Рuc. 38. Целевые рабочие процессы и способы их реализации

В настоящее время в решении этой проблемы сформировались два на­правления рабочих процессов, ориентированных на:

1. Технологическое обеспечение параметров поверхностного слоя дета­лей машин, определяющих их функциональные свойства.

2. Непосредственное обеспечение функциональных свойств деталей машин.

Второе направление является перспективным, так как рассмотрение экс­плуатации детали как последней операции технологической подготовки по­зволяет в значительной мере снизить себестоимость изготовления, обеспечивая надежность и долговечность.

Основные направления развития обработки резанием связаны с ее интенсификацией за счет новейших и синтеза существующих методов обработки. Основная тенденция смещения технологических показателей в размерной обработке в направлении более высоких степени точности и качества изме­няет соотношение отдельных видов обработки: уменьшается объем токарной обработки за счет внедрения абразивной, увеличивается доля шлифования, и, напротив, внедрение лезвийной обработки сверхтвердыми материалами может вытеснить абразивную обработку.

Возрастает доля сверхскоростного резания, позволяющего повысить ско­рости и подачи в несколько десятков раз. Так, например, для фрезерования до 100 м/с и 14000 мм/мин соответственно.

Среди принципиально новых следует выделить вибрационное и ударно-импульсное резание, резание с опережающим пластическим деформирова­нием, резание в оригинальных технологических средах, в том числе в среде охлажденных ионизированных газов, а также СОЖ под высоким давлением, «сухое» резание и резание с минимальной смазкой.

Новый уровень финишной обработки может быть достигнут на основе развития нового направления в размерной обработке— триботехнологии. За счет комбинированного воздействия алмазно-абразивного, деформирую­щего и антифрикционного инструмента обеспечивается управление как гео­метрическими, так и физико-химическими параметрами поверхности. При этом достигается повышение ресурса, например пар трения, в 3 — 10 раз.

Достижения размерной обработки связаны с применением таких рабо­чих процессов, как плазменно-механическая; гидролучевая, обеспечиваю­щая высокую производительность особенно при обработке композиционных материалов и пластмасс (отсутствие температурного влияния, экологи­ческая чистота и пожаробезопасность при резке пластмасс и компози­тов); комбинированные методы шлифования на основе использования традиционных, электроэрозионных и электрохимических, эрозионно-химических методов обработки, совмещение ультразвуковой и электроэро­зионной обработки.

Лазерная обработка может превалировать над электронно-лучевой, а так­же возможно появление новых физико-химических методов обработки, ис­пользующих новые теплофизические явления, которые позволят обрабатывать композиционные материалы, керамику и др.

Лекция № 43. Современные технологии получения композиционных материалов и изделий из них

После того как современная физика металлов подробно разъяснила нам причины их пластичности, прочности и ее увеличения, началась интенсивная систематическая разработка новых материалов. Это приведет, вероятно, уже в вообразимом будущем к созданию материалов с прочностью, во много раз превышающей ее значения у обычных сегодня сплавов. При этом большое внимание будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения алюминиевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных материалов. Два перспективных пути открывают комбинированные материалы, усиленные либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами. У первых в неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем упругости и небольшой плотностью. Именно такими материалами будущего являются композиционные материалы.

Композиционный материал – конструкционный (металлический или неметаллический) материал, в котором имеются усиливающие его элементы в виде нитей, волокон или хлопьев более прочного материала. Примеры композиционных материалов: пластик, армированный борными, углеродными, стеклянными волокнами, жгутами или тканями на их основе; алюминий, армированный нитями стали, бериллия. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно получать композиционные материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.