Анализ исходных данных для разработки тп.

Для разработкиисходного ТП необходимы след основные исходные данные:

1.Сбор чертеж с кратким описанием служеб назначения и ТУ на приемку изделия;

2.Рабочие чертежи, определяющие мат-л, конструктив формы и размеры детали, точность и качество обраб пов-тей.

Особые требования(твердость и структура материала, покрытия, термообработка и др);

3.объем выпуска изделий, в состав к-х входят запасные детали.

При разработке ТП используют руководящую справоч технико-эконом информацию, стандарты ЕСТПП и ЕСТД, типовые ТП и операции, каталоги прогрессивных ТО и оснастки, норматив данные по выбору режимов обр-ки, припусков и т.д

Анализ исход данных должен включать изучение и, в случае необходимости, корректировку ТТ к детали, формулировку технич задач, анализ технолог-ти детали.

При технологич анализе чертежей проверяют содержит ли чертеж все необходимые проекции, разрезы, сечения, требования к точности формы и взаимного расположения, а также качестыва поверхности.

Проверяют также основные и вспомаг КБ и производят контроль правильности простановки размеров.

Правил простановка конструк размеров с учетом ТТ обеспечивает:

1.Совмещение КБ, ТБ и ИБ;

2.Работу на предварительно настроенных станках;

3.Применение наиболее простых приспособлений, РИ и мерительного инст-та;

4.Надежность и простоту контроль деталей;

5.Рационал послед-ть выполняемых операций;

6.Соблюдение принципа кратч размер цепи.

3. Анализ связи между чертежом детали и ТП её изготовления.

Изучение чертежа являются ответственным шагом при проектировании ТП. Существует ряд рекомендаций для выполнения этой работы:

В начале по геометрическим проекциям и сечениям уясняется конфигурация детали, выясняется форма поверхностей детали и их пространственное взаиморасположение. При последующем изучении поверхностей уточняются их размеры, требования, точность их взаимного расположения(параллельность, перпендикулярность, соосность). Анализ точности, формы и размеров поверхностей дает основание назначать метод окончательной обработки поверхностей, а анализ системы простановки координирующих размеров выявить конструкторской базы. Важно изучение материала детали, анализ требований по механическим свойствам, характера термической обработки. Это послужит основанием для правильного решения вопросов о методах обработки (резанием, электро-химической, электро-физической обработкой, и т.д), о делении ТП на этапы, о способах выполнения окончательных, отделочных и упрочняющих операциях.

Связи между чертежом и технологическим процессом

Между рабочим чертежом и необходимым технологическим процессом существуют тесные связи. Можно усмотреть, что главные из них идут по следующим трем направлениям:

1. точность поверхностей - это необходимые методы обработки в технологическом процессе,

1. взаимная координация поверхностей в чертеже - базы, способы установки, последовательность операций в технологической процессе,

2. термическая обработка в чертеже - этапы в технологическом процессе.

Уже первое ознакомление с чертежом детали позволяет получит общее, но достаточно отчетливое представление о необходимом технологическом процессе.

1. материал, общие размеры и конфигурация детали позволяют судить о возможном способе получения заготовки.

1. вместе с этим становится ясным примерный объем механической обработки, а также основной типаж потребных станков,

2. присутствие сложных поверхностей указывает на необходимость использования тех или иных станков определенного назначения (например, копировальных).

Изучение чертежа легко обнаруживает связь между заданной точностью поверхностей детали и необходимыми в технологическом процессе методами их обработки, потому что каждый метод располагает определенными возможностями в отношении точности размеров и шероховатости поверхностей.

Если бы каждую из обработок, необходимых для каждой поверхности детали, выполнять как отдельную операцию (максимальная дифференциация процесса), то оказалось бы, что рабочий чертеж полностью предопределил все операции техпроцесса. В действительности для лучшего использования станков по соображениям, связанным с точностью обработки (учитывая, что наилучшая взаимная концентричность, перпендикулярность и параллельность поверхностей получается при обработке их в одной операции - при одной установке) и другим причинам, во многих операциях обрабатывают несколько поверхностей.

Столь же тесными, только более сложными и поэтому внешне менее заметными, являются связи принятой на чертеже взаимной координации поверхностей детали с технологическими базами, способами установки и последовательностью операции.

4. Методика проектирования единичных технологических процессов механической обработки.

Особенности проектирования ТП в Единичном производстве ЕДИНИЧНЫМназывается такое производство, при котором изделия изготавливаются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам. Единичное производство универсально, т. е. охватывает разно характерные типы изделий, поэтому оно должно быть очень гибким, приспособленным к выполнению разнообразных заданий. Для этого завод должен располагать комплектом универсального оборудования, обеспечивающим изготовление изделий сравнительно широкой номенклатуры. Этот комплект оборудования должен быть подобран таким образом, чтобы, с одной стороны, можно было применять различные виды обработки, а с другой - чтобы количественное соотношение отдельных видов оборудования гарантировало определенную пропускную способность завода.

Технологический процесс изготовления деталей при этом виде производства имеет уплотненный характер: на одном ставке выполняются несколько операций и часто производится полная обработка деталей разнообразных конструкций и из различных материалов. Ввиду разнохарактерности работ, выполняемых на одном станке, и неизбежности вследствие этого в каждом случае подготовки и наладки станка для новой работы основное (технологическое) время* в общей структуре нормы времени невелико. Приспособления(тиски, угольники, прихваты ), измерительные инструменты (штангенциркули, микрометры, нутромеры) и инструменты (стандартные сверла, развертки, фрезы) для обработки деталей на станках имеют здесь универсальный характер. Специальные приспособления и специальные инструменты не применяют или применяют редко, так как значительные затраты на их изготовление экономически не оправдываются.. Разнохарактерность изготовляемых изделии, неравномерность по времени поступления в производство более или менее сходных конструкций, различие требовании, предъявляемых к изделию в отношении точности обработки деталей и качества применяемых материалов, необходимость благодаря разнообразию деталей выполнения различных операций на универсальном оборудовании - все это создает особые условия успешной работы цехов и всего завода, характерные для единичного производства.

Указанные особенности этого вида производства обусловливают относительно высокую себестоимость выпускаемых изделий. Увеличение потребности в данной продукции с одновременным уменьшением ее номенклатуры и стабилизацией конструкций изделий создает возможность перехода от единичного производства к серийному. Единичное производство существует в тяжелом машиностроении, на судостроительных верфях, на предприятиях, выпускающих сложное оборудование для химических и металлургических заводов, в ремонтных цехах и т. д.

Исходные данные. При разработке технологических процессов необходимы три вида исходной информации: базовая, которая содержится в конструкторской документации на деталь (рабочий чертеж и технические условия) и годовой программе выпуска деталей; руководящая, к которой относятся данные, помещенные в стандартах ЕСТПП и технологических инструкциях предприятия или отрасли; справочная, находящаяся в каталогах и справочниках, по техническим данным оборудования, в описаниях типовых технологических процессов, нормативах по техническому нормированию.

Рабочий чертеж детали должен быть выполнен в соответствии с ЕСКД (единая система конструкторской документации). Он должен иметь: нужное количество проекций, необходимые размеры при правильной расстановке их с указанием квалитетов точности; обозначения шероховатости поверхностей; допуски на погрешность формы и расположения поверхностей; указание о марке материала, из которого изготавливается деталь, защита детали от внешних воздействий; дополнительные требования, которые определяются методом изготовления.

Технические условия составляются на наиболее ответственные детали, когда невозможно их изложить в рабочем чертеже. В технических условиях указываются назначение детали, особые требования к изделию, методы контроля, общие требования по клеймению, хранению, транспортировке и т.д.

Программа выпуска определяет тип производства и методы изготовления изделий, степень детализации при разработке технологических процессов.

Основными требованиями, предъявляемыми к разрабатываемым технологическим процессам, являются: возможность изготовления детали в полном соответствии с чертежами, стабильность параметров качества в процессе производства и эксплуатации изделий; оптимальная стоимость производства.

Разработка единичных технологических процессов должна определяться в соответствии с ГОСТ 14.301-83 ЕСТПП и включает в себя:

1. Технологический контроль чертежа.

2. Выбор типа производства, подбор ранее разработанного типового технологического процесса, если такая возможность имеется.

3. Выбор вида исходной заготовки и метода получения.

4. Выбор технологических баз и проектирование маршрута обработки.

5. Разработку структуры технологического процесса и последовательности выполнения операций.

6. Назначение (выбор) технологического оборудования, технологической оснастки.

7. Расчет припусков и операционных размеров.

8. Назначение и расчет технологических режимов обработки, нормирование операций и всего технологического процесса.

9. Назначение методов контроля качества деталей.

10. Составление планировок производственных участков.

11. Оформление рабочей технологической документации на разрабатываемый технологический процесс.

5. Технологичность изделия. Показатели оценки варианта на технологичность.

Оценка технологичности конструкции изделия. Методы обеспечения и повышения технологичности 1)Качественная оценка технологичности конструкции.

Отработка конструкции изделия на технологичность направлена на улучшение качества, сокращение времени конструкторской и технологической подготовки производства; оптимизация процессов изготовления, сборки и испытания; облегчения технологического обслуживания, повышение экономических показателей.

Оценка технологичности производится с целью: установления соответствия показателей технологичности конструкции изделия заданным параметрам; определения возможности достижения оптимальных затрат труда, средств и материалов на изготовление, ремонт и техническое обслуживание при сохранении заданного качества изделия.

Результаты оценки технологичности изделия используется при принятии решения о целесообразности дальнейшего проектирования или постановки на серийное производство изделия.

Технологичностью называется степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-техническим условиям его изготовления при заданном объеме выпуска. Технологичной можно считать удовлетворяющую эксплуатационным требованиям деталь, освоение и выпуск которой при заданном объеме производства будет протекать с наименьшей трудоемкостью, материалоемкостью и кратчайшим производственным циклом.

Деталь состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов, их можно получить как на универсальных станках, так и на станках с ЧПУ. Получение общей шероховатости Ra не представляет трудности. Конструкция детали позволяет свободный подвод режущего инструмента при обработки. Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что деталь технологична.

2)Количественная оценка технологичности.

Количественная оценка технологичности производится на основе анализа значений показателей технологичности изделия. Основой для анализа является чертеж детали.

Коэффициент точности Кm= 1- 1/Аср

где Аср – средний квалитет точности.

Под технологичностью изделия понимают совокупность свойств его конструкции, характеризующих возможность оптимизации затрат труда, средств и времени на всех стадиях создания, производства и эксплуатации изделия. Технологичной можно считать только конструкцию, удовлетворяющую эксплуатационным требованиям, освоение и выпуск которой в заданном объеме будет протекать с минимальными производственными издержками (в первую очередь – с наименьшими трудо- и материалоемкостью) при минимальной продолжительности цикла производства.

Оценка технологичности конструкции изделия может быть качественной и количественной. Количественная оценка основана на анализе базовых показателей технологичности, устанавливаемых ТЗ на проектирование изделия; показателей технологичности, достигнутых при разработке конструкции; уровня технологичности (отношение достигнуты показателей к базовым). Количественная оценка дополняется качественной, обобщенной, базирующейся на опыте исполнителя. При сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия качественная оценка предшествующей количественной и определ яет ее целесообразность.

Технологичность конструкции. Понятия и определения. Задачи обеспечения технологичности конструкции. Качественная и количественная оценка технологичности конструкции изделия.

Анализ технологичности конструкции деталивыполняют с целью экономии затрат труда, повышения точности. Технологичная конструкция позволяет использовать высокопроизводительное оборудование, оснастку и инструменты, экономить энергию. Чем более технологичной оказывается конструкция, тем совершеннее и дешевле будет ее производство, в ходе подготовки которого не требуется проводить корректировок чертежей и доделок.

Технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ.

Производственная технологичность конструкции детали – это степень ее соответствия требованиям наиболее экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали

Оценка технологичности бывает качественная и количественная.

Качественная оценка: «лучше - хуже», «рекомендуется – не рекомендуется», «технологично – не технологично».

К конструктивным особенностямизделия, положительно влияющим на еготехнологичность, относятся:

1) минимальное количество звеньев в размерных цепях (чем меньше звеньев, тем легче обеспечить заданную точность поверхностей изделия);

2) отсутствие параллельно связанных размерных цепей, усложняющих процесс достижения точности замыкающих звеньев;

3) наличие полных комплектов баз у деталей;

4) степень унификации геометрических элементов (диаметров, длин, резьб, модулей, радиусов перехода и т.п.);

5) наличие у деталей конструктивных форм, обеспечивающих свободный доступ к обрабатываемым поверхностям (свободный подвод и отвод режущего инструмента),

6) возможность контроля точностных параметров детали;

7) возможность уменьшения протяженности точных обрабатываемых поверхностей;

8) соответствие дна формы отверстия форме стандартного инструмента для его обработки (сверла, зенкера, развертки и т.п.);

9) применение высокопроизводительных методов обработки;

10) наличие материалов, отличающихся хорошей обрабатываемостью.

Количественная оценка технологичности выражается 4 основными и 31 дополнительными показателями.

Применительно к производству:В общем случае технологичность детали должна оцениваться путем сравнения ее показателей с соответствующими показателями детали-аналога. Под технологичностью конструкции понимают совокупность свойств детали, позволяющих изготовить ее наиболее рациональными способами. Технологичной можно считать такую конструкцию детали, которая, будучи эффективной и надежной в эксплуатации, является вместе с тем наименее трудоемкой и металлоемкой в изготовлении. Технологичность конструкции деталей машин определяет затраты труда и средств на изготовление и обработку деталей.

6. Выбор вида, способа получения и формы исходной заготовки.

Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления самой детали.

При выборе заготовки учитывают:

- тип производства;

- материал заготовки;

- конфигурацию;

- размеры;

- элементы детали.

Заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь. Максимально приблизить геом. формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали — одна из главных задач в загот. производстве, т.к Чрезмерные припуски вызывают излишние затраты,увеличивают себестоимость дет-ли, повышение затрат на режущие инструмент, увеличение расхода электроэнергии. В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие способы производства заготовок:

1)Литье в печтано-глинистые формы

2)Центробежное литье

3)Литье под давлением

4)Литье в кокиль

5)Литье в оболочковые формы

6)Литье по выплавляемым моделям

7)Штамповка на молотах и прессах

8)Штамповка на горизонтально-ковочных машинах

9)Свободная ковка

10)Прокат(круглый, фасонный, листовой)

11)Сварные заготовки

При составлении чертежа заг. в соответствии с ГОСТом выполняют следующее:

1)определяют степень сложности загот., устанавливают класс точности ее изготовления, учитывают группу стали.

2)назначают припуски на механическую обработку с учетом заданной шероховатости поверхности и допуски, а также исходную базу для обработки резанием.

3)в заготовках для деталей с отверстиями определяют размеры перемычек под пробивку, после чего определяют объем и массу заготовки.

4)Чертеж заготовки оформляют с указанием технических условий на ее изготовление (мест клеймения, испытания на твердость и др.)

Чертеж заготовки (РЧЗ) разраб. по рабочему черчежу предусматривая общий припуск на обработку, допуск на заготовку с учетом выбора метода.

В ТУ чертежа заготовки указывается группа контроля, расположение и вид образцов для механич.испытаний, требования к структуре и направлению волокон.Указывается твердость заготовки, доп.дефекты, требования к удалению окалины.

Выбор вида заготовки (прутков круглого, шестигранного или квадратного сечений, поковки, отливки и т. д.) зависит от конструктивных особенностей деталей. Например, болт с шестигранной головкой целесообразно изготовлять из шестигранного прутка, а не из круглого.

Заготовка должна иметь несколько большие размеры, чем обработанная деталь, т. е. предусматривается слой металла, снимаемый при механической обработке. Этот слой металла носит название припуска на обработку.

Величина припуска должна быть наименьшей, но при этом обеспечивать получение годной детали, т. е. заготовка по форме и размерам должна приближаться к форме и размерам готовой детали

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки по калькуляции заготовительного цеха и себестоимости ее последующей обработки до достижения заданных требований качества по чертежу. Выбор заготовки связан с конкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали , выполняемым для заданного объема годового выпуска с учетом других условий производства . При проектировании технологического процесса механической обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, - о наличии в заготовке отверстий, полостей, углублений, выступов.

Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов; оказывают влияние плановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов, моделей, пресс-форм).

При выборе технологических методов и процессов получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачи формообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали.

Для этого необходимо в конструкции заготовки и технологии ее изготовления предусмотреть возможность экономии труда и материалов путем применения штампованных, штампосварных, штамполитых заготовок, а также применения автоматизированных технологических процессов.

Легче всего поддаются автоматизации непрерывные процессы производства заготовок - литье профилей, проката заготовок, сварка.

Прогрессивными являются сварно-литые заготовки. Применять их наиболее целесообразно, когда при изготовлении цельнолитой заготовки наблюдается большой литейный брак из-за нетехнологичности конструкции, когда лишь отдельные части заготовки, работающие в особо трудных условиях, требуют применения более дорогих металлов или сложной обработки. Сварные заготовки следует использовать при конструкции детали с выступающими частями, когда для ее изготовления требуется крупногабаритная форма, много формовочных материалов и большие затраты рабочего времени в литейном цехе.

При больших массах и габаритах для транспортирования заготовку делят на несколько частей.

Особенно важно правильно выбрать заготовку и назначить оптимальные условия ее изготовления в автоматизированном производстве, когда обработка ведется на автоматах, автоматизированных гибких и автоматических линиях, управляемых ЧПУ, микропроцессорами и микроЭВМ.

Поступающие на обработку заготовки должны соответствовать утвержденным техническим условия. Поэтому заготовки подвергают техническому контролю по соответствующей инструкции, устанавливающей метод контроля, периодичность, количество проверяемых заготовок в процентах к выпуску и т.д. Проверке подвергают химический состав и механические свойства материала, структуру, наличие внутренних дефектов, размеры, массу заготовки.

У заготовок сложной конфигурации с отверстиями и внутренними полостями (типа корпусных деталей) в заготовительном цехе проверяют размеры и расположение поверхностей. Для этого заготовку устанавливают на станке, используя ее технологические базы, имитируя схему установки, принятую для первой операции обработки. Отклонения размеров и формы поверхностей заготовки должны соответствовать требованиям чертежа заготовки. Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже, обладать соответствующими ему механическими свойствами, не должны иметь внутренних дефектов (для отливок – рыхлоты, раковины, посторонние включения; для поковок – пористость и расслоения, трещины по шлаковым включениям , «шиферный» излом, крупнозернистость, шлаковые включения; для сварных конструкций – непровар, пористость металла шва, шлаковые включения).

Выбор способов получения заготовки определяется технологическими свойствами металла, т. е. его литейными свойствами или способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала, получаемыми в результате применения того или другого метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках, величина зерна в отливках и т. д.). Способ получения заготовки определяется назначением и конструкцией деталей машин, материалом, требованиями к точности и чистоте поверхности. Учитываются при этом и тип производства, и экономическая целесообразность.

Основными факторами, влияющими на решения, принимаемые при Выборе исходной заготовки и метода ее получения, являются: конструкция детали, материал, служебное назначение, технические требования, программы выпуска в год (Nг) и по неизменным чертежам (Nн.ч.); тип производства, вид и форма организации производства, стоимость материала (полуфабриката), себестоимость исходной заготовки,

получаемой тем или иным методом; расход материала, себестоимость изготовления детали из исходной заготовки.

Выбор исходной заготовки и метода ее получения должен обеспечивать минимальную себестоимость детали. Исходная заготовка – заготовка перед первой технологической операцией механической обработки.

Для того чтобы проще представить последовательность выбора исходной заготовки,

Себестоимость самих исходных заготовок, полученных разными методами, колеблется в широких пределах. Для получения заготовок используют разнообразные технологические процессы и их сочетания: различные способы литья, пластического деформирования металлов, резка, сварка, комбинированные способы: штамповки – сварки, литья – сварки; порошковой металлургии.

7. Место термической и химико-термической обработки в технологическом процессе изготовления детали.

Целью термической обработки может быть:

-ликвидация внутренних напряжений в материале детали;

-улучшение обрабатываемости материала резанием;

-повышение механических свойств материала до значений, требуемых техническими условиями на изготовление детали.

Любую немеханическую обработку, требующую оборудования, которое не размещено в механическом цехе, всегда выгодно выполнять до механической 0бработки или же после нее. В таком случае процесс механической обработки не прерывается, уменьшается объем незавершенного производства деталей, отпадает надобность транспортировать детали в. другой цех .и обратно. Это в полной мере относится к операциям термической (химико-термической) обработки деталей. Заготовки-поковки и заготовки-отливки подвергают термической обработке (нормализации, отжигу, старению) с целью снять внутренние напряжения. Вместе с этим выравнивается неоднородность структуры -материала (это важно, если требуется последующая закалка) ,и улучшается обрабатываемость материала. Таким образом, первые две цели всегда можно достичь до начала механической обработки. Однако избежать разрыва процесса механической обработки, если требуется повышение механических свойств (твердости, прочности) материала, тем труднее, чем более ответственна деталь по своему материалу и заданной точности обработки. Выполнению закалки и отпуска после окончательной механической обработки препятствует то, что деталь в процессе термо-обработки потеряет полученную точность. До механической обработки закалку можно осуществить и отпуск лишь при двух условиях:

а) материал должен приобрести заданные свойства;

б) при этих свойствах обрабатываемость его останется удовлетворительной. Обычно это возможно только при изготовлении не очень ответственных деталей

Пределом твердости материала, до которого обработку инструментом с металлическими лезвиями не считают особенно затруднительной, является твердость НКС 40.Это обычная твердость деталей, изтотавляемых из легированных сталей и принимаемых по І и ІІ группе контроля. Таким образом, по условию обробатываемости, закалку и отпуск всех деталей, от материала которых не требуется твердость большая НКС 40 можно было -бы выполнять до механической обработки. Главным препятствием к этому является массивность сечений заготовки и связанная с этим опасность «непрокаливания» при закалке. Опасность непрокаливания совершенно недопустима для ответственных деталей. Поэтому закалку и отпуск таких деталей предусматривают между операциями механической обработки. В плане обработки -им отводят место перед чистовым, а если можно, по лучше перед окончательным этапом, но, так или иначе, всегда после черновой обработки. Исключения из этого правила допускают, когда припуски на обработку не велики и когда детали мелкие. Для деталей менее ответственных такое исключение делают и тогда, когда они более крупные. Более того, иногда приходится вводить в процесс термическую операцию для снятия внутренних напряжений, возникающих при самой механической обработке, предшествующей цементации и закалке

Термические операции (цементацию, закалку, отпуск) предусматривают перед окончательным этапом обработки. В таком случае окончательный этап должен целиком состоять из операций, выполняемых абразивными инструментами. Поэтому припуски на этот этап оставляют минимально возможными, а поверхности неточные, для которых потеря точности в результате цементации, закалки допустима, обрабатывают окончательно в чистовом этапе.

Однако значительно чаще встречается требование цементировать только некоторые поверхности детали (Местная цементация). В этом случае место термических операций определяется в основном способом защиты от цементации тех поверхностей, которые не должны ей подвергаться.

Для защиты применяют следующие способы:

1) омеднение поверхностей, не подлежащих цементации;

2) оставление повышенного (на величину глубины цементации) припуска на поверхностях, не подлежащих цементации, который снимают после цементации, но до закалки;

3) комбинацию первого и второго способов _ омеднение для одних поверхностей, но оставление 'повышенного припуска и омеднение (двойная защита) -для других.

П ер в ы й способ самый простой. Он позволяет выполнить цементацию и закалку одну за другой, притом в наиболее удобном месте перед окончательным этапом механической обработки. Этот способ особенно выгоден, если заданная точность детали позволяет выполнить до цементации и закалки. (в чистовом этапе) все операции, требующие инструментов с металлическими лезвиями. В этом случае после цементации и закалки остается минимум механической обработки шлифование особо точных поверхностей.

Второй способ -исключает омеднение. Он более надежен, но требует увеличения припусков. Кроме того, цементацию приходится делать в одном этапе обработки, а закалку и отпуск в другом.

Изменения химического состава стали в поверхностных слоях являются результатом процессов, которые протекают:

а) во внешней по отношению к нагреваемому металлу среде

б) на разделе между жидкой и газовой средами и металлом.

в) во внутренних слоях обрабатываемого металла.

Благодаря этим процессам во внешней среде достигается требуемая концентрация активных элементов, на разделе двух сред осуществляется химическое взаимодействие активных элементов с металлом и во внутренних слоях обрабатываемого металла происходит абсорбция активного элемента на определённой глубине (диффузия его в глубже лежащие слои). Все три процесса связаны между собой, зависят от времени, температуры, концентрации реагирующих элементов и от катализаторов или активизаторов процесса. Химическое взаимодействие с металлом происходит только через жидкую и газовую фазы независимо от агрегатного состояния внешней среды.

Механизм перехода активного элемента (углерода, азота, хрома и т. п.) из внешней среды в поверхностные слои металла объясняют несколько существующих гипотез, главными из которых являются следующие: а) активный элемент выделяется во внешней среде за счёт реакций, происходящих вблизи поверхности металла, и поглощается последним в момент выделения , находясь в атомарном состоянии (С, N, Сг и т. п.), и б) на поверхности металла происходит химическое взаимодейств.ie (активированная адсорбция внешней среды со сталью с образованием в конечном итоге комплексных соединений (карбидов, нитридов и т п.) и с последующей возможной диссоциацией последних.

Процессы, протекающие во внутренних слоях нагреваемого металла, связаны с явлениями диффузии элементов. Качество и свойства поверхностного слоя, полученного в результате насыщения стали углеродом, азотом, хромом, алюминием и другими элементами, характеризуются следующими показателями (параметрами): 1) количеством (концентрацией) элемента, поглощённого поверхностным фильмом; 2) количеством поглощённого элемента на определённой глубине слоя от поверхности; 3) глубиной насыщенного элементом слоя ; твёрдостью на поверхности и на глубине от поверхности (распределением твёрдости по глубине); 4) микроструктурой; 5) механическими свойствами, внутренними напряжениями, износоустойчивостью и др.

Цементация(Насыщение поверхностного слоя углеродом) Повышение износоустойчивости, поверхностной твёрдости и предела усталости стальных деталей

Азотирование(Насыщение поверхностного слоя азотом) Повышение износоустойчивости, поверхностной твёрдости, предела усталости и коррозиеустойчивости стальных деталей

Цианирование(Насыщение поверхностного слоя углеродом и азотом) Повышение износоустойчивости, поверхностной твёрдости и предела усталости деталей из конструкционной стали. Повышение режущих свойств и стойкости инструментов

Алитирование (Насыщение поверхностного слоя алюминием) Повышение жароупорности стальных деталей

Хромирование(Насыщение поверхностного слоя хромом) Повышение износоустойчивости и поверхностной твёрдости деталей машин и механизмов. Повышение режущих свойств и коррозиеустойчивости инструментов

Большинство ответственных деталей машин, механизмов испытывают в процессе работы повышенные, высокие механические нагрузки. Такие детали требуют упрочняющей термической обработки на заданную твердость. Твердость указывается непосредственно на чертеже детали. Иногда наоборот деталь должна быть не столько прочной, сколько пластичной, относительно "мягкой", в таком случае назначается смягчающая термическая обработка.

Упрочняющие обработки:

-закалка и последующий отпуск;

-поверхностная закалка ТВЧ;

- цементация с последующей закалкой и отпуском;

- азотирование.

Смягчающие обработки:

- отжиг;

- высокий отпуск (650...7000 С).

Упрочняющие обработки, повышая твердости и прочность стали, затрудняют их механическую обработку. Поэтому, как правило, твердые поверхности заготовок не обрабатываются режущим инструментом, если твердость их HRc ≥ 40 ед. ( НВ ≥ 400 ед.).

В тоже время "мягкие" стали (HRc ≤ 24 ед.), сплавы хорошо обрабатываются режущим инструментом, но их не следует подвергать шлифованию.

Таким образом, при разработке технологических процессов изготовления деталей максимальное количество операций резания следует осуществлять на заготовках, имеющих малую твердость.

Следует иметь в виду, что такие операции как отжиг, закалка, цементация вызывают окисление и обезуглероживание поверхностей детали. Поэтому данные дефекты следует удалять, если чертеж предусматривает качественные поверхности детали (на это указывает знак обработки - шероховатость соответствующих поверхностей).

Таким образом, от места термической обработки в технологическом процессе зависит:

- производительность обработки, т.е. основное т