Технология конструкционных материалов (стр. 4 )

Необходимость применения регуляторов объясняется тем, что процесс разрушения металла начинается с искрового разряда на участке, где возникает наименьшее расстояние между электродами. После разрушения этого участка разряд поступает на соседний участок и т. д. Так последовательно происходит снятие металла с поверхности анода (обрабатываемой поверхности) до тех пор, пока напряжение окажется недостаточным для возникновения разрядов, тогда процесс автоматически заканчивается. Для его восстановления с помощью вышеупомянутого электродвигателя–регулятора происходит сближения электродов.

Заготовку и инструмент размещают в ванне 2 (см. рис. 12) с диэлектрической жидкостью (керосином, минеральным маслом). Жидкость при электроискровой обработке необходима для защиты инструмента от налипания на него частей металла и резкого изменения мощности искровых разрядов на боковых стенках обрабатываемого отверстия. Точность и шероховатость обрабатываемой поверхности зависит от мощности импульсных разрядов и их продолжительности во времени. Чем меньше энергия импульсов и больше частота разрядов, тем менее шероховатой будет поверхность.

Электрод–инструмент изготовляют из латуни или медногра–фитовой смеси. Современные электроискровые станки позволяют обрабатывать довольно малые размеры отверстий (приблизительно 0,15 мм) с точностью до 0,01 мм. Преимущество данного метода сравнительно с обработкой резанием состоит в возможности обработки очень твердых и прочных токопроводящих (в том числе закаленных) сплавов, которые не подвергаются обработке другими методами. В этом способе обработки значительно снижается силовое влияние на заготовку. К недостаткам электроискровой обработки относят сравнительно невысокую производительность работы и недостаточно высокую точность обработки.

Оборудование и инструмент

Для проведения лабораторной работы необходимы: электрический станок типа ЛКЗ–57; секундомер; электроды; образцы шершавости для сравнения шершавости обработочной поверхности; заготовки в виде пластин из закаленной стали; измерительное устройство для измерения диаметра прошитых отверстий.

Порядок выполнения работы

Электроискровая обработка в лаборатории состоит из прошивки отверстий в стальной закаленной пластине. Производительность обработки в зависимости от режима нагрузки будет определяться продолжительностью (в минутах) прошивки одного отверстия. Эксперимент происходит в такой последовательности:

1. Закрепляется в электрододержателе электрод-инструмент 3 (см. рис. 12) при отключенном общем выключателе.

2. Устанавливается и закрепляется с помощью захватов на столе 1 обрабатываемая деталь.

3. Переводится общий выключатель у положение ВКЛ.

4. Опускают правый выключатель в нижнее положение ПОДАЧА.

При этом электродвигатель-регулятор начнет перемещать электрод–инструмент к детали. Не отпуская руки от выключателя, следят за расстоянием между электродами и, когда она будет не меньше 4...5 мм, переводят выключатель в нейтральное положение, выключая электродвигатель. После чего общий выключатель переводят в положение ВЫКЛ.

5. Поворачивая ручку суппорта, устанавливают электрод-инструмент над местом прошивки отверстия обрабатываемой детали.

6. Поднимают ванну 2 (за обе ручки) на такую высоту, чтобы обрабатываемая деталь была погружена в жидкость на глубину не меньше 20 мм от ее поверхности.

7. Поворачивая ручку, РЕЖИМ ОБРАБОТКИ, устанавливают первый режим согласно программе исследований.

8. Переводят общий выключатель у положение ВКЛЮЧЕНО, а правый выключатель – в нижнее положение ПОДАЧА. При этом электродвигатель-регулятор перемещает электрод и спустя некоторое время появляется электрический разряд, потом второй, третий и начинается электроискровая обработка. Стабильность работы станка характеризуется равномерными электрическими разрядами, которые воспринимаются на слух.

9. Переводя тумблер в нижнее и верхнее положения поворотами ручки потенциометра НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРА в ту или другую сторону, регулируют стабильность работы станка.

10. После окончания прошивания, когда закончится звуковой эффект, переводят правый выключатель в положение ОТВОД, а потом в нейтральное положение. Переводят общий выключатель в положение ОТКЛЮЧЕН.

11. Прошивку следует выполнить на разных режимах, повторяя пп. 3...6 и 8...10. При этом следует замерять время прошивки секундомером.

12. Потом следует провести вычисление влияния параметров импульсного электрического разряда на точность, шероховатость поверхности и производительность.

Для этого нужно:

– провести измерение диаметра электрода–инструмента и диаметра прошитых отверстий с точностью до 0,01 мм;

– высчитать объём удаленного за минуту металла для каждого отверстия;

– определить шероховатость поверхности каждого отверстия по эталонами шероховатости или на микроскопе МИС–11;

– привести данные замеров в графическом виде.

Отчет

Отчет по лабораторной работе должен содержать материалы с теоретическими основами электроискровой обработки металлов, характеристику обрабатываемой заготовки (марка стали, твердость), характеристику толщины, характеристику электрода (материал, диаметр), диэлектрическая среда, данные опытов и обоснование полученных результатов (выводы).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

К МОДУЛЬНОЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ 1

1. Литейное производство. Преимущества и примеры применения этого способа изготовления деталей. Классификация способов изготовления отливок. Технологический процесс изготовления простейшей отливки методом литья в земляную форму. Назначение модели. Формовочные смеси. Сущность и преимущества литья в металлические формы. Назначение литейной формы и виды литейных форм. Из каких элементов состоит литейная форма. Получение изделий методом центробежного литья (сущность, преимущества и недостатки). Литье по выплавляемым моделям. Материалы, которые применяются для изготовления модели. Процесс получения отливок в оболочковых формах. Основные дефекты литья. Виды литья под давлением.

2. Обработка металлов давлением. Сущность обработки металлов давлением. Виды обработки металлов давлением. Цель применения нагрева при обработке металлов давлением. Нагревание металла при обработке давлением. Зона теплового нагрева. Что такое наклеп. Горячая и холодная обработка металлов давлением. Основные виды нагревательных устройств при обработке металлов давлением. Сущность прокатки. Основные схемы прокатки. Сортамент проката. Холодная и горячая прокатка металлов. Характеристика процесса прессования. Методы прессования. Прямое и обратное прессование металлов. Сущность процесса и технологические операции свободной ковки. Объёмная штамповка. Преимущества и недостатки объемной штамповки. Виды штампов. Штамповка в закрытых и открытых штампах. Сущность листовой штамповки и её виды. Холодная листовая штамповка. Сущность процесса волочения и область его применения. Характеристика процесса волочения.

3. Композиционные материалы. Пластмассы. Резины. Что называется композиционными материалами. Получение заготовок из композиционных материалов методом холодного, горячего и гидростатического прессования. Производство деталей из металлических порошков. Способы получения деталей из пластмасс. Перечислите характерные свойства пластмасс как конструкционных материалов. По каким признакам относительно нагревания классифицируют пластмассы. Основные компоненты пластмасс. Переработка пластмасс в вязкотекучем состоянии. Перечислите основные компоненты, которые входят в состав резиновых материалов, их назначение. В чем сущность вулканизации резиновой смеси. Назовите наиболее распространенные способы изготовления изделий из резины.

4. Поверхностная обработка деталей. Формирование качества поверхностного слоя методами технологического влияния. Какие основные методы обработки деталей поверхностным пластическим деформированием. Дайте характеристику обработки цилиндрических поверхностей обкаткой.

5. Электрофизические методы обработки поверхностей. Какие вы знаете электрофизические методы обработки. Сущность и особенности электроискровой обработки. Сущность и особенности электрохимической обработки. Сущность и особенности электроимпульсной обработки. Сущность и особенности электроконтактной обработки. Сущность и особенности анодно–механичной обработки. Сущность и особенности ультразвуковой обработки. Сущность и особенности лучевой обработки.

Лабораторная работа 5

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ

Цель – изучить оборудование и усвоить технологические приёмы выполнения холодной сварки.

Задание

Выполнить холодную стыковую сварку алюминиевых или медных проводов. На разрывной машине МИИ–100 разорвать сварное соединение с целью определения места его разрушения и сделать вывод о прочности сварного соединения, выполненного холодной сваркой.

Краткие теоретические сведения

Сущность процесса холодной сварки металлов

Холодная сварка выполняется, в большинстве случаев, без нагрева. Соединительные детали подлежат высокому удельному сжатию, которое вызывает в металле значительную пластическую деформацию. Металл в зоне сварки течет, при этом атомы плоскостей столкновения сближаются, между ними возникают силы межатомного взаимодействия, и проходит процесс схватывания с образованием прочного монолитного соединения. При этом в месте сварки проходит уменьшение зерен металла и их укрепление. Поэтому при опыте на разрыв разрушение сварочного соединения проходит вне зоны сварки.

Холодной сваркой хорошо свариваются пластические металлы как однородные, так и разнородные (алюминий, медь, титан, никель, золото, серебро и др.).

Холодная сварка имеет такие преимущества перед другими видами сварки:

Ø  так как холодная сварка выполняется без нагрева, то в сварном соединении отсутствует зона термического влияния, вследствие чего не происходит разупрочнение металла, а наоборот, за счет пластических деформаций происходит упрочнение металла в сварном соединении на 15...20%;

Ø  холодной сварой можно сваривать не только однородные металлы и сплавы, но и разнородные, например, алюминий с медью, медь с титаном, алюминий с титаном, алюминий с нержавеющий сталью и др.;