авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический ...»

-- [ Страница 7 ] --

Получение полимеров. Высокомолекулярные соединения (полимеры) по лучают из низкомолекулярных соединений (мономеров) или из природных по лимерных материалов путем сложных химических, физико-химических или термохимических превращений. Эти превращения осуществляются в реакцион ных аппаратах (реакторах) различных конструкций. Реакции образования или химического превращения полимеров происходят под действием катализаторов или инициаторов (химических веществ, нагрева, давления, света, гамма-лучей и других воздействий). Исходные компоненты-реакции могут находиться в реак торах в виде газов, расплавов, растворов, эмульсий или суспензий. Готовые по лимеры получаются в виде твердой массы, жидкостей, расплавов, растворов, порошков, эмульсий (латексов) и в других состояниях.

Образовавшиеся полимеры отделяют от побочных продуктов реакции, т. е. от непрореагировавших мономеров, растворителей, эмульсионной среды и др. С этой целью полимеры осаждают, центрифугируют, фильтруют, выпари вают, сушат. Полученные твердые полимеры размалывают, превращают в гра нулы, таблетируют, т. е. делают удобными для расфасовки, хранения и транс портировки. При получении клеев, лаков, пленок иногда используют растворы полимеров, непосредственно образующиеся в реакторе.

Переработка полимеров в изделия. Синтезированные полимеры в боль шинстве случаев обладают недостаточной пластичностью, имеют низкие меха нические свойства, неустойчивы в обычной и агрессивной средах. Поэтому по лимеры смешивают с различными добавками, улучшающими эти свойства и придающими новые специальные свойства. К таким добавкам относятся пла стификаторы, наполнители, смазывающие вещества, красители и другие ком поненты. Иногда добавки вводят непосредственно в реактор при получении по лимеров. В результате получают различные материалы на основе полимеров:

пластические массы, сырые резины, герметики, клеи, лаки, краски и другие ма териалы. Твердые материалы приводят к виду, удобному для хранения, транс портировки и дальнейшей переработки.

Плиты, листы, трубы и сортовые профили из материалов, находящихся в вязкотекучем состоянии, получают прессованием материала между гладкими плитами многоэтажных прессов, продавливанием его через отверстия соответ ствующей формы или пропусканием через валки. Фасонные изделия прессуют в пресс-формах или впрыскивают в них размягченный материал, формуют из делия раздуванием трубок или рукавов и с помощью центробежных сил.

Изделия из твердых полимерных материалов получают различными ме тодами механической обработки: резкой, распиловкой, разделительной штам повкой, сваркой, ткачеством и другими методами.

Средства технологического оснащения: реакционные аппараты (смолова ренные котлы, автоклавы, трубчатые реакторы, реакторы барабанного типа) до заторы газообразных и жидких материалов, бункера и дозаторы сыпучих мате риалов, системы пневмотранспорта и газо-пылеочистки;

оборудование для вы деления полимеров (центрифуги, фильтры, вакуум-сушильные и отгонные ап параты);

смесители для сыпучих и пластических материалов (барабанные, ло пастные, червячные, пневматические), мельницы, грануляторы, таблеточные машины, фасовочное оборудование;

оборудование для изготовления изделий (гидравлические прессы, червячные машины, термопласт-автоматы, вальцы и каландры, установки для формования изделий из листовых материалов, выдув ные машины, лентоотливные машины, пресс-формы и специальная технологи ческая оснастка);

компрессорное оборудование, контрольно-регулирующая и управляющая аппаратура.

Пути повышения эффективности получения материалов на основе полимеров. Основными направлениями совершенствования процессов получе ния полимеров и материалов на их основе являются интенсификация процессов синтеза, внедрение оборудования непрерывного действия и его укрупнение.

Например, при синтезе полимеров создают окислительно-восстановительную реакционную среду, что позволяет проводить полимеризацию при более низких температурах, а, следовательно, сократить расход энергии.

Внедрение червячных смесителей непрерывного действия взамен смеси телей периодического действия позволяет в 2–3 раза сократить производствен ные площади, в 1,5–2 раза уменьшить расход энергии, сократить число рабо чих.

Увеличение мощностей и емкостей оборудования позволяет увеличить его производительность с одновременным повышением качества продукции. Вне дряются такие технологические процесса, как нанесение гальванических по крытий на пластмассовой детали непосредственно в пресс-форме в процессе их изготовления;

противотактный способ литья под давлением, при котором пресс-форма заполняется послойно с двух или более сторон (можно получать комбинированные или многоцветные детали);

формообразование деталей мето дом стереолитографии. Этот способ формообразования основан на осуществле нии процесса полимеризации в зоне фокусировки лазерного луча. Луч обходит по команде ЭВМ все точки объема детали, обеспечивая таким образом форми рование изделия в среде мономера.

Основными технико-экономическими показателями являются производи тельность на основных стадиях производства (получение полимеров, приготов ление полимерных композиций, изготовление изделий), выход годного, про цент и удельный расход энергии.

Получение порошковых, керамических и композиционных материалов.

Получение исходных компонентов (порошков, волокон, нитевидных кристал лов, лент, листов, тканей, матричных материалов);

формирование из исходных компонентов промежуточных полуфабрикатов, отличающихся от готовых по луфабрикатов, заготовок и изделий неплотностью структуры материала и несо ответствием размеров;

придание промежуточным полуфабрикатам конечных размеров и плотной компактной структуры;

отделка полученных изделий.

Исходные материалы: порошки, гранулы, волокна, жгуты, ткани, ните видные кристаллы («усы»), фольга, ленты, листы, слитки или чушки металлов, полимерные смолы;

вспомогательные материалы– отвердители, плас тификаторы, материалы для покрытий и др.

Конечные продукты: полуфабрикаты, заготовки или готовые изделия.

Особенности получения порошковых, керамических и композицион ных материалов. Получение исходных компонентов. Порошкообразные, ис ходные компоненты (порошки) чаще всего получают механическим измельче нием твердых или жидких материалов, т. е. дроблением, размолом или распы лением. Другим способом является получение порошков в результате хими ческих реакций и физических процессов, протекающих между твердыми, жид кими и газообразными веществами. Это реакции восстановления, замещения, разложения, процессы конденсации и др.

Волокна получают механическими способами, например, волочением, разрезанием фольги, протягиванием или продавливанием материала через фильеры, растягиванием нитей и физико-химическими методами– наморажива нием струи расплава на вращающийся барабан, кристаллизацией из расплавов и растворов, осаждением на нити-подложки.

Исходным компонентом являются ткани и нетканые материалы из воло кон, отдельные волокна и жгуты, пропитанные матричным материалом, ленты, полученные напылением матричного материала на волокна. Исходные компо ненты из матрицы получают в виде гранул, порошков, фольги, лент, расплавов и полимерных составов. В случае необходимости исходные компоненты под вергают предварительной подготовке: отжигу, нанесению защитных и техноло гических покрытий и т. д.

Изготовление промежуточных полуфабрикатов. Для порошкообразных исходных компонентов эта стадия заключается в уплотнении порошка с одно временным приданием ему формы изготавливаемой заготовки. С этой целью порошки прессуют в пресс-формах, установках гидро- и изо-статического прес сования, прокатывают, экструдируют, отливают из жидких составов (шлике ров). В результате получают пористые заготовки с прочностью, достаточной только для удержания принятой формы.

Для композиционных материалов с дисперсными армирующими элемен тами промежуточные полуфабрикаты получают смешиванием жидких или твердых матричных материалов с волокном или порошком упрочнителя. По рошкообразные полуфабрикаты подвергают таблетированию или брикетиро ванию. Придание формы изделий этим полуфабрикатам производится на сле дующей стадии– стадии компактирования.

Для получения промежуточных полуфабрикатов из композиционных ма териалов с волокнистым упрочнителем производят механическую «сборку» ма териала матрицы и волокна. Для этого равномерно укладывают слои из фольги матрицы и волокон упрочнителя. Применяют также укладку или намотку от дельных волокон, жгутов, лент, тканей с нанесением на них материалом мат рицы на вращающиеся оправки. Форма промежуточных полуфабрикатов соот ветствует форме готовых изделий с учетом неплотности укладки.

Компактирование промежуточных полуфабрикатов. Промежуточные по луфабрикаты из порошкообразных исходных материалов для придания им плотной структуры спекают в печах, иногда с одновременной подпрессовкой.

Полуфабрикаты, полученные сборкой, контактируют прокаткой, прессо ванием, сваркой и другими способами. Изготовление изделий из полуфабрика тов на основе пластмасс с дисперсным наполнителем производится прессова нием в нагретых пресс-формах или заливкой в литейные формы. При этом со вмещаются процессы образования формы и компактирования. В случае необ ходимости готовые изделия подвергают отделке– обрезка по контуру, удаление заусенцев, нанесение покрытий, термообработка.

Средства технологического оснащения: аппараты и установки для полу чения порошков и волокон физико-химическими методами;

дробилки, мельни цы для получения порошкообразных компонентов;

ткацкие машины и машины для плетения пространственных армированных структур;

установки для плаз менного напыления и для нанесения на все волокна матричных материалов;

раскроечные, укладочные и намоточно-пропиточные машины для получения волокнистых композиций;

смесители;

механические и гидравлические прессы, прокатные станки автоклавы, установки для гидростатического и изостатиче ского прессования и другое оборудование для компактирования промежуточ ных полуфабрикатов;

печи;

оборудование для отделки и механической обра ботки;

пресс-формы и специальная технологическая оснастка;

контрольно регулирующая и управляющая аппаратура.

Для получения порошков из твердых материалов применяется оборудо вание, работающее по принципу механического раздавливания (дробилки и мельницы различных конструкций). В установках для получения порошков из жидких материалов струя жидкости распыляется воздухом, паром, водой или падением на твердую поверхность.

Волокна получают на прокатных и волочильных станах, вытягиванием через фильеры, растягиванием нитей. Для получения порошков и волокон фи зико-химическими методами применяются в основном реакционные аппараты.

Для нанесения матричного материала на волокна, жгуты, ленты применяют ус тановки плазменного напыления и другое специальное оборудование.

Обобщенным показателем процесса получения материалов этого класса является их себестоимость. В целом она выше стоимости традиционных мате риалов, однако это перекрывается эффектом их применения. Так, замена 50 % материала вертолета на композиционные материалы в 2–3 раза снижает трудоемкость, во столько же раз увеличивается ресурс работы, на 25–30 % снижается вес.

Для прессования порошков применяют универсальное деформи рующее оборудование (механические, гидравлические гидростатические и изо статические прессы, прокатные станы). К специальному оборудованию отно сятся многокоординатные машины с ЧПУ для выкладки раскроенных тканых элементов и лент, машины для послойной укладки матрицы и упрочнителя и другое оборудование.

Для компактирования сборных полуфабрикаты используются механиче ские и гидравлические прессы, прокатные станки –экструдеры, установки диф фузионной сварки, штамповочное оборудование, автоклавы, нагревательные печи. К специализированному оборудованию относятся установки для изоста тического и гидростатического прессования, для уплотнения взрывом, уста новки контактно-вакуумного штампования и др.

Совершенствование технологических процессов получения этих материа лов ведется в направлении повышения качества получаемых изделий и увели чения производительности на всех операциях. С этой целью разрабатываются и внедряются процессы получения ультратонких порошков с размером частиц несколько нанометров. Например, это процессы разложения материалов в кра тере лазерной плазмы, получение порошков распылением растворов, содержа щих материал порошка. Уменьшением размеров частиц армирующего материа ла со 100 до 20 нм удается повысить прочность композиционных материалов в 5 раз. Производительность механических способов получения порошков значи тельно повышается при внедрении измельчителей с высокой энергией мелю щих тел. В этих мельницах возможно получение композиционных порошков, состоящих из тонкой смеси различных материалов.

В процессах компактирования внедряются высокоэнергетические процес сы прессования, в частности ударно-волновое уплотнение с давлением на фронте волны 6,5 ГПа, что позволяет получить формовки с плотностью до 99 %. Разработаны процессы электроспекания и микроволнового спекания, обеспечивающие сохранение изделии исходной мелкозернистой структуры и снижение времени спекание в 10–50 раз.

Раздел 7. Технологические процессы сборки Глава 12.Особенности технологического процесса сборки Лекция 32. Содержание процесса сборки и структуры сборочных единиц. Контроль в машиностроении Сущность содержания процесса сборки и структура сборочных еди ниц: установка в требуемое положение и соединение готовых деталей, узлов, агрегатов в определенной последовательности, в результате чего получают го товое изделие, машину или механизм, полностью отвечающие заданным требо ваниям в соответствии с их служебным назначением.

Исходные предметы труда: элементы конструкции сборочной единицы (детали, узлы, агрегаты, болты, шайбы, гайки, винты, заклепки и т. п.).

Конечный предмет труда: сборочная единица, включающая все входящие элементы конструкции, соединенные в соответствии со сборочным чертежом.

Особенности технологического процесса сборки. Сборные изделия от личаются большим разнообразием служебного назначения, обеспечиваемого использованием различных физических эффектов и явлений – механических, гидравлических, аэродинамических, электромагнитных, электрических, опти ческих, электронных и т. п., это и определяет разнообразие конструктивно технологических свойств сборочных единиц и входящих в них элементов кон струкции, влияющих на содержание технологического процесса сборки.

Сложность структуры – состава и взаимосвязи элементов конструкции сборного изделия – определяет иерархический характер технологического про цесса сборки, отображаемый в виде схемы сборки изделия. Основными струк турными компонентами технологического процесса сборки изделия являются этапы и сборочные операции. Этап есть законченная часть технологического процесса сборки изделия или его составной части, выделяемая в соответствии со схемой сборки. Сборочная операция, как и в других технологических про цессах машиностроительного производства, является основным структурным элементом технологического процесса, соответствующим определенному из менению свойств предмета труда с использованием конкретного физического, химического или иного эффекта и определенных средств технологического ос нащения.

Применительно к отдельному входящему элементу конструкции сбороч ной единицы основные операции сборки разделяются на этапы установки и со единения. Этап установки включает в себя перемещение элемента конструкции и базирование, обеспечивающее с заданной точностью требуемое положение устанавливаемого элемента относительно других элементов конструкции сбо рочной единицы.

Этап соединения включает в себя операции, связанные с образованием контуров соединений, заданных в конструкторской документации. Конкретное содержание операций соединения зависит от вида соединений, применяемых средств технологического оснащения, уровня механизации и автоматизации, организации производства и т. п.;

классификация видов соединений определя ется по целостности и подвижности составных частей, форме соединяемых по верхностей и методам образования соединений.

Методы образования соединений разделяются в зависимости от наличия или отсутствия специальных соединительных элементов конструкции. При от сутствии таких элементов соединение осуществляется по сопрягаемым поверх ностям. К таким соединениям относятся шлицевые, прессовые, термоусажен ные и т. п. соединения.

Наибольшим разнообразием отличаются методы образования соединений с использованием специальных соединительных элементов – болтов, винтов, заклепок, шпилек и т. п. К этой же группе относятся клиновые, шпоночные, штифтовые и другие соединения. Для выполнения таких соединений предвари тельно необходимы операции образования контуров для постановки соедини тельных элементов. Например, в болтовых, винтовых и заклепочных соедине ниях необходимо образовать отверстия для постановки болтов, винтов и закле пок, нарезать резьбу (для винтов), обработать гнезда для потайных головок болтов, винтов или заклепок и т. д.

В сварных, паяных и клееных соединениях соединительным элементом является сварной, паяный или клеевой шов.

Для выполнения таких соединений предварительно необходимы опера ции обработки кромок, механической и химической очистки соединяемых по верхностей в зоне соединительного шва.

Классификация видов сборки определяется объектом сборки, стадией и организацией производства сборочных работ, последовательностью сборки, точностью сборки, механизацией и автоматизацией работ, подвижностью объ екта сборки в процессе выполнения сборочных работ.

Объектом сборки является сборочная единица – составная часть изделия или изделие в целом. Сборочные единицы относятся к различным иерархиче ским уровням членения изделия – к агрегатам (секциям, отсекам) или узлам.

Сборочная единица n-го порядка (уровня) собирается на n-м этапе процесса сборки.

Стадия сборки характеризует процесс сборки по степени его законченно сти, а организация производства характеризует сборку изделия или его состав ных частей в различных условиях организации выполнения технологического процесса сборки.

Последовательность сборки характеризует очередность (порядок) выпол нения этапов и операций сборки, а также возможность их выполнения строго поочередно или одновременно (параллельно).

Точность сборки характеризует процесс сборки по методу достижения точности замыкающего звена сборочной размерной цепи, определяющей каче ственные показатели, обусловленные служебным назначением изделия.

Механизация и автоматизация сборочных работ характеризует процесс сборки в зависимости от степени замены ручного труда машинным.

Подвижность объекта сборки отражает возможность перемещения сбо рочной единицы с одного рабочего места на другое в процессе сборки.

Основные контуры сборочной единицы. Все конструктивно технологические свойства сборочной единицы описываются как контуры. По нятие контура используется как для описания собственно свойств, так и для описания составных частей конструкции изделия, если эти части не рассматри ваются как самостоятельные объекты (например, контуры стыков и разъемов, контуры сварных или заклепочных швов и т. п.). По природе описываемых свойств контуры разделяются на геометрические, физические, химические и биологические. По их роли в производстве и эксплуатации изделия контуры разделяются на функциональные, технологические и технико-экономические.

Геометрические контуры характеризуют форму и взаимное расположение в пространстве объектов и их поверхностей. Физические контуры характеризу ют массу, прочность, механические, электрические и другие физические свой ства объекта. Химические характеризуют химический состав и свойства мате риалов конструкции, а биологические контуры характеризуют взаимосвязь ма териала и биологических объектов.

Функциональными называются контуры, связанные со служебным назна чением элементов конструкции в процессе эксплуатации изделия. Функцио нальные контуры разделяются на основные, непосредственно определяющие служебные функции изделия, и вспомогательные, обеспечивающие существо вание основных контуров. Все другие контуры изделия, не влияющие на вы полнение служебного назначения, называются свободными.

Технологические контуры связаны со специфическими способами произ водства;

технико-экономические контуры характеризуют трудовые, стоимост ные и материальные затраты в проектировании, производстве и эксплуатации изделия – трудоемкость, себестоимость, материалоемкость, цикл производства и т. д.

Все контуры сборочной единицы и входящих в нее элементов конструк ции разделяются на контуры самих элементов конструкции, рассматриваемых как единое целое, и контуры соединений этих элементов.

Контуры самих элементов сборочной единицы включает в себя геометри ческие, физические, химические и биологические контуры, рассматриваемые отдельно от других элементов сборочной единицы. Эти контуры реализуются в процессе изготовления элементов сборочной единицы. Контуры любого эле мента i имеют иерархическую структуру. Особенно сложную структуру имеют геометрические контуры, описывающие форму и взаимное расположение по верхностей, образующих геометрическое тело элемента конструкции. Помимо иерархической подчиненности между этими поверхностями существуют струк турные связи, определяемые их смежностью и размерными связями.

Контуры соединений характеризуют свойства сопряженных элементов конструкции в зоне их соединения и свойства соединительных элементов кон струкции. По своей природе контуры соединений включают в себя, наряду с геометрическими, физические, химические и биологические свойства.

Контур соединения имеет сложную структуру, компонентами которой являются:

- контуры пакета соединяемых деталей ;

- контуры соединительных элементов конструкции (если они входят в данное соединение).

Контуры пакета соединяемых деталей включают в себя перечень соеди няемых деталей и состав сопрягаемых поверхностей этих деталей. Если соеди нительные элементы конструкции отсутствуют, то контуры пакета соединяе мых деталей определяют весь контур соединения. Если соединение включает в себя соединительные элементы, то в дополнение к контуру пакета соединяе мых деталей включаются контуры соединительных элементов.

При решении конкретных конструкторских, производственных или экс плуатационных задач рассматриваются, как правило, не все контуры, а только те, которые влияют на решение данной задачи. Состав таких контуров опреде ляется на основе анализа служебного назначения и конструкции изделия.

Почти каждый контур сборного изделия представляет собой иерархиче скую структуру с большим количеством входящих контуров низших уровней.

Эта структура последовательно раскрывается в конструкторской документации, и прежде всего– в схемах и чертежах изделия, которые служат для представле ния геометрической информации в графическом виде. Сопутствующие количе ственные данные и информация о физических, химических и других контуров представляются в текстовом (символьном) виде в спецификациях и других конструкторских документах Важнейшими данными чертежа, наряду с изображением геометрических контуров, являются размеры. На сборочном чертеже это габаритные размеры, установочные (определяют положение входящих элементов конструкции) и присоединительные размеры (характеризуют контуры сопряжений входящих элементов конструкции). На деталировочном чертеже это габаритные размеры детали и размеры, определяющие форму и взаимное расположение ее поверх ностей.

Схемы сборки изделия. Любое изделие проектируется так, чтобы наи лучшим образом обеспечивать выполнение требований функционального на значения, производства и эксплуатации. Результатом такого комплексного под хода является широкое расчленение конструкции изделия, позволяющее:

- сокращать сроки проектирования изделия за счет разделения труда и па раллельного выполнения проектно-конструкторских работ;

- сокращать производственный цикл за счет параллельного изготовления, независимого контроля и испытаний отдельных элементов конструкции, сни жать трудоемкость сборочных работ за счет применения высокопроизводи тельного оборудования, оснастки, средств механизации и автоматизации;

- применять широкую кооперацию производства;

- сокращать циклы, затраты труда и материалов на техническое обслужи вание и ремонт за счет улучшения эксплуатационных свойств изделия.

Расчлененность конструкции представляется в виде схем членения изде лия. Различают схемы функционального (конструкторского), технологического и эксплуатационного членения. Схема функционального членения отражает разделение элементов конструкции на звенья основных функциональных кон туров.

Последовательность выполнения сборочных операций. Основными факторами, влияющими на последовательность операций технологического процесса сборки сборочной единицы, являются:

- последовательность установки деталей сборочной единицы;

- условия базирования элементов конструкции сборочной единицы и средств технологического оснащения (инструмента, элементов оборудования и сборочных приспособлений);

- условия доступа деталей сборочной единицы и элементов соединений к месту их установки, а также условия доступа элементов технологического ос нащения в рабочую зону сборки;

- размерные связи элементов конструкции сборочной единицы.

Условия базирования деталей. Для получения требуемого качества гео метрических контуров сборочной единицы необходимо обеспечить определен ность базирования устанавливаемых деталей.

Под определенностью базирования детали понимается «неизмененность»

ее положения относительно поверхностей другой детали или деталей, с кото рыми она соединена и которая или которые определяют ее положение при ра боте в машине или в процессе изготовления. Следовательно, при определенно сти базирования, деталь занимает требуемое положение в сборочной единице и сохраняет это положение неизменным под действием возмущающих сил, неиз бежных при выполнении сборочных операций.

Определенность базирования обеспечивается за счет механических связей устанавливаемой детали со сборочной базой, реализуемой установленными ра нее деталями и (или) базовыми элементами сборочного приспособления. Нали чие механических связей описывается графом сопряжений элементов конст рукции сборочной единицы и сборочной оснастки. Состав механических связей описывают относительно базовой системы координат сборочной единицы с помощью единичных баз. Единичная база – векторная величина, обусловленная существованием механической связи. Элемент конструкции,лишенный всех возможных перемещений, будет иметь двенадцать единичных баз: шесть по ступательных :B+x, B-x, B+y, B-y, B+z, B-z и шесть вращательных :B+x, B-x, B+y, B-y, B+z, B-z. Определенность базирования обеспечивается только при наличии всех двенадцати единичных баз. Возможные составы сборочных баз – составы эле ментов, при наличии которых обеспечивается определенность базирования элемента i, описываются логическим уравнением B(i).

Влияние условий базирования и доступа на последовательность установ ки деталей наглядно иллюстрируется при сборке изделия. Установка очередной детали возможна, если может быть обеспечена определенность базирования данной детали (с учетом фиксации) относительно установленных ранее, и если возможно перемещение детали к месту ее установки.

При сборке необходимо обеспечить относительное положение деталей в собранном соединении с точностью в пределах величины зазора в соединении.

Технология сборки. Последовательность выполнения работы такова:

к месту сборки поступает базовая деталь по транспортеру, а присоединяемые детали по загрузочно-транспортному лотку с отсекателями;

начинается движе ние набора оправок с центром, которые охватывают присоединяемую деталь по внутреннему и наружному ее контуру и упираются в торец присоединяемой де тали;

часть оправок и центр движутся дальше, осуществляется закрепление ба зовой детали и выверка присоединяемой детали относительно базовой;

оправ ки, ранее опиравшиеся в торец присоединяемой, производят установку ее на ба зовую деталь.

В качестве транспортных устройств возможно использование поворотных столов периодического движения, замкнутых цепных, ленточных транспорте ров, а также штанговых транспортеров.

Возможно использование в роторных машинах.

Режимы сборочного процесса. Режимы сборочного процесса должны обеспечить качество соединения и сохранить качество соединяемых деталей.

Средства технологического оснащения. Технологическая оснастка – набор подпружиненных телескопических коническо-цилиндрических оправок с центром для базирования, выверки относительного положения соединяемых деталей и установки присоединяемой, а также загрузочно-транспортные лотки.

Технология сборки. Базирование завинчиваемой детали целесообразно осуществлять по резьбовой поверхности по двойной направляющей базе.

В этом случае головку резьбовой детали используют в качестве двойной опор ной базы. Короткие винты вынуждены базировать по торцу головки – устано вочная база, резьбовой поверхности – двойная опорная база, а шлиц или грань служит опорной базой. Упругие компенсаторы относительных поворотов со единяемых резьбовых деталей можно создать только при базировании винта или болта по резьбовой поверхности по двойной направляющей базе, в ином случае – при базировании по двойной опорной базе возможна лишь компенса ция относительных смещений, поэтому завинчивание деталей будет затруднено из-за повышенных требований к точности технологической системы. Вследст вие этого лучше ввинчивать болт в гайку, чем навинчивать гайку на болт.


Для облегчения соединения отверстия под крепеж в базовой детали должны размещаться равномерно и точность их положения необходимо регламентиро вать. Число типов посадочных и сопрягаемых поверхностей, а также применяе мых видов соединений деталей должно быть минимальным. Длина стержней винтов и болтов должна быть по возможности одинаковой и превышать на 20– 30% диаметр резьбы детали. Короткие винты желательно подавать в сборочную машину в виде стержней и отделять их по одному в процессе сборки Если возможно, то целесообразно использовать самонарезающие винты, а также винты, осуществляющие сверление, нарезку или накатку резьбы в со пряженной детали и затем затяжку соединения.

Сущность контроля в машиностроении: проверка соответствия свойств, параметров и характеристик материалов, полуфабрикатов и готовых изделий стандартам и техническим условиям на всех этапах изготовления изделий (раз работки, производства, испытания).

Контролируемые параметры. Физико-химико-механические свойства и химический состав сырья и исходных материалов;

свойства, структура и внут ренние дефекты материала изделий в ходе технологического процесса и гото вых изделиях;

геометрические параметры и дефекты поверхности деталей на стадии изготовления и в готовом изделии;

динамические характеристики и тех ническое состояние деталей, узлов и конструкций в процессе изготовления и эксплуатации, технические параметры и свойства готовых изделий в процессе приемки, испытаний и эксплуатации.

Назначение контроля. Назначением производственного контроля явля ется обеспечение качества выпускаемой продукции, под качеством продукции понимается совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовле творять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Уровень свойств, которым должка удовлетворять продукция, оформлен в её технической характеристике. Для того чтобы обеспечить свойства изделий, заложенные в технической характеристике, при их проектировании формируются требования к геометрическим параметрам, структуре и свойствам отдельных деталей и сборочных единиц. Таким образом, на всех стадиях изготовления, приемки, ис пытания и эксплуатации изделий необходимо проверять свойства сырья, ис ходных материалов, полуфабрикатов;

геометрические параметры, свойства и структуру деталей;

параметры технической характеристики готовой продукции, т. е. осуществлять производственный контроль.

Сущность процесса контроля представляет собой определение того, на ходится ли значение контролируемого параметра между предельно допусти мыми его значениями. Видом контроля является обнаружение нарушения целостности материала деталей (трещин, раковин), локальных нарушений структуры и других внутренних и поверхностных дефектов.

Результаты контроля используются для изъятия негодных материалов и изделий из технологического процесса или для прекращения эксплуатации де фектных изделий;

для рассортировки деталей на различные группы качества;

для управления технологическим процессом.

Виды контроля. Классификация видов контроля производится в зависи мости от назначения, способов проведения, контролируемых параметров и дру гих признаков. При входном контроле проверяются свойства сырья, исходных материалов, качество заготовок, полуфабрикатов и покупных изделий. В про цессе пооперационного контроля проверяются параметры, свойства и дефекты деталей, сборочных единиц и изделий в ходе технологического процесса, а за дачей приемочного контроля является контроль изделий на конечных этапах технологического процесса. При инспекционном контроле контролируется со стояние и технические характеристики изделий в процессе эксплуатации.

Если контроль производится без воздействия на процесс производства, то имеет место так называемый пассивный контроль. При активном контроле про верку изделий или технологического процесса осуществляют в процессе изго товления и используют для управления процессом производства.

При визуальном контроле проверка ведется осмотром невооруженным взглядом. В зависимости от того, нарушается ли целостность изделий после контроля, различают разрушающие и неразрушающие методы контроля.

Сплошной контроль предусматривает 100%-ную проверку изделий, если же проверке подвергается часть изделий из партии, то имеет место статистический или нестатистический выборочный контроль.

В зависимости от контролируемых параметров различают контроль гео метрических параметров, контроль поверхностных дефектов, контроль химиче ского состава, контроль физико-механических свойств и т. п.

Пути совершенствования контроля. Основным направлением совер шенствования контроля является его автоматизация, т. е. создание таких систем контроля, в которых установка деталей, контроль и рассортировка выполняют ся без участия оператора. Перспективными, особенно при неразрушающих ме тодах контроля, являются роботизированные технологические системы, ком плексы и линии контроля, управляемые от ЭВМ.

Важнейшим направлением является также автоматизация процесса обра ботки сигналов, вырабатываемых средствами измерения в процессе контроля.

Так созданы системы, которые позволяют строить двух- и трехмерные изобра жения контролируемого объекта, выделять на них разной яркостью или различ ными цветами зоны дефектов или области с различным уровнем свойств и структур. Кроме этого, на изображение наносятся цифровые данные о размерах и локализации дефектов, эпюры сил, напряжений, температур.

С появлением гибких автоматизированных производств широкое приме нение находят координатные измерительные машины, осуществляющие авто матический процесс измерений, в том числе при пооперационном контроле на станках с ЧПУ.


Сущность контроля геометрических параметров: сопоставление действи тельных значений геометрических параметров со значениями, определяемыми техническими требованиями к изделию. Контроль осуществляется методом измерений, т. е. с выражением параметра в числовой форме, либо сравнением параметра с мерой или с измерительными поверхностями приборов, настроен ных по мере.

Объекты контроля: исходные материалы, заготовки, детали, сборочные единицы и готовые машины на разных стадиях изготовления, приемки и испы тания.

Контролируемые параметры: линейные размеры (длина, высота, глубина, зазоры, расстояния, диаметры и т. п.);

угловые размеры (углы между плоско стями, осями, между плоскостями и горизонтальной плоскостью, углы конусов и т. п.);

геометрические параметры сложных поверхностей (расположение то чек или участков относительно заданных баз и относительно друг друга;

гео метрические характеристики зубчатых и червячных зацеплений, резьбовых, шлицевых и шпоночных соединений;

отклонения форм и расположения по верхностей (отклонения от цилиндричности, плоскостности, параллельности, перпендикулярности и т.п.).

Область применения: все отрасли промышленности и научные исследо вания, где необходимо контролировать геометрические параметры изделий и объектов исследования.

Особенности процесса контроля геометрических параметров. Значе ние геометрических параметров изделий задаются при их проектировании, как правило, в числовой форме и проставляются на чертежах или хранятся в коди рованном виде в памяти ЭВМ. В процессе изготовления изделий необходимо контролировать соответствие действительной величины и параметров значени ям, установленным в технической документации. Большинство геометрических параметров представляют собой или оцениваются через числовые значения, линейных и угловых величин. Эти числовые значения называются размерами, а процесс их контроля - размерным контролем.

Таким образом, целью размерного контроля является сопоставление дей ствительных геометрических параметров изделий, выраженных через разме ры, со значениями этих параметров, которые определены при проектировании изделий. Размерный контроль завершается определением годности изделия или выдачей сигнала управления, который используют для отбраковки или для управления технологическим процессом.

Если в процессе контроля значение размера выражают в числовом виде, то такой процесс называют измерением. Определение числового значения раз мера производят с помощью мер и с помощью измерительных приборов. Для измерений применяют концевые и штриховые меры. На практике используют наборы мер, позволяющие составить любой линейный или угловой размер.

Штриховые меры (линейки, рулетки, угломеры и др.) имеют шкалы с нанесен ными на них делениями, соответствующими определенным единицам измере ния.

Определение размера производят совмещением измерительных поверх ностей концевой меры с поверхностями изделия, составляющими контроли руемый размер, или наложением штриховой меры на изделие. Специальные меры (калибры, шаблоны, угольники и др.) воспроизводят одно или несколько значений размеров и предназначаются, в основном, для контроля годности из делия без определения численного значения размера.

Чаще всего измерения осуществляются с помощью измерительных при боров. Измерительные приборы– это средства измерения, предназначенные для выработки численного показания размера или сигнала измерительной ин формации, доступного для непосредственного восприятия наблюдателем. По верхности, образующие размер, совмещают с измерительными поверхностями приборов или с визирными марками окуляров. Перемещение измерительных поверхностей или марок в процессе совмещения скоординировано с относи тельным перемещением указателя и отсчетной шкалы, либо с перемещением активного элемента преобразователя. При этом, если действительное значение размера считывается по шкале или на экране цифрового прибора, то измерение проводится по методу непосредственной оценки.

Измерительные поверхности приборов можно настраивать с помощью мер на определенный размер, с которым сравнивается контролируемый геомет рический параметр. По этой схеме проводят контроль методом сравнения. Су ществуют бесконтактные методы контроля, использующие регистрацию пара метров оптического, радиоволнового и акустического излучений, реагирующих на расстояние между измеряемыми поверхностями.

Особенности процесса. Для выявления внутренних дефектов используют разрушающие и неразрушающие методы контроля. В разрушающих методах дефекты наблюдают и измеряют непосредственно на изломах и разрезах кон тролируемого объекта. В неразрушающих методах используют проникающие поля и излучения, взаимодействующие с материалом контролируемого объекта.

Внутренние дефекты, изменяя физические характеристики материала, будут тем самым изменять некоторые параметры прошедшего или отраженного излу чения или поля. Преобразовывая прошедшую или отраженную часть излучения в видимые изображения или электрические сигналы, определяют вид дефекта, его размеры и месторасположение в объекте. Неразрушающие методы позво ляют контролировать 100% изделий, проводить автоматическую отбраковку негодных изделий, осуществлять контроль непосредственно в ходе технологи ческого процесса.

Область применения. Методы выявления внутренних дефектов исполь зуются в металлургическом производстве для контроля слитков, проката, труб;

в заготовительном производстве для контроля отливок, поковок, сварных, пая ных и клеевых соединений;

для контроля качества изделий электронной про мышленности, химического и энергетического машиностроения;

для обнару жения дефектов в строительных конструкциях;

для регистрации возникающих в процессе эксплуатации опасных нарушений в материале различных конструк ций и деталей машин.

Пути совершенствования методов выявления внутренних дефектов.

Основным направлением в развитии методов выявления внутренних дефектов является создание более простых, но более надежных и чувствительных средств неразрушающего контроля, максимально освобождающих оператора от обра ботки результатов контроля и рассортировки изделий. Например, создаются ав томатизированные системы контроля на базе ЭВМ, производящие автоматиче скую обработку изображений с определением вида и размеров дефектов. Весь ма перспективной является промышленная рентгеновская вычислительная то мография (ПРВТ). Машинная обработка сигналов по особому алгоритму позво ляет воспроизвести на экране дисплея внутреннюю структуру изделий путем визуального анализа отдельных плоских сечений (томограмм). Метод имеет в десятки раз большую чувствительность, чем традиционные методы радиогра фии. Томографы оснащаются устройствами документирования и архивирова ния результатов контроля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Современный общественный прогресс предъявляет новые требования к развитию науки, техники, производства, к повышению уровня автоматизации, а также экологичности всех сфер деятельности человека. Важными направления ми при этом является разработка и создание эффективных технологий для по лучения новых материалов, разработка комплексных технологических процес сов металлургии, машиностроения и приборостроения с эффективным исполь зованием металлов, создание экономичных и безопасных транспортных средств, разработка новых аппаратов и систем для управления производством.

Данный курс лекций соответствует стандарту специальности и является само достаточным для последовательного и систематического изучения дисциплины «Технологические процессы в машиностроении», преподаваемой в техниче ских университетах.

Методика работы над материалом:

1.Внимательно прослушать лекцию, читаемую преподавателем, закон спектировать материал, не вошедший в основной курс.

2.Желательно, чтобы студент ознакомился с материалом лекции до изло жения ее преподавателем.

3.При самостоятельной подготовке : прочитать лекцию, попытаться вос становить общую структуру лекции в памяти.

4.При необходимости рекомендуется обращаться к литературе, перечень которой приводится ниже.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Антонов, Л. П. Обработка конструкционных материалов/ Л. П. Антонов, Е. М. Муравьев.– М. : Машиностроение, 1982. – 431 с.,ил.

2. Бутовский, К. Г. Материалы приборостроения: учебное пособие / К. Г. Бутовский, А. В. Лясникова и др. – Саратов : Изд-во Сарат. техн. ун-та, 2005. –236 с. : ил.

3. Дальский, А. М. Технология конструкционных материалов : учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, Л. Н. Бухаркин и др.;

под общ. ред. А. М. Дальского. –3-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1992. – 448 с.: ил.

4. Журавлев, В. Н. Машиностроительные стали : справочник/ В. Н. Журавлев, О. И. Николаева.– М. : Машиностроение, 1992. – 480 с.

5. Зубцов, М. Е. Листовая штамповка / М. Е. Зубцов. – Л. : Машиностроение, 1980. – 431 с.

6. Ковка и штамповка. Справочник в 4 т. Листовая штамповка / под ред.

А. Д. Матвеева;

ред. совет: Е. И. Семенов (председатель) и др. – М. : Ма шиностроение, 1985–1987. – 544 с.

7. Ковшов, А. Н. Технология машиностроения / А. Н Ковшов. – М. : Машино строение, 1987. – 320 с.: ил.

8. Маталин, А. А. Технология машиностроения: учебник для машинострои тельных вузов по специальности «Технология машиностроения, металло режущие станки и инструменты» / А. А. Маталин. – Л. : Машиностроение, 1986. – 496 с.

9. Металлы. Методы механических и технологических испытаний. – М. : Изда тельство стандартов, 1988. – 388 с.

10. Методические указания. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов / РДМУ 109-77, Введено 01.07.87.

– М. : Издательство стандартов, 1987. – 64 с.

11. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных мате риалов: справочное пособие в 2 т./ под общ. ред. А. Г.Туманова. Т.2: Мето ды исследования механических свойств металлов. – М. : Машиностроение, 1974. – 320 с.

12. Микляев, П. Г. Анизотропия механических свойств металлов / П. Г. Микляев, Я. Б. Фридман.– М. : Металлургия, 1986. – 223 с.

13. Пластичность и разрушение / В. Л. Колмогоров, А. А. Богатов, Б. А. Мыгачев и др. – М. : Металлургия, 1977. –336 с.

14. Полухин, П. И. Физические основы пластической деформации / П. И. Полухин, С. С. Горелик, В. К. Воронцов. – М. : Металлургия, 1982.

–584 с.

15. Полухин, П. И. Сопротивление пластической деформации металлов и спла вов / П. И. Полухин, Г. Я. Гунн, А. М. Галкин.– М. : Металлургия, 1976–.

487 с.

16. Попов, Е. А. Основы теории листовой штамповки / Е. А. Попов. – М. : Ма шиностроение, 1977. – 278 с.

17. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В.

Гречников, А. М. Дмитриев., В. Д. Кухарь и др.;

под общ. ред. А.Г. Овчин никова. – М. : Машиностроение, 1985. – 184 с.

18. Романовский, В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романов ский.– Л. : Машиностроение, 1979. – 520 с.

19. Смирнов, В. С. Теория обработки металлов давлением / В. С. Смирнов. – М. : Металлургия, 1973. – 296 с.

20. Технологичность конструкций изделий : справочник / Т. К. Алферова, Ю. Д.

Амиров, П. Н. Волков;

под ред. Ю. Д. Амирова. – М. : Машиностроение, 1985. – 368 с.

Учебное издание Никитенко Валентина Михайловна Курганова Юлия Анатольевна Технологические процессы в машиностроении Текст лекций Редактор Н. А. Евдокимова Подписано в печать 30.10.2008. Формат 60х84/16.

Печать трафаретная. Бумага офсетная. Усл. л. 12,79.

Тираж 150 экз.

Ульяновский государственный технический университет 432027, Ульяновск, Сев. Венец,32.

Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец,32.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.