- •Технологическое обеспечение качества
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция № 1. Технологическое формирование показателей качества деталей машин
- •1.1 Основные показатели качества деталей машин
- •1.1.1 Геометрические показатели
- •1.1.2 Физико-механические показатели
- •1.2 Технологическая наследственность как база повышения качества машин
- •1.2.1 Технологическая наследственность
- •1.2.2 Свойства детали, наследуемые в ходе технологического процесса
- •1.2.3 Влияние технологической наследственности на качество деталей в ходе их эксплуатации
- •1.3 Методы обработки заготовок деталей машин
- •1.3.1 Общие принципы выбора методов обработки
- •1.3.2 Механические методы обработки
- •1.3.3 Физико-химические методы обработки
- •1.4 Технологическое обеспечение показателей качества деталей машин
- •1.4.1 Типовые технологические процессы
- •1.4.2 Технологическое обеспечение качества деталей типа валов
- •1.4.3 Технологическое обеспечение качества деталей типа колец, втулок, гильз
- •1.4.4 Технологическое обеспечение качества корпусных деталей
- •Лекция № 2. Машиностроительные материалы и способы обеспечения заданных свойств
- •2.1 Обеспечение качества стали и чугуна
- •2.1.1 Обеспечение качества стали
- •2.1.2 Обеспечение качества чугуна
- •Лекция №3. Литые заготовки деталей машин
- •3.1 Основные проблемы литейной технологии
- •3.1.1 Заливка расплава в форму
- •3.1.2 Затвердевание отливки
- •3.2 Технологичность литых деталей
- •3.3 Рекомендации по обеспечению технологичности отливок при различных способах литья
- •3.3.1 Общие рекомендации по обеспечению технологичности отливок
- •3.3.2 Литье в песчаные формы
- •3.3.3 Литье в металлические формы (кокили)
- •3.3.4 Литье под давлением
- •3.3.5 Центробежное литье
- •3.3.6 Литье по выплавляемым моделям
- •3.3.7. Литье в оболочковые формы
- •3.4 Обеспечение требуемой плотности отливок
- •3.5 Точность изготовления отливок
- •3.5.1 Погрешность размеров геометрической формы и массы отливок
- •3.5.2 Размерная точность и шероховатость поверхности отливок
- •3.5.3 Точность конфигурации и пространственные отклонения отливок
- •3.5.4 Массовая точность отливок
- •Лекция № 4. Заготовки деталей машин, получаемые методами пластического деформирования
- •4.1 Механизм пластической деформации и условия ее осуществления
- •4.1.1 Механизм пластической деформации
- •4.1.2 Влияние пластической деформации на прочность и пластичность металла
- •4.1.3 Влияние пластической деформации на физико-химико-механические свойства металла
- •4.2 Ковка
- •4.2.1 Влияние заготовок для ковки на качество поковок
- •4.2.2 Понятие уковки и ее значение для качества поковок
- •4.2.3 Факторы, влияющие на качество поковок
- •4.2.4 Основные операции ковки
- •4.3 Объемная штамповка
- •4.3.1 Понятие объемной штамповки
- •4.3.2 Холодная и горячая штамповка
- •4.3.3 Неполная горячая объемная штамповка
- •4.4 Листовая штамповка
- •4.4.1 Разделительные операции
- •4.4.2 Формоизменяющие операции
- •4.4.3 Общие требования при конструировании деталей, получаемых листовой штамповкой
- •4.4.4 Гибка
- •4.4.5 Вытяжка
- •4.4.6 Отбортовка
- •4.4.7 Раздача
- •4.4.8 Завивка
- •4.4.9 Формовка
- •4.5 Прокатка
- •4.5.1 Факторы, влияющие на качество деталей из проката
- •4.5.2 Методы прокатки
- •4.6 Штамповка деталей из порошков и пористых материалов
- •4.6.1 Методы пластической деформации порошковых и пористых материалов
- •Лекция №5. Сварка
- •5.1 Физические основы сварки
- •5.2 Влияние физико-химических реакций на качество металла шва
- •5.3 Деформации, перемещения и напряжения при сварке
- •5.3.1 Виды деформаций
- •5.3.2 Возникновение деформаций и перемещений
- •5.3.2.1 Продольные деформации и перемещения
- •5.3.2.2 Поперечные перемещения
- •5.3.2.3 Другие виды перемещений в зоне шва
- •5.4 Влияние термодеформационных процессов на качество сварных конструкций
- •5.4.1 Изменение размеров разделки кромок при сварке
- •5.4.2 Изменение формы и размеров конструкции
- •5.4.3 Остаточные напряжения
- •5.5 Уменьшение сварочных деформаций, напряжений и перемещений
- •5.5.1 Рациональное конструирование
- •5.5.2 Рациональная технология сборки и сварки
- •5.5.3 Пластическое деформирование после сварки
- •5.5.4 Термическая обработка
- •5.6 Характерные зоны сварных соединений
- •5.7 Свариваемость и ее показатели
- •5.7.1 Понятие свариваемости
- •5.7.1.1 Физическая и технологическая свариваемость
- •5.7.1.2 Факторы, определяющие свариваемость
- •5.7.1.3 Степени свариваемости
- •5.7.2 Показатели свариваемости
- •5.8.2 Холодные трещины
- •5.8.3 Ламелярные трещины
- •5.8 Виды трещин швов
- •5.8.1 Горячие трещины
- •5.8.4 Трещины повторного нагрева
- •5.9 Хрупкие разрушения
- •Лекция № 6. Обеспечение качества машин на операциях сборки
- •6.1 Сборка и формирование основных показателей качества машин
- •6.1.1 Влияние деформаций и качества соединений на качество сборки
- •6.2 Технологичность машин в сборке
- •6.2.1 Понятие технологичности машин в сборке
- •6.2.2 Конструктивная преемственность при конструировании машин
- •6.2.3 Основные требования к технологичности конструкций
- •6.3 Обеспечение качества машин на операциях сборки
- •6.3.1 Методы достижения точности замыкающего звена
- •6.3.2 Особенности сборки при массовом производстве
- •6.3.3 Особенности сборки при серийном производстве
- •6.3.4 Особенности сборки при единичном производстве
- •6.4 Испытания машин на сборке
3.3.6 Литье по выплавляемым моделям
Единственный способ литья с одноразовой моделью - литье по выплавляемым моделям. Конфигурацию литой детали оформляют легкоплавкой моделью из парафина, стеарина, пластмассы, а керамическую форму наносят на модель последовательно слоями. После сушки керамики модель выплавляют (растворяют, выжигают), а форму прокаливают для придания ей прочности и огнеупорности. Отливки, заливаемые в такие формы, не содержат стержней, могут иметь произвольную фасонную конфигурацию, обладают высокой размерной точностью и чистотой поверхности. Масса отливок может изменяться от нескольких граммов до 800…900кг.
Технологические особенности способа накладывают некоторые ограничения на конструкцию литых деталей. Некоторые из этих ограничений приведены ниже.
1. Допустимая толщина стенок отливок 0,5…50мм, причем при нижней границе следует использовать центробежное литье с формами, изготовляемыми по выплавляемым моделям.
2. Толщина острых краев отливок должна быть больше 0,3…0,4мм. Радиусы закруглений - не менее 0,4мм, обычно 1…3мм.
3. Для удобства удаления модельного состава из форм желательно предусматривать в конструкции литой детали уклоны величиной 0,5°.
4. Следует избегать «слепых» отверстий и отверстий с диаметром меньше половины толщины стенки.
5. Внутренние стенки отливки нужно стремиться выполнять более тонкими, чем внешние. В этом случае будет более равномерное охлаждение внешних и внутренних частей отливки.
3.3.7. Литье в оболочковые формы
Этот способ литья имеет общие черты с литьем в песчаные формы и литьем по выплавляемым моделям. При литье в оболочковые формы применяют металлические модели, а форму получают спеканием формовочной смеси на подогреваемых моделях. Затвердевший слой смеси имеет вид оболочки. Применяют также полые оболочковые стержни. Благодаря высокой прочности и пластичности смеси толщину оболочки сводят к минимуму. Процесс хорошо поддается автоматизации.
Конфигурация литой детали должна обеспечивать технологичность отливки при этом способе литья. Большая часть рекомендаций соответствует литью в песчаную форму. Некоторые из наиболее существенных рекомендаций приведены ниже.
1. Необходимо стремиться к одной плоской поверхности разъема металлической модели отливки.
2. Желательно по мере возможностей обходиться без стержней.
3. Толщину стенок делать равномерной с уклонами до 2…5° и радиусами закруглений больше 2,5мм.
4. Минимальная толщина стенок допускается до 1,8мм, но желательно использовать толщины 2,5…3мм.
5. Конфигурация литой детали должна позволять вертикальную заливку, и только для сложных фасонных форм можно использовать горизонтальное положение форм при заливке.
Остальные рекомендации по соблюдению принципа направленного затвердевания и принципа минимума стержней соответствуют литью в песчаную форму или по выплавляемым моделям.
Перечисленные выше рекомендации для учета технологических особенностей процесса литья заготовок основаны на большом практическом опыте. В совокупности эти рекомендации выступают в роли ограничений на конфигурацию литой детали.
Основу содержания этих рекомендаций составляют следующие требования:
1. Экономические требования к простоте изготовления формы, т. е. стремление максимально снизить трудоемкость механической обработки металлической формы и моделей, уменьшить расход формовочных материалов, упростить и сократить технологический процесс изготовления формы, в конечном счете, снизить себестоимость литья;
2. Максимальное повышение качества и размерной точности отливок, т. е. недопущения таких дефектов, как коробление, усадочных, ликвационных, газоусадочных и других дефектов питания отливок, недопущение дефектов заливки отливок, образования горячих и холодных трещин и т. д.