Основные технологии формообразование деталей

Литьевое прессование имеет ряд преимуществ перед компрессионным. Полученные изделия имеют более однородную структуру, так как прессматериал равномерно размягчается по всему объему при выдавливании его через тонкие литниковые каналы. Равномерно прогретый прессматериал обладает хорошей текучестью, что позволяет получать детали с глубокими отверстиями и различной толщиной стенок. Недостатками являются дополнительный расход материала на литники и более сложная конструкция пресс-форм.

Литье под давлением Для литья под давлением используют специальные литьевые машины. Полимерный материал в виде гранул предварительно размягчают в специальном нагревательном цилиндре машины до состояния текучести, после чего выталкивают плунжером в оформляющую полость литьевой формы. Остывая под определенным давлением, полимер приобретает конфигурацию изделия. Поскольку усадка полимера при остывании в 9−10 раз превышает усадку металла формы, изделие легко из нее извлекается.

Литье под давлением является высокопроизводительным и экономичным методом. Все операции максимально автоматизированы и управляются специальными реле времени, с помощью которых регулируют время приложения давления, выдержку изделия в форме при охлаждении и продолжительность всего цикла литья.

Методом литья под давлением получают изделия сложной конфигурации, с разной толщиной стенок, с ребрами жесткости, с резьбами и т, п. из термопластичных полимерных материалов.

Для получения труб, лент, различных профилей, нанесения защитных оболочек на провода и т. п. применяют метод экструзии, который представляет собой непрерывное выдавливание полимерного материала в вязко-текучем состоянии через отверстие определенного профиля. Непрерывное выдавливание проводят на специальных машинах — экструдерах, состоящих из бункера для исходного материала, обогреваемого цилиндра, в котором находится механизм, обеспечивающий необходимое давление экструзии, формующей головки с отверстием нужного профиля, устройства для охлаждения полученного изделия и комплектующего оборудования для приема изделий.

Методом экструзии перерабатывают большинство термопластов и некоторые термореактивные материалы. Экструзионный метод дает возможность производить изделия высокого качества непрерывно, что обеспечивает высокую производительность, экономичность, легкость управления и автоматизации производства

Пневматическое и вакуумное формование Этими методами получают детали пространственной формы из листовых термопластов. Формовку детали производят в нагретом состоянии в штампах. Полученное изделие охлаждается без снятия внешнего усилия. При дутьевом формовании предварительно нагретый до высокоэластичного состояния лист термопласта под действием сжатого воздуха деформируется и прижимается к формообразующим поверхностям матрицы, приобретая их форму.

Различают пневматическое формование свободное и направленное. При свободном формовании деформация материала происходит только за счет давления сжатого воздуха. При направленном формовании предварительная вытяжка осуществляется пуансоном, через который для окончательного формования изделия подается сжатый воздух.

Вакуумное формование осуществляется, как и при свободном пневматическом формовании, в матрице без пуансона. После разогрева листа, расположенного на матрице, из полости матрицы отсасывается воздух. Под действием атмосферного давления термопласт вдавливается в рабочую полость матрицы. Готовая деталь выталкивается сжатым воздухом.

Пневматическое и вакуумное формование обычно применяют при изготовлении тонкостенных крупногабаритных изделий из органических стекол и винипласта.

Процессы формообразования деталей из стекла и ситаллов Варка стекла производится сплавлением шихтовых материалов (кварцевый песок, каолин, сода, мел, доломит и др.) в многотонных стекловаренных печах ванного типа. Варку оптических и других специальных стекол для ручной выработки ведут в горшках-тиглях различной емкости. Прозрачное кварцевое стекло получают плавлением горного хрусталя, который предварительно измельчают и спекают в вакууме для удаления пузырьков воздуха. Температура варки стекол колеблется в пределах 1000−1500°С, для кварцевых стекол 1800−2000°С.

Полученную жидкую однородную стеклянную массу перерабатывают в изделия различными методами. Листовое стекло, трубки и стержни (дрот) получают вытягиванием и прокаткой на специальных машинах. Сущность вытягивания листа заключается в следующем. В стекломассу, охлаждаемую до температуры выработки, погружают так называемую лодочку со сквозной продольной прорезью, через которую стекломасса вытягивается асбестовыми валками. При прокатке горячую стекломассу пропускают между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу.

Толстостенные изделия и заготовки изготовляют методом прессования. Определенное количество расплавленной стекломассы помещают в матрицу, рабочая полость которой соответствует наружной форме прессуемого изделия. Стекломассу в матрице сдавливают при помощи пуансона, имеющего форму внутренней поверхности изделия. После охлаждения готовое изделие извлекают из пресс-формы.

Тонкостенные изделия сложной конфигурации, например баллоны ламп, электроннолучевых трубок и других электровакуумных приборов, получают выдуванием вручную и при помощи высокопроизводительных специализированных станков. При выдувании расплавленную стекломассу набирают на выдувальную металлическую трубку и помещают в специальную металлическую форму. Трубка с находящейся на ней стекломассой вращается при постепенной подаче воздуха, раздувающего массу. Через некоторое время стекломасса принимает конфигурацию, соответствующую полости металлической формы.

Детали, эксплуатируемые в условиях больших тепловых нагрузок, изготавливают методом спекания из стеклопорошков. Порошок получают из стеклянных заготовок (например, трубок) путем помола на шнековых или валковых дробилках с последующим измельчением на шаровых мельницах. Спекание производят на специальных установках в графитовых формах, так как графит не смачивается стеклом. Нагревают порошок до температуры спекания обычно током высокой частоты. Получают изделия сложной формы с большим числом вводов. В этом случае в форме предусматриваются отверстия для вводов. Вводы перед установкой в формы покрывают стеклянной оболочкой.

Для получения термоситаллов в состав шихты вводят тонкоизмельченный катализатор, растворяющийся при варке стекла. Из полученной стекломассы формуют изделия центробежным литьем или прессованием.

Заключение

В ходе работы над рефератом были исследованы основные технологии формообразования деталей из металлов, металлокерамики, пластмасс, стекла и ситаллов и определены особенности этих методов.

При производстве металлов высокой производительностью обладает прокатка, штамповка, прессование, литье в кокиль и литье под давлением.

Прокатка и литье в кокиль также позволяют получить хорошие физико-механические свойства металлов. Хорошие физико-механические свойства имеют детали, выполненные литьем под давлением.

При изготовлении деталей из металлов методами прокатки, литьем в кокиль и непрерывным литьем невозможно получение изделий сложных форм.

При формообразовании металлокерамических деталей высокопроизводительным способом является прессование.

При производстве деталей из пластмасс преимущество имеют литье под давлением и экструзионный метод за счет их экономичности и возможности автоматизации производства.

Основным достоинством суспензионного литья является получение металлокерамических деталей сложных форм, которые невозможно получить другими методами.

Винников И. 3. Сверлильные станки и работа на них: Учеб. для СПТУ.

— 5-е изд., перераб. и доп. — М., Высш.

шк., 1988. — 256 с: ил.;

Громов Н. П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978 — 360 с.;

Титов Н.Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. М.: Машиностроение, 1974. — 472 с.;

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985. — 496 с.

Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей ВУЗов / А. М. Дольский, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др.; Под ред. А. М. Дольского. — М.: Машиностроение, 2005. — 448с.