ТЕМА 3. Оцінка економічності комплексних технологічних процесів

 

Сучасна ринкова економіка пред'являє принципово інші вимоги до якості продукції. У сучасному світі виживання будь-якої фірми, її стійке положення на ринку товарів і послуг визначаються рівнем конкурентоспроможності. В свою чергу конкурентоспроможність пов'язана з двома показниками - рівнем ціни та рівнем якості продукції. Причому другий фактор поступово виходить на перше місце. Продуктивність праці, економія всіх видів ресурсів поступаються місцем якості продукції.

Якість - це авторитет фірми, збільшення прибутку, зростання добробуту, і робота по управлінню якістю на фірмі.

Якість продукції - найважливіший показник діяльності підприємства. Підвищення якості продукції значною мірою визначає виживання підприємства в умовах ринку, темпи науково-технічного прогресу, зростання ефективності виробництва, економію всіх видів ресурсів, що використовуються на підприємстві. Зростання якості продукції - характерна тенденція роботи усіх провідних фірм світу. Вона охопила європейські, американські та азіатські підприємства. Якість продукції - основний фактор конкуренції між фірмами.

Якість - це сукупність властивостей продукції, що обумовлюють її придатність задовольняти певні потреби у відповідності з її призначенням.

Якість як чинник конкурентоспроможності поширюється на всю національну економіку. Вона сприяє раціональному використанню ресурсів.

Наслідки недостатнього рівня якості продукції такі:

1. Економічні.

1.1 Втрата матеріальних і трудових ресурсів, витрачених на виготовлення, транспортування та зберігання продукції, що вийшла з ладу раніше планових термінів фізичного зносу.

1.2 Втрати у виробничій інфраструктурі.

1.3 Додаткові витрати на ремонт техніки.

1.4 Додаткові витрати часу населення на ремонт побутової техніки.

1.5 Втрати природних ресурсів в результаті використання низькоякісних машин, що використовуються для видобутку цих ресурсів.

1.6 Недоотриманий валютна виручка через низьку частку експорту готової продукції.

1.7 Додаткова втрата валютних коштів для імпорту техніки та товарів народного споживання.

1.8 Додаткові витрати матеріальних і трудових ресурсів на здійснення багатоланкової і багатоступінчастої системи органів технічного контролю якості.

2. Соціальні.

2.1. Дефіцитність вітчизняної продукції.

2.2. Падіння престижу продукції, виготовленої на національних підприємствах.

2.3. Недостатнє задоволення потреб виробничо-технічного та особистого плану.

2.4 Зниження темпів зростання добробуту населення.

2.5 Нераціональна трата вільного часу населення на усунення дефектів виготовлення товарів народного споживання.

2.6 Погіршення морального клімату в колективі.

2.7 Зменшення прибутку підприємства.

3. Екологічні.

3.1 Додаткові витрати на очищення: повітряного та водного басейнів, земельних ресурсів.

3.2 Додаткові витрати на заходи щодо оздоровлення населення.

3.3 Втрата продуктивності продукції сільського господарства через недостатню якість повітря, води та ґрунту.

3.4 Прискорена амортизація та додаткові витрати на ремонт цивільних будівель і транспорту через погану якість повітряного середовища.

З поняттям якості тісно пов'язане й поняття технічного рівня продукції - відносної характеристики якості продукції, заснованої на зіставленні значень показників, що визначають технічну досконалість оцінюваної продукції з відповідними базовими показниками, їх значеннями.

Якість продукції не обмежується лише однією властивістю, це сукупність властивостей. Властивості продукції кількісно виражаються в показниках якості.

Показники призначення характеризують корисний ефект від використання продукції за призначенням та зумовлюють область застосування продукції. Для продукції виробничо-технічного призначення основним показником може служити продуктивність, що показує, який обсяг продукції може бути випущений за допомогою оцінюваної продукції або який обсяг виробничих послуг може бути наданий за певний проміжок часу.

Показники надійності - безвідмовність, збереженість, ремонтопридатність, а також довговічність виробу. Залежно від особливостей оцінюваної продукції для характеристики надійності можуть використовуватися як усі чотири, так і частина із зазначених показників. Для деяких виробів, пов'язаних з безпекою людей, безвідмовність може бути основним, а іноді й єдиним показником надійності. Надзвичайно важлива безвідмовність побутових електроприладів, деяких механізмів автомобілів (гальмівна система, рульове управління). Для повітряних суден безвідмовність - єдиний та основний показник якості. Для характеристики зберігання - властивості виробу зберігати свої показники протягом терміну зберігання та транспортування - застосовуються такі показники, як середній термін зберігання, гамма-відсотковий термін зберігання. Збереженість відіграє важливу роль для харчової продукції. Ремонтопридатність визначають такі показники, як середня вартість технічного обслуговування, ймовірність виконання ремонту в заданий час. Довговічність визначається величиною витрат на підтримання виробу в працездатному стані.

Показники технологічності характеризують ефективність конструкторсько-технологічних рішень для забезпечення високої продуктивності праці при виготовленні та ремонті продукції. Саме за допомогою технологічності досягаються масовість випуску продукції, раціональний розподіл витрат матеріалів, засобів, праці та часу при технологічній підготовці виробництва, виготовленні та експлуатації продукції.

Показники стандартизації та уніфікації - це насиченість продукції стандартними, уніфікованими та оригінальними складовими частинами, а також рівень уніфікації порівняно з іншими виробами. Усі деталі виробу поділяються на стандартні, уніфіковані й оригінальні. Чим менше оригінальних виробів, тим краще як для виготовлювача продукції, так і для споживача.

Ергономічні показники відображають взаємодію людини з виробом і комплекс гігієнічних, антропометричних, фізіологічних і психологічних властивостей людини, що виявляються при користуванні виробом. Це можуть бути зусилля, необхідні для керування трактором, розташування ручки холодильника, кондиціонер у кабіні баштового крана або розташування керма у велосипеда, освітленість, температура, вологість, запиленість, шум, вібрація, випромінювання, концентрація чадного газу та водяної пари в продуктах згоряння і т.д.

Естетичні показники характеризують інформаційну виразність, раціональність форми, цілісність композиції, досконалість виконання та стабільність товарного виду виробу.

Показники транспортабельності виражають пристосованість продукції для транспортування.

Патентно-правові показники характеризують патентний захист і патентну чистоту продукції та є істотним фактором при визначенні конкурентоспроможності. При визначенні патентно-правових показників слід враховувати наявність у виробах нових технічних рішень, а також рішень, захищених патентами в країні, наявність реєстрації промислового зразку та товарного знаку, як у країні-виробнику, так і в країнах передбачуваного експорту.

Екологічні показники - це рівень шкідливих впливів на навколишнє середовище, які виникають при експлуатації або споживанні продукції, наприклад вміст шкідливих домішок, ймовірність викидів шкідливих часток, газів, випромінювань при зберіганні, транспортуванні та експлуатації продукції.

Показники безпеки характеризують особливості продукції для безпеки покупця та обслуговуючого персоналу, тобто забезпечують безпеку при монтажі, обслуговуванні, ремонті, зберіганні, транспортуванні, споживанні продукції.

 

 

ТЕМА 4. Комплексні процеси обробки типових деталей машин

 

Методи отримання заготовок

 

Отримання заготовок литтям.

Лиття - один з найдавніших і найпоширеніших способів виготовлення виробів і заготовок для деталей машин і механізмів.

Литтям називають виготовлення заготовок для виробів заповненням, завчасно виготовлених ливарних форм, розплавленим металом, сплавом або іншим конструкційним матеріалом.

Відливками називають вироби, виготовлені литтям.

Ливарні форми можуть бути разовими та багаторазовими.

Разові форми використовують лише один раз і після звільнення відливки від форми її руйнують.

Найпоширенішими способами лиття в разові форми є:

- лиття в піщано-глиняні форми;

- лиття в оболонкові форми;

- лиття у форми, виготовлені за моделями, які розчиняються або перетворюються на газ.

Багаторазові форми використовують сотні й тисячі разів; відливки витягають з форми витряхуванням або виштовхуванням.

Жодна галузь машинобудування не обходиться без деталей, виготовлених литтям. Частка деталей, виготовлених литтям, у машинах становить близько 50%, а у верстатах - близько 80%. Литтям виготовляють блоки циліндрів і поршні двигунів внутрішнього згоряння, лопаті газових турбін тощо.

Ливарними сплавами називають ті сплави, які мають гарні ливарні властивості. До них належать чавуни, сталі, бронзи, силуміни і т.п.

Найважливіші ливарні властивості сплавів - текучість розплаву, усадка, ізоляція, температура плавлення.

Текучістю називають здатність розплаву швидко заповнювати порожнину ливарної форми. При гарній плинності розплав точніше відтворює внутрішню конфігурацію, ніж при поганій. Текучість сплавів залежить від температури нагрівання: з підвищенням температури текучість сплавів зростає. У процесі виготовлення відливок використовують сплави з оптимальною економічно вигідною температурою плавлення.

Усадкою називають властивість розплавів зменшувати свій об'єм при охолодженні від температури заливання до кімнатної. Розрізняють усадку об'ємну та лінійну. Так, лінійна усадка сірого чавуну дорівнює 1%, сталі - 2%. Усадка призводить до утворення раковин, тріщин у відливках.

Ліквацією називають неоднорідність хімічного складу сплаву в різних частинах відливки після кристалізації та охолодження до кімнатної температури. Ліквація залежить від хімічного складу сплавів і швидкості охолодження відливок. Так, у чавунах і сталях сірка, фосфор і вуглець збираються у верхній і центральній частинах відливки. Важкі компоненти сплавів збираються в нижній частині відливки. Ліквації запобігають перемішуванням розплавів перед заливанням у форми та прискореним охолодженням у процесі кристалізації.

Ліквація істотним чином впливає на властивість відливок: чим вона менше, тим кращі механічні властивості відливки.

Дефекти відливок.

Контроль якості відливок починають із зовнішнього їх огляду. Потім перевіряють їх розміри, механічні властивості, хімічний склад і структуру. Якщо відливки не відповідають вимогам, кажуть, що вони браковані.

Основними причинами отримання бракованих відливок є порушення технології виготовлення ливарних форм, заливання їх розплавом та звільнення відливок від форм.

Браковані відливки мають дефекти, основними з яких є раковини (газові, усадкові, шлакові та ін.), тріщини (гарячі, холодні), пошкодження поверхні відливки (пригар, оксидні плівки, спаї тощо), невідповідність форми, розмірів і маси відливки кресленню виробу (перекіс, недоливи, переливи, викривлення тощо).

Дефекти поділяють на ті, що можна виправити, та ті, що неможна виправити.

Невиправні дефекти мають великі розміри. Виправляти такі дефекти економічно невигідно. Відливки з такими дефектами переплавляють.

Дефекти, які можна виправити, мають малі розміри, їх економічно, вигідно виправляти.

Виправлення дефектів відливок

Найбільш поширеними способами виправлення дефектів у відливках є наплавлення, термічна обробка, заварювання, просочування тощо.

Наплавлення розплавленим чавуном або сталлю використовують для виправлення дефектів чавунних і сталевих відливок.

Для зняття внутрішніх напружень відливки відпалюють. Тріщини та спаї на чавунних і сталевих відливках заварюють електродуговим способом із застосуванням вугільного електрода.

Відливки, вироби з яких призначені для збереження газів і рідин, виправляють просочуванням. Цим способом виправляють дефекти в бронзових, алюмінієвих та латунних відливках.

 

Отримання заготовок обробкою тиском.

Тиском виготовляють вироби (заготовки та деталі) з металів, сплавів та інших конструкційних матеріалів.

Основними способами обробки конструкційних матеріалів тиском є вальцювання, вільне кування, штампування, пресування та волочіння.

В основі обробки металів і сплавів тиском лежить пластична деформація під дією зовнішніх сил, після якої метали та сплави зберігають надану їм форму.

На пластичність металів і сплавів впливають молекулярна структура, хімічний склад і структура. Велике значення мають умови деформування: температура заготовки, швидкість деформування і т.п.

Велику пластичність мають метали та сплави, молекулярна структура, яких відповідає формі куба (наприклад, мідь, залізо, алюміній і т.п.).

Важливим фактором, який впливає на пластичність металів і сплавів, є теплота. З підвищенням температури нагрівання металів і сплавів їх пластичність збільшується.

В процесі деформування металів і сплавів змінюються їх властивості: міцність, твердість, крихкість, пластичність, ударна в'язкість тощо.

Зміна властивостей, пов'язана з деформацією не нагрітої (холодної) заготовки, називають наклепом. Позбавитися від наклепу можна термічною обробкою.

В процесі гарячої деформації (заготовка, нагріта до певної температури) пластичність металів більше, ніж в процесі холодної, тому гаряча деформація супроводжується меншими витратами енергії, ніж холодна.

Нагрівання заготовок перед обробкою тиском впливає на якість і вартість продукції. Основні вимоги до нагрівання заготовок: рівномірне прогрівання її до певної температури за мінімальний час з найменшою втратою металу на утворення окалини (оксидних плівок) та економною втратою палива та електроенергії. Недотримання цих вимог призводить до утворення в заготовці дефектів (тріщини, зневуглецювання, окислення, перегрівання, перегар) і зростають витрати.

 

Вальцювання.

Вальцювання є найбільш поширеним видом обробки тиском металів, сплавів та інших конструкційних матеріалів.

Вальцюванням називають спосіб виготовлення виробів обжиманням заготовки обертовими валками вальцовниці.

Виріб, отриманий вальцюванням, називають вальцюванням.

 

Кування.

Куванням називають спосіб виготовлення виробу деформуванням нагрітої заготовки під дією молота або преса.

У процесі кування інструмент багаторазово, переривчасто впливає на нагріту заготовку, в результаті чого вона, деформуючись, поступово набуває задану форму та розміри.

Виріб, виготовлений куванням, називають поковками, а цех, в якому її виготовляють – ковальським.

Для виготовлення поковок використовують продукцію ливарних і вальцювальних цехів. Ковку застосовують в одиничному та малосерийном виробництві. Готові поковки мають різні форму і масу: від декількох грамів до 300 т і більше.

Технологічний процес кування складається з окремих операцій, основними з яких є протягування, осаджування, згинання, рубка та ін.

Протягання застосовують для збільшення довжини заготовки. При цьому зменшуються її поперечні розміри. В процесі протягування заготовка витягується та трохи розширюється.

В процесі осаджування зменшується висота заготовки та збільшуються її поперечні розміри. Осаджування лежить в основі виготовлення дисків, фланців тощо.

Згинанням виготовляють гаки, скоби, якоря і т.п. Під час цієї операції заготовку згинають під потрібним кутом. Місце вигину нагрівають.

Рубкою заготовку поділяють на частини. У процесі рубки використовують прямі та фасонні сокири.

Дрібні та середні поковки масою до 1 т виготовляють у ковальсько-пресових цехах за допомогою пресів. У процесі виготовлення поковок утворюються великі втрати металу: чим складніше за формою поковка, тим більше втрати металу.

 

Штампування

Штампуванням називають спосіб виготовлення виробів за допомогою спеціальних форм-штампів.

Кожен штамп призначений для отримання виробів лише визначеної форми та розміру.

Заготовки перед штампуванням можуть бути нагрітими до певної температури. Залежно від цього штампування називають гарячим або холодним.

В залежності від форми заготовки штампування буває об'ємне та листове.

Об'ємне штампування проводять в штампах, які складаються з двох частин: верхньої та нижньої. У процесі об'ємного штампування метал переміщується від центру заготовки до країв, обмеженим стінками порожнини штампа. Внутрішня порожнеча штампу є відображенням зовнішньої форми виробу, яке треба виготовити.

Порівняно з вільним куванням об'ємне штампування має такі переваги:

- невеликі вимоги до спеціальних навичок працівників;

- отримані вироби (штампування) мають менший припуск на обробку різанням (в 3-4 рази);

- більш точна форма штамповок; висока продуктивність (в 50-100 разів) і т.п.

Недоліками об'ємного штампування є:

- обмеженість маси штамповок (0,3-100 кг, у деяких випадках - до 1,5 т);

- будь-яке нове штампування потребує виготовлення нового штампу (вартість штампів дуже велика і вони придатні лише для даного виробу-штампування).

Листовим штампуванням виготовляють плоскі та об'ємні тонкостінні вироби з листів з допомогою штампів. Штампи складаються з матриці та пуансона, які деформують заготовку: матриця надає заготовці зовнішню форму, пуансон - внутрішню.

Листове штампування може бути гарячим і холодним. Листове штампування - економічний і продуктивний спосіб виготовлення як простих, так і складних за формою виробів.

Основний недолік, листового штампування - значні відходи (до 40%).

 

Волочіння та пресування

Волочінням називають спосіб виготовлення виробів простяганням заготовки через спеціальний отвір під дією зовнішньої сили.

Інструмент, в якому зроблено кілька отворів, називають графічних дошкою, волоком або матрицею. Волоки виготовляють з інструментальної сталі, твердих сплавів і технічних алмазів.

Пресуванням називають спосіб виготовлення виробів витісненням заготовки замкненої порожнечі (контейнера) через отвір в матриці.

У процесі пресування конструкційний матеріал (заготовка) переміщається лише в напрямку отвору. Отвори можуть мати різну форму. У процесі пресування одержують вироби, поперечний зріз яких відповідає формі отвору.

Виріб, отриманий пресуванням, називають пресуванням.

 

Методи обробки заготовок

 

У механічних цехах середнього та малого масштабу попередня обробка заготовок, тобто виконання заготівельних операцій, зазвичай проводиться в заготівельному відділенні, яке часто розташовується при цеховому складі заготовок і матеріалів. При наявності на заводі декількох великих механічних цехів замість заготівельного відділення організовується самостійний заготівельний цех, який обслуговує всі металообробні цехи заводу.

 

Обробка різанням.

Задані форми, розміри та якість поверхонь деталей машин досягаються в основному обробкою різанням; обробку різанням поділяють на обдирку, чорнову, напівчистову та чистову. Для отримання точних розмірів мінімальної шорсткості поверхні застосовують тонку обробку.

Обдирання - попередня обробка різанням заготовок, отриманих литтям, куванням або прокаткою. Обдирканню піддають великі поковки та відливки. Обдиранням зменшують просторові відхилення та похибки форми вихідної заготовки.

Чорнову обробку використовують для заготовок, що піддавалися обдиранню, для великих штампованих заготовок.

Напівчистову обробку застосовують, коли при чорновій обробці не може бути видалений весь припуск або коли до точності геометричних форм оброблюваної заготовки та просторовим відхиленням її елементів пред'являються підвищені вимоги.

Чистову обробку застосовують як остаточну або проміжну під подальшу обробку. Одноразовій чистовій обробці піддають заготовки, отримані методами, що забезпечують високу точність їх виконання (штампування по першій групі точності, лиття в кокіль, лиття по виплавленій моделі тощо) на режимах, близьких до режимів тонкої обробки.

Тонку обробку різцями застосовують як метод остаточної обробки зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь (замінює шліфування) і здійснюють при високих швидкостях різання, малих глибинах різання (0,05-0,5 мм) на спеціальних верстатах.

Фрезерування - обробка металів і неметалічних матеріалів зняттям стружки, при якій ріжучий інструмент - фреза - здійснює обертальний рух, а оброблювана заготовка - поступальний. Застосовується для обробки площин, криволінійних поверхонь деталей, різьбових поверхонь, зубчастих і черв'ячних коліс та ін. При обробці фрезами розрізняють чорнове, напівчистове, чистове, а при обробці торцевими фрезами й тонке фрезерування.

Свердління - утворення зняттям стружки отвору в суцільному матеріалі за допомогою свердла, зазвичай здійснює обертальний і поступальний руху відносно своєї осі (при свердлінні отворів на свердлильних верстатах обертається інструмент (свердло); при свердлінні на токарних верстатах (а також на верстатах для глибокого свердління) звичайно обертається оброблювана деталь).

Зенкування - чистова обробка отворів зенкером після свердління, у відливках, після гарячого або холодного пробивання отворів у поковках або штамповках, циліндричних заглиблень під головки або шийки гвинтів і т. п.

Розгортання - чистова обробка конічних і циліндричних поверхонь за допомогою металорізального інструмента - розгортки. Розгортання отворів застосовують як метод остаточної обробки або як метод, що передує хонінгуванню, тонкому розточуванню, притиранню. Розгортання використовують для одержання отворів точного діаметру.

Протягування - спосіб обробки різанням внутрішніх і зовнішніх поверхонь заготовок на протяжних верстатах. При протягуванні застосовують багатолезовий різальний інструмент - протяжку. Протягуванням обробляють наскрізні отвори, пази будь-якого перетину (шпонкові канавки), плоскі та криволінійні поверхні, а також зовнішні поверхні обертання. Протягування отворів роблять після свердління, а пазів і зовнішніх поверхонь - за необробленої поверхні.

Шліфування - чистова обробка поверхонь деталей абразивними інструментами Шліфування застосовують як метод попередньої і остаточної обробки. Обдирочне шліфування часто використовують для одержання базових поверхонь у дрібних і середніх відливках.

Хонінгування - обробка поверхонь заготовок спеціальним інструментом - хоном, забезпеченим дрібнозернистими абразивними брусками; хон обертається й одночасно здійснює зворотно-поступальний осьовий рух; в результаті на оброблюваній поверхні утворюється дрібна сітка пересічних рисок від абразивних зерен, що добре утримує мастило. Хонінгуванням усувають конусоподібність та овальність отвору без зміни положення його осі. Хонінгування поділяють на попереднє, чистове і тонке в залежності від припуску, що знімається та зернистості абразивних брусків.

Суперфінішування - тонка оздоблювальна обробка поверхні заготовок брусками із мікропорошкових абразивних матеріалів. Заготовка, зазвичай, обертається або рухається поступально, а брусок здійснює складний коливальний рух при малому, але постійному тиску на заготовку.

Притирання - доведення деталей, що працюють в парі (пари зубчастих передач, пари клапанів двигунів, плунжерні пари паливної апаратури тощо), для забезпечення найкращого контакту робочих поверхонь.

Полірування - обробка матеріалів до отримання дзеркального блиску поверхні. Полірування проводять м'яким полірувальних колом з нанесеною на нього полірувальною пастою або струменем абразивної рідини. Обробка поверхонь із застосуванням притиральних і полірувальних паст базується на одночасній дії інструменту (притира або полірувального м'якого кола) і поверхнево-активних речовин, що містяться в пастах. На відміну від притирання полірування не підвищує точність обробки.

 

Електромеханічна обробка.

Це спосіб остаточної обробки металевих виробів різанням або тиском, супроводжується місцевим нагріванням поверхні електричним струмом поблизу формотворного інструменту.

Електромеханічну обробку здійснюють в умовах місцевого нагріву шару металу, що знімається при підводі в зону різання електричного струму великої сили (300-1000 А) і малої напруги (1-5). При електромеханічному згладжуванні відбувається деформування мікронерівностей поверхні, що нагрівається, із допомогою електричного струму. Інструментом служить ролик або полірувальник. Поєднання теплового (температура в зоні контакту інструмента і заготовки досягає 800-900° С) і силового дії змінює структуру і механічні властивості поверхневого шару, підвищуючи його твердість і зношуваність.

Електроерозійна (електрофізичних) обробка.

Цей спосіб обробки металів ґрунтується на тепловій дії імпульсів електричного струму, між електродами - інструментом та оброблюваною заготовкою. Має чотири різновиди: електроіскрова, електроімпульсна, анодно-механічна та електроконтактна.

а) електроіскрова обробка заснована на дії короткочасних іскрових розрядів (тривалість менше однієї стотисячної частки секунди) на оброблюваний матеріал. Для отримання іскрових розрядів використовують електричний генератор імпульсів обмеженої потужності. Цю обробку застосовують для прошивання отворів малого діаметра, різання вузьких пазів і вирізання по контуру;

б) електроімпульсна обробка полягає в послідовному збудженні розрядів між поверхнями інструменту та заготовки з допомогою імпульсів напруги, що виробляються спеціальним генератором, що дає більш тривалий і потужний дуговий розряд;

в) при анодно-механічній обробці для створення короткочасних розрядів використовують швидке переміщення інструменту відносно оброблюваної заготовки. Інструментом служить металевий диск, що обертається, металева стрічка або дріт. В зону обробки подається електроліт. На поверхні заготовки утворюється струмонепровідна плівка. У місцях контакту заготовки з інструментом, вона видаляється. За допомогою анодно-механічного процесу можна різати прокат та прорізати пази;

г) при електроконтактній обробці для створення короткочасних розрядів використовують швидке переміщення інструменту відносно оброблюваної заготовки без подачі електроліту.

Е лектрохімічна обробка.

Це спосіб обробки виробів в потоці електроліту. При обробці використовують постійний струм напругою 12 - 25 В і дешевий електроліт (водний розчин кухонної солі). Застосовують при виготовленні деталей складної конфігурації (штампи, прес-форми та ін.), для гравірування, згладжування країв, зняття задирок та т. п.

 

Електроабразивна обробка.

Спосіб заснований на електрохімічному розчиненні твердого матеріалу при одночасному видаленні продуктів розчинення із зони обробки. Цей метод відрізняється від анодно-механічної обробки тим, що використовується тільки один інструмент - електропровідний абразив з графітовим наповнювачем, який є одночасно й катодом, й інструментом.

 

Ультразвукова обробка

Спосіб полягає у впливі ультразвуком на речовину. Застосовують для обробки заготовок з матеріалу підвищеної крихкості (тверді сплави, скло, кварц, мінералокераміка, алмаз, германій, кремній і ін). При цьому отримують глухі та наскрізні отвори різного діаметру, вузькі пази, різьблення, виконують обробку поверхонь обертання та інші операції. При ультразвуковому шліфуванні та хонінгуванні забезпечується зменшений тиск абразивного інструменту на оброблювану заготовку та відбувається менше засолювання інструменту.

 

Електрофізико-термічна обробка.

Здійснюють за допомогою джерела тепла, що утворюється в результаті концентрації енергії пучка електронів, іонів, фотонів і випаровування матеріалу. До таких методів відноситься електронно-променева, іонно-променева та світло-променева (лазерна) обробка. Ці методи застосовують для прошивки дрібних отворів і пазів в тонких деталях, а також для їх розрізання.

 

Обробка дуговим плазмовим струменем.

Проводиться за допомогою горіння, в якому дуговий розряд виникає у вузькому електрично нейтральному каналі між двома електродами. Уздовж стовпа дуги пропускають газ, який в зоні розряду іонізується, набуває властивості плазми та виходить з пальника у вигляді яскравого струменя, що має температуру 15000°С. З допомогою цього виду обробки можна наносити покриття та різати заготовки з різноманітних матеріалів - провідників, напівпровідників і діелектриків. Крім різання пальниками можна здійснювати стругання поверхонь, підготовку кромок листів з нержавіючої сталі та інших металів і сплавів під зварювання.

 

Термічна та хіміко-термічна обробка.

Цю обробку застосовують для зміни фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей металів, що визначають технологічні та експлуатаційні характеристики деталей.

При термічній обробці відбуваються структурні та фазові зміни, а також зміни напруженого стану металу. Основні види термічної обробки - відпал, нормалізація та відпуск, поліпшення та старіння.

Хіміко-термічна обробка протікає з дифузійним насиченням поверхневих шарів заготовки різними елементами; при цьому хімічний склад поверхневого шару змінюється. До хіміко-термічній обробки відносяться цементація, азотування, ціанування, алітування, хромування та ін.

 

Методи покриття деталей

 

У машинобудуванні застосовують лакофарбові, гальванічні покриття та покриття окисними та пластмасовими плівками.

Лакофарбові покриття застосовують як декоративні, для захисту металевих поверхонь від корозії та дерев'яних – від вологи та загнивання. Процес нанесення лакофарбових покриттів у загальному випадку складається з трьох основних етапів: підготовки поверхні, її фарбування та сушіння, обробки. Підготовка поверхні включає її очищення, вирівнювання, ґрунтовку та шпаклювання з наступним шліфуванням. Очистку проводять хімічним або механічним (піскострумною обробкою, шліфуванням переносними машинами та сталевими приводними щітками) впливом. Для видалення слідів масла деталі промивають у мийних агрегатах у знежирювальних розчинах або нагрівають (якщо допустимо) до 250-300°С. Поверхні великих деталей очищують органічними розчинами.

У машинобудуванні застосовують наступні методи фарбування. Ручне зафарбування пензлем не вимагає попереднього захисту суміжних ділянок, які не фарбуються малопродуктивне (до 10-12 м2/год для великих відкритих поверхонь) та незручне при роботі з швидковисихаючими матеріалами. Втрати фарби при цьому методі до 5%. Фарбування розпиленням найбільш поширене і високопродуктивне; воно дозволяє наносити швидковисихаючі лакофарбові матеріали (нітролаки, нітроемалі) з утворенням рівної гладкої поверхні. Метод легко автоматизується за допомогою спеціальних установок і промислових роботів.

Розрізняють механічне, повітряне та безповітряне розпилення та розпилення в електростатичному полі.

Якість лакофарбового покриття залежить від способу сушіння. Сушіння - це складний хімічний процес, що складається з випаровування розчинника та окислення або полімеризації плівки. Розрізняють сушіння природне та штучне. Природне сушіння проводять при температурі 18-25° С протягом тривалого часу. Штучне сушіння прискорює процес висихання плівки та значно покращує якість покриття. Існує кілька способів штучного сушіння.

Гальванічні покриття - металеві плівки малої товщини, які наносять методом електролітичного осадження на поверхню виробів для захисту від корозії та механічного зносу, декоративної обробки, а також надання поверхні спеціальних фізичних і хімічних властивостей. Процес нанесення покриття складається з підготовки поверхні перед покриттям, нанесення його та полірування (якщо потрібно). Підготовка поверхні деталей перед покриттям включає шліфування, полірування та знежирення

Оксидування - окислення поверхневих шарів металевих виробів хімічної або електрохімічної обробкою або впливом повітря при високих температурах. Утворені оксидні плівки захищають виріб від корозії або мають декоративне значення.

Фосфатування - хімічний процес утворення на поверхні сталевих, а також алюмінієвих і цинкових виробів тонкого шару фосфатів, який при подальшому нанесені на нього шару фарби, лаку або мастила служить хорошим захистом від корозії.

Покриття напиленням (металізацію) виконують розпиленням розплавленого металу струменем стисненого повітря. Рухаються зі швидкістю 100-150 м/с частинки металу вдаряються об поверхню деталі та зчіплюються з нею, утворюючи шар міцного дрібнопористого металевого покриття. Нанесений шар крихкий, але добре пручається стиску. Його товщина коливається від декількох сотих до 3-4 мм. Деталь з напиленим шаром можна обточувати та шліфувати. Цим методом виготовляють захисно-декоративні, антифрикційні та жаростійкі покриття, відновлюють зношені деталі і виправляють дефекти відливок.

Пластмасові покриття використовують в якості декоративних, антикорозійних та антифрикційних покриттів. Їх наносять газополуменевим або вихровим способом. В якості вихідних матеріалів служать термопластичні пластмаси (поліетилен, поліпропілен, поліамід, капролактам, полівінілбутираль, фторопласт, поліуретан) у вигляді дрібнодисперсного порошку, що переходить при нагріванні у в'язкотекуче становище. Пластмасові покриття дозволяють використовувати вуглецеві сталі замість легованих і кольорових металів.

Консервація. Готові деталі, передані на тривале зберігання або транспортування, піддають консервації. Консервацію виконують нанесенням антикорозійного мастила (технічний вазелін, пуш-сало та ін.) за допомогою пензликів, зануренням у підігрітий склад або пульверизацією. Застосовують також нанесення антикорозійних лаків, які змиваються при розконсервації бензином або іншими розчинниками.