Производство исходных заготовок пластическим деформированием

Машинную ковку производят на молотах и гидропрессах. В единичном и мелкосерийном производстве - наиболее экономичный способ получения высококачественных заготовок; может оказаться единственно возможным способом для заготовки большой массы.

Возможности: заготовки массой до 250 т простой формы; на молотах в подкладных кольцах и штампах до 10 кг, при этом толщина стенок заготовки достигает 3...2,5 мм, точность 14-16 квалитет, а величина параметра шероховатости поверхности составляет Ra = 25... 12,5 мкм; для стали, иногда цветных металлов и сплавов.

Штамповка — в условиях массового и крупносерийного производства горячая объемная штамповка рентабельнее ковки. Ограничения: до 100 кг, хотя возможно получать поковки до 3 т и выше, но чаще массой до 30 кг.

Применяют для получения поковок из стали, цветных металлов и сплавов. Обычно исходной заготовкой для штамповки является сортовой прокат. Горячую штамповку проводят на молотах, горизонтально-ковочных машинах (ГКМ), кривошипных горяче-штамповочных прессах (КГШП) и винтовых прессах.

К операциям листовой формовки относят правку (рихтовку), фасонную (рельефную) штамповку, отбортовку, формовку, обжим, раздачу.

Листовая штамповка - размеры заготовок колеблются от нескольких сантиметров до 7 м с толщиной стенки 0,1... 100 мм; точность - 11-12 квалитет, а при дополнительной калибровке — 9-10 квалитет.

Фасонную {рельефную) штамповку применяют для получения на плоских заготовках различных углублений и выступов, ребер жесткости и т. п.

Штамповка перераспределяет объемы металла в локальной зоне. При отбортовке отверстия толщина материала у края бортов значительно уменьшается.

Высадка - частичное изменение формы детали типа прутка на специальных холодновысадочных автоматах, например, высадка головок болтов, винтов, заклепок и т. п.

Методами штамповки изготавливат металлические сплавы (сталь различных марок, сплавы цветных металлов, а также биметаллические) и неметаллические материалы (текстолит, прессшпан, резина, войлок). Металлические материалы по виду заготовок можно разделить на рулонный (шириной свыше 300 мм), ленты, листы, полосы, проволоку и круглый прокат (в бухтах), прутки и прокат различного сечения. Неметаллические материалы, как правило, поставляются в виде листов или полос.

Исходные заготовки из калиброванной стали

Изготавливают круглой, шестигранной, квадратной и прямоугольной толщиной (диаметром) 3...100 мм. Возможно протягивать прокат со скоростью до 100 м/мин после дробеметной и иглофрезерной зачистки без смазочного слоя; кривизна - не более 0,5 мм на 1 метр длины. Прутки покрывают консервирующей смазкой.

Применяют стальные фасонные профили получаемые волочением; в качестве исходной заготовки используют горячекатаный прокат простой формы (круг, квадрат и т.д.).

 

Исходные заготовки из пластических масс.

 

Это - полимеры, в которые введены наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и другие добавки.

Распространены композиционные пластмассы, в состав которых, кроме полимеров, входят наполнители (порошковые, волокнистые, слоистые) для обеспечения требуемых механических, физических и эксплуатационных свойств.

Наполнители бывают минерального происхождения (слюда, кварц, асбест и др.) и органического (древесная мука, бумага, ткань и др.).

В машиностроении применяют фенопласты - сложные пластмассы, основу которых составляет термоактивная фенольно-формальдегидная смола и различные наполнители: пресспорошки, стекловолокниты и текстолиты.

Механическая обработка детали - минимальна или отсутствует.

Термопластичные материалы.

Полимеры, у которых при нагревании не образуется поперечных химических связей и которые при некоторой характерной для каждого полимера температуре могут многократно (повторно) размягчаться и переходить из твердого в пластическое состояние, называются термопластическими полимерами или термопластами.

Это:

полиамиды, работающие в диапазоне температур -60+150°С (кратковременно до +180 °С).

поликарбонаты, сочетающие прозрачность стекла и прочность металла (температура эксплуатации до 150 °С), размерную ультрафиолетовую стабильность и высокую сопротивляемость ползучести.

полифениленоксиды (арилоксы) с уникальным комплексом механических и диэлектрических свойств, хорошей термостойкостью, стойкостью к агрессивным средам и радиоактивному излучению, выдерживающие все виды холодной обработки: штамповку, резание, фрезеровку. Они склеивается с другими пластмассами и материалами.

полисульфоны, не изменяющие своих свойств в диапазоне температур от -100+150°С. Электроизоляционные свойства полисульфона сохраняются в широком диапазоне частот и температур, а также после пребывания в воде и в условиях повышенной влажности; отличается стойкостью к окислению и способностью к самозатуханию, при высокой температуре не выделяет токсичных продуктов; хорошо окрашивается с помощью красителей, добавляемых непосредственно в бункер литьевой машины.

полибутилентерефталаты, обладающие прекрасными тепловыми свойствами; меньшим влагопоглощением, по сравнению с поликарбонатом - высокой химической стойкостью, механическими и антифрикционными свойствами, теплостойкостью, низким влагопоглощением и, в результате этого, высокой стабильностью размеров, хорошими диэлектрическими свойствами, стойкостью к усталостному разрушению, к воздействию факторов окружающей среды и к действию химических веществ.

Детали из него имеют гладкую глянцевую поверхность и их можно длительно эксплуатировать при температуре 120... 140 °С.

полиэтилентерефталаты, термопластичные материалы, получаемые путем модификации полиэтилентерефталатной смолы полиэтиленом; применяется для изготовления деталей конструкционного назначения методом литья под давлением, устойчив к действию разбавленных кислот, растворов минеральных солей, органических растворителей; отличается низким коэффициентом трения, незначительным водопоглощением и стабильностью формы изделий; можно эксплуатировать в интервале температур -60...+ 150 °С.

Все перечисленные полимеры могут выдержать температуру выдерживать температуру 160...180°С, но с учетом срока службы: после выдержки в течение 20 000 ч при температуре 100... 150 °С они теряют половину своих свойств.

Термореактивные полимеры (реактопласты) под действием теплоты и давления подвергаются коренным необратимым изменениям. Изделия, изготовленные из термореактивных материалов, не могут быть вновь размягчены и переработаны заново.

Пресс-материалы представляют собой смеси термореактивных смол с наполнителями и специальными добавками. Составные части пресс-материалов находятся в тонкоизмельченном состоянии, поэтому такие смеси названы пресс-порошками.

Изделия, получаемые из пресс-материала, связующим веществом в ко­тором является термореактивный полимер, отверждаются в пресс-форме при нагревании и извлекаются из формы без охлаждения. Процесс переработки пресс-материалов на их основе необратим. Отходы переработки нельзя использовать. Термореактивные смолы (полимеры) и пластмассы на их основе можно разделить на несколько групп. Наиболее распространены - фенопласты, эпоксипласты, эфиропласты.

Фенопласты обладают хорошими механическими свойствами, водостойкостью, стойкостью к растворителям, нефти, бензину, кислотам (но малостойки к действию щелочей) и хорошими диэлектрическими характеристиками.

Фенопласты представляют собой композиции на основе новолачных и резольных смол с органическими и неорганическими наполнителями. Из органических наполнителей в основном используют древесную муку, из неорганических - асбест, каолин, слюду, стекловолокно и т.д. Качество изготовленных из фенопластов изделий зависит от свойств смолы и наполнителя, от смачиваемости наполнителя смолой, адгезии между смолой и наполнителем.

Формообразование пластических масс

В процессе формования можно получить различные структуры формуемого материала, которым соответствуют разные эксплуатационные свойства изделий. Поэтому при оценке конструкционных свойств пластмасс необходимо учитывать их зависимость от технологии изготовления изделия.

Наиболее распространенным методом переработки термопластов является литье под давлением на литьевых машинах, называемых термопластоавтоматами (с объемом отливки от 8• до 1• с давлением литья до 0,18 МПа).

Предварительный отжиг пластмасс повышает их стойкость к растрескиванию. Вследствие образования множества мельчайших трещин, отражающих и рассеивающих свет, происходит помутнение и так называемое серебрение поверхности.