МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ЕГО СТРУКТУРА

Важным этапом создания изделий является процесс проектирования. Конструктор при создании различного рода изделий закладывает в документацию определенный вариант конструкторско-технологического решения (КТР). При этом необходимо принимать такое КТР, которое удовлетворяет эксплуатационным требованиям, предъявляемым к изделию, и соответствует современному уровню развития технологии. Конструктор должен учитывать как свойства материала изделия, так и технологию изготовления заготовок, их последующую термическую и механическую обработки.

Технологический процесс изготовления изделий (рис. 5.1) включает на первом этапе металлургическое производство первичных заготовок: слитков, профилей, порошков. Продукцией заготовительного производства (второй этап) являются поковки, изделия, изготавливаемые листовой штамповкой и методами порошковой металлургии, а также отливки и сварные конструкции.

ОТХОДЫ

Рис. 5.1. Основные этапы изготовления изделий:

1-й — металлургическое производство; 2-й — заготовительное производство; 3-й — обработка заготовок; 4-й — сборка; 5-й — испытания; 6-й — техническое

обслуживание; 7-й — ремонт; 8-й — утилизация

На третьем этапе производства заготовки подвергают механической обработке резанием либо электрофизической или электрохимической обработке с целью получения деталей с требуемыми параметрами качества. Часто сварные конструкции перед резанием подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений и изменения механических свойств.

Затем производят сборку деталей для получения машин с требуемыми эксплуатационными характеристиками (четвертый этап): работоспособность изделия в целом и качество отдельных деталей проверяют в процессе испытаний (пятый этап). Если изделие отвечает требованиям технического задания, то начинают эксплуатировать в заданных условиях.

В процессе технического обслуживания или ремонта (шестой и седьмой этапы) выявляются детали, вышедшие из строя, которые не могут эксплуатироваться далее и должны быть заменены на новые. Отработанные детали диагностируют и, в зависимости от результатов экспертизы, они могут быть восстановлены или использованы по иному назначению. В тех случаях, когда изделие неремонтопригодно, его отправляют на переплав или подвергают захоронению в соответствии со специальной технологией.

На всех этапах технологического процесса изготовления изделия происходит потребление энергии, затрачивается время и происходит загрязнение окружающей среды. Важнейшими параметрами, характеризующими процесс изготовления деталей, является исходный материал, энергия и время. Восстановление физически изношенных деталей, ремонтируемых изделий и использование их вновь позволит существенно сократить цикл их изготовления, уменьшить потребление ресурсов биосферы и загрязнение окружающей среды.

При проектировании изделий конструктор должен обеспечить требуемое качество продукции, при этом изготовление должно осуществляться при минимальных затратах материалов, энергии и труда. Поэтому при конструировании изделий следует учитывать не только условия эксплуатации, но и технологию их изготовления.

Каждый технологический процесс имеет свои возможности, преимущества и недостатки. Например, литье в песчаные формы позволяет получать заготовки разнообразной конфигурации и массы при минимальных затратах материальных средств. Однако инженер должен знать, что этот способ литья не позволяет получать точные отливки, так как дефектный слой может достигать 10 мм, что значительно увеличивает объем механической обработки заготовки резанием при изготовлении детали. Поэтому более эффективным технологическим процессом литья может быть более дорогостоящий, но обеспечивающий высокую точность, например литье по выплавляемым моделям. При этом уменьшается трудоемкость механической обработки, и себестоимость изготовления детали может быть меньше, чем при получении заготовок в песчаных формах.

На выбор материала при конструировании детали влияют условия работы, конструктивные формы, программа выпуска, экономическая целесообразность применения определенных технологических процессов изготовления заготовки и ее последующей обработки. Марку материала определяют с учетом не только физико-химических, механических, эксплуатационных, но и технологических свойств. Так, для деталей с литой макроструктурой необходимо знать литейные свойства металла или сплава. При изготовлении изделий с использованием процессов обработки давлением важным свойством является деформируемость (ковкость или штампуемость), для сварных конструкций — свариваемость. На процесс механической обработки заготовок резанием существенно влияет обрабатываемость материала.

В процессе конструирования деталей с требуемыми показателями качества необходимо учитывать следующие требования, способствующие повышению их технологичности: минимальную себестоимость, трудоемкость и материалоемкость, а также высокую надежность, стабильность и ремонтопригодность. Вопросы технологичности конструкции детали должны решаться на стадии проектирования заготовки, ее механической обработки и сборки всего изделия. Современная тенденция состоит в том, что отработка конструкции на технологичность смещается на стадию разработки конструкторской документации.

Для обеспечения высокого качества проектируемых и изготавливаемых деталей необходимо учитывать явления технологической наследственности. Для этого целесообразно рассматривать всю совокупность технологических операций изготовления заготовки и детали, выявление связей и взаимозависимости параметров процессов на предшествующих и последующих этапах производства изделий. Процессом технологической наследственности можно управлять для того, чтобы сохранять свойства, положительно влияющие на надежность готового изделия и ликвидировать свойства, которые оказывают отрицательное влияние.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >