)механическая обработка применяется ограничено для небольшой группы материалов;

4)Спекание- обеспечивает сцепление частиц порошка t=0, 7t_пл (плавления основного компонента сплава), выполняется в специальных водородных или вакуумных печах для защиты от окисления;

5)горячее прессование одновременно происходит спекание и прессование, вызывает повышенный износ пресс-форм, применяется редко;

6)калибрование применяется для повышения точности детали в специальных пресс-формах привысоком давлении (достигается 8-9 квалитет), после него можно наносить защитные слои.

 

Вопросы:

№1. История развития и роль машиностроения в обществе.

№2. Машины и машиностроение. Понятие технологии машиностроения.

№3. Машина, как объект производства. Составные части машины.

№4. Качество машин (изделий). Критерии и показатели качества.

№5.Точность деталей машин, понятие квалитета, допуска. Шероховатость поверхности.

№6. Производственный и технологический процессы. Рабочее место.

№7. Типы производства, их технологическая характеристика.

№8. Технологическая подготовка производства. Состав работ.

№9. Свойства металлов и сплавов, применяемых в машиностроении.

№10. Черные металлы (чугуны и стали), Сортамент, основные виды, марки материалов.

№11. Цветные металлы и сплавы, характеристика основных марок Сортамент, основные виды.

№12. Основные операции термической обработки.

№13. Общие сведения о процессах литья. Оборудование для плавки.

№14. Литье в землю. Понятие модели, формы и стержней.

№15. Литье точных отливок в разовые формы.

№16. Литье в постоянные металлические формы (кокиль). Литье под давлением.

№17. Сущность обработки давлением, основные виды процессов.

№18. Оборудование для обработки давлением.

№19. Горячая объемная штамповка.

№20. Холодная объемная штамповка.

№21. Листовая холодная штамповка.

№22. Общая характеристика сварочного производства. Понятие сварки плавлением и сварки давлением.

№23. Основные разновидности сварки плавлением.

№24. Основные разновидности сварки давлением.

№25. Пайка металлов. Припои и флюсы, технология.

№26. Процесс резания металлов. Основные понятия и определения. Физические явления в процессе резания.

№27. Инструментальные материалы.

№28. Металлорежущие станки, классификация.

№29. Обработка на токарных станках.

№30. Обработка на сверлильных и расточных станках.

№31. Обработка на фрезерных станках.

№32. Обработка на шлифовальных станках.

№33. Основные принципы программного управления технологическим оборудовантем. Технологические возможности станков с ЧПУ.

№34. Промышленные роботы.

№35. Гибкие производственные системы. ГПС

№36. Значение сборки в производстве машин. Виды сборочных процессов.

№37. Организационные схемы сборки.

№38. Способы сборки разъёмных соединений.

№39. Способы сборки неразъёмных соединений.

№40. Оборудование сборочных цехов. Условно существует две группы:

№41. Электроэрозионные методы обработки.

№42. Электрохимическая обработка.

№43. Применение ультразвука в машиностроении.

№44. Лазерная обработка в машиностроении.

№45. Изготовление деталей из пластмасс.

№46. Металлокерамика (порошковая металлургия).

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: