2017 Кафедра Газотурбинные технологии 2017-2018 учебный год Преподаватель:

получения заготовок из порошков, пластмасс, резины
Объём: лекция – 2 часа;

СРС – 2 часа.
Литература:
С. Г. Ярушин. Технологические процессы в машинрстроении. Москва, Юрайт, 2015
Гаркушин И.К. Конструкционные материалы: состав, свойства, применение: учеб. пособие Самар. гос. техн. ун-т, 2015. – 239 с.
Рогов В.А., Соловьев В.В., Копылов В.В. Новые материалы в машиностроении: Учеб. пособие. – М.: РУДН, 2008. – 324 с.
Б. С. Балакшин. Основы технологии машиностроения, учеб. для машиностроит. Вузов
Ткачев, А.Г. Проектирование технологического процесса изготовления деталей машин. Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2007. – 48 с.

заготовок
Технологичность заготовительного производства
Методы получения заготовок
Факторы, влияющие на выбор метода и

способа получения заготовок
Производство заготовок методами литья
-- Методы получения заготовок методами литья
-- Оболочковое литье
-- Литье по выплавляемым моделям
-- Литье в металлические формы
-- Литье под давлением
-- Центробежное литье
Производство заготовок пластическим деформированием
-- Холодная штамповка
-- Импульсная штамповка
-- Холодная объемная штамповка
-- Горячая штамповка
-- Волочение
-- Прокатка
Получение заготовок методом порошковой металлургии
Получение деталей из пластических масс

Заготовка – предмет производства, из которого различными методами путем

изменения формы, размеров, физических и механических свойств материала, качества поверхности получают деталь.
В машиностроении под заготовкой принято понимать полуфабрикат, поступающий на механическую обработку, в результате которой он превращается в годную для сборки деталь.
Полуфабрикат – конструкционный материал, прошедший одну или несколько стадий обработки (лист, труба, пруток, профиль и т.п.), предназначенный для изготовления заготовок и деталей.
Полуфабрикат является промежуточным звеном в цепочке от материалов, до готовой продукции

Определения

механическую обработку – это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки

с целью получения требуемых по чертежу формы и размеров детали.
Припуски назначают только на те поверхности, требуемые форма и точность размеров которых не могут быть достигнуты принятым способом получения заготовки.
Припуски делят на общие и операционные.
Общий припуск на обработку – это слой материала, необходимый для выполнения всех технологических операций, совершаемых над данной поверхностью.
Oneрационный припуск – это слой материала, удаляемый при выполнении одной технологической операции.
Напуск – это избыток материала на поверхности заготовки сверх припуска, обусловленный технологическими требованиями упростить конфигурацию заготовки для облегчения условий ее получения.
В большинстве случаев он удаляется последующей механической обработкой, реже остается в детали, например, в виде штамповочных уклонов, увеличенных радиусов закруглений и др.

Определения

машиностроении бывают четырех видов:
-- бунтовые – проволока или лента, свернутые

в бунт;
-- прутковые – прутки, полосы, тяги;
-- штучные – отливки, поковки, штучные из прутков;
-- порошковые – пресс-порошки, гранулы, таблетки

Классификация заготовок

-- из бунтовых заготовок большой длины можно получить очень большое число деталей;
-- из прутковых заготовок – меньшее число;
-- из штучной заготовки– одну или несколько деталей.

производства
Под технологичностью заготовки принято понимать, насколько данная заготовка соответствует требованиям

производства и обеспечивает долговечность и надежность работы детали при эксплуатации.
Выпуск технологичной заготовки в заданных масштабах производства обеспечивает минимальные производственные затраты, себестоимость, трудоемкость и материалоемкость.
Перед заготовительным производством стоит задача получения заготовок с максимальным приближением к форме и размерам готовой детали, максимально увеличить коэффициент использования металла, т.е. оставить на обработку резанием минимально необходимые припуски и уменьшить количество металла, обращаемого в стружку.
Оптимальное решение при выборе заготовок может быть найдено только при условии комплексного анализа влияния на себестоимость всех факторов, в том числе и способа получения заготовки.

производства
Небольшие по размерам и массе детали целесообразно изготавливать из бунтовых

и прутковых заготовок.
Для получения высокого коэффициента использования материала необходимо применять штучные заготовки, по форме и размерам близкие к готовой детали.
Из порошков и гранул получают штучные заготовки или готовые детали, дальнейшая обработка которых почти не требуется.
Правильно выбрать способ получения заготовки – означает определить рациональный технологический процесс её получения с учётом материала детали, требований к точности её изготовления, технических условий, эксплуатационных характеристик и серийности выпуска.

производства
Выбор рационального вида заготовок определяется:
-- функциональными требованиями к детали,

-- характером производства,
-- экономической целесообразностью.
Исходя из конструктивных форм, габаритных размеров, марки материала и необходимого количества выпускаемых деталей в единицу времени определяют метод получения заготовки. При этом основываются только на технологических свойствах данного материала, таких как возможность литья, штампуемость, прессуемость, свариваемость, обрабатываемость резанием.

Выбор метода получения заготовки

называют область техники, охватывающую совокупность методов изготовления порошков металлов и

изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента.

Получение заготовок методом порошковой металлургии

Примеры заготовок, полученных методом порошковой металлургии

Типовая технология производства деталей методом порошковой металлургии включает четыре основные операции:

- получение порошка исходного материала;
- формование заготовок;
- спекание;
- окончательную обработку.

Методы получения металлических порошков: механические и физико-химические, дающие возможность получать очень чистые шихтованные материалы.

масс
Пластическими массами (пластмассами) называют твердые или упругие материалы, получаемые из

полимерных соединений и формуемые в изделия методами, основанными на использовании пластических деформаций.
Многообразие физико-механических свойств делает пластмассы ценным конструкционным материалом. Они имеют малый удельный вес, хорошо противостоят коррозии, отличаются широким диапазоном коэффициентов трения и высоким сопротивлением истиранию, обладают хорошими оптическими свойствами и прозрачностью и др.
Основной составной частью пластических масс являются полимеры – синтетические органические соединения.
Иногда пластмасса полностью состоит из полимера, но чаще всего она представляет собой сложную композицию из полимера, пластификатора, наполнителя и красителя.

(пластмассы, пластики) — конструкционные материалы на основе полимеров, способные приобретать

требуемую форму при нагревании под давлением и устойчиво сохранять ее после охлаждения.
По составу пластмассы бывают простые (ненаполненные) и сложные (наполненные).
Простые пластмассы состоят только из полимеров (иногда с добавкой пластификатора или красителя).
Сложные пластмассы содержат, кроме того, ряд других компонентов в зависимости от требуемых свойств материала.

Определение пластических масс

масс
В зависимости от условий отверждения, особенно поведения при нагреве, полимеры

и соответствующие им пластмассы подразделяют на термореактивные и термопластичные.
Термореактивные пластмассы (полимеры) – реактопласты при отверждении, претерпевают необратимые изменения и переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. Отверждение может происходить при нагреве до 150…300° С в течение определенного времени, под давлением или без давления, при невысоком нагреве до 60…70° С или без нагрева, в присутствии добавок отвердителей.
Наиболее распространенные термореактивные полимеры: фенолоформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические, полиэфирные.
Термопластические пластмассы (полимеры) – термопласты, при нагреве переходят в пластичное или вязко-текучее состояние. Эти пластмассы отверждаются при охлаждении. При повторном нагреве они снова размягчаются и т.д., допуская возможность многократного повторного формования изделий.
Важнейшие термопласты: полиэтилен, полистирол, полиамиды, фторопласты, поливинилхлорид, органическое стекло.

Виды пластических масс

масс
Основными компонентами сложных пластмасс являются:
Связующие вещества — это полимерная

основа пластмасс (различные смолы, соединяющие в монолитный материал другие компоненты пластмассы). Они обусловливают основные свойства пластмасс.
Наполнители вводятся в состав пластмасс с целью направленного изменения их свойств, а также снижения расхода связующего вещества и удешевления пластмассы. В качестве наполнителей применяются порошкообразные, волокнистые и другие вещества как органического, так и неорганического происхождения.
Пластификаторы придают материалу повышенную пластичность, в результате чего облегчается формование изделий, уменьшается их хрупкость, особенно при низких температурах, увеличиваются гибкость и эластичность. В качестве пластификаторов используются вещества, химически инертные по отношению к другим компонентам смеси.
Отверждающие вещества и катализаторы вводятся в состав пластмасс для ускорения их перехода в твердое состояние.
Стабилизаторы замедляют процесс старения пластмасс, но не влияют на их первоначальные свойства.
Красители — вещества, которые придают пластмассе тот или иной цвет или оттенок, улучшая ее внешний вид.
Газообразователи вводятся в состав пластмасс с целью образования в них пор, обеспечивающих уменьшение плотности и повышение теплоизолирующих свойств.

составу
Листовые термопластмассы – винипласт, органическое стекло. Они состоят из смолы,

стабилизатора и пластификатора небольшого объема.
Слоистые пластики – гетинакс, стеклотекстолит, текстолит – пластмасса, в состав которой входят наполнители бумаги или ткани.
Волокниты – стекловолокна, асбестовые волокна, хлопчатобумажные волокна. Наполнители в этой пластмассе волокнистые.
Литьевые массы – пластики из смолы, являющейся единственным компонентом в массе.
Пресс-порошки – пластмасса с порошкообразными наполнителями.

области применения:
Теплоизоляционные – применяются в строительстве (пенопласт, поропласт и другие.

Это газонаполненная пластмасса).
Химически стойкие – применяются в промышленности (полиэтилен, винипласт, полипропилен, фторопласт).
Конструкционные (стеклотекстолит, текстолит и другие).
Пресс-порошки – пластмасса общего назначения.
В зависимости от связующего материала:
Эпоксипласты (для связки используются эпоксидные смолы).
Фенопласты (связующее вещество – фенолформальдегдные смолы).
Аминопласты (меламиноформальдегидные и мочевиноформальдегидные смолы используются как связующее вещество).

деталей из пластмасс
Основные способы переработки пластмасс в приборостроении:
Прессование
Литье под давлением
Процесс

прямого прессования деталей из термореактивных пластмасс включает:
-- подготовку пресс-материалов,
-- дозировку, загрузку в пресс-форму,
-- прессование,
-- удаление деталей из пресс-формы,
-- очистку пресс-форм.
Метод литьевого прессования

1 – оформляющая плоскость; 2 – литник; 3 – литьевая камера; 4 – поршень; 5 – изделие; 6 - выталкиватель

1 – пуасон; 2 – матрица; 3 – пресс-материал; 4 – выталкиватель; 5 - изделие

деталей из пластмасс
Основные способы переработки пластмасс в приборостроении:
Прессование
Литье под давлением
Литье

под давлением - характерный процесс при изготовлении деталей из термопластов без наполнителя (полиэтилена, полистирола, капрона, полиуретана и др.). По сравнению с процессами прямого литьевого прессования реактопластов литье под давлением имеет значительно более высокую производительность .

1 – поршень;
2 – дозирующее устройство;
3 – бункер;
4 – устройство электроподогрева;
5 – терморегулятор;
6 – пружины;
7 – часть пресс-формы;
8 – выталкиватель;
9 – часть пресс-формы;
10 – пружины; 11 – упор; 12 – каналы; 13 – сопло; 14 – камера сжатия
; 15 – литьевой цилиндр; 16 - изделие

из пластических масс

из пластических масс