ГЛАВА V
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК И МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА НАДЕЖНОСТЬ ЛОКОМОТИВОВ
Методы обработки заготовок и металлоконструкций, используемые в современном машиностроении, весьма разнообразны. Это, прежде всего, механическая обработка резанием, широко применяющаяся во всех отраслях машиностроения для обеспечения заданных форм, точности и качества поверхностей деталей машин. Для этих же целей служит механическая обработка пластическим деформированием, а также электромеханическая обработка. Заготовки из материалов повышенной хрупкости (твердые сплавы, стекло, минералокерамика и др.) подвергают ультразвуковой обработке.
При изготовлении отдельных деталей машин, в инструментальном производстве, а также в областях техники и промышленности, связанных с использованием новых особо прочных труднообрабатываемых либо вовсе не поддающихся обработке традиционными способами материалов, находят применение электрофизические, электрохимические и комбинированные. методы обработки. Это электроискровая, электро- импульсная, электроконтактная, анодно-механическая, электронно-лучевая, лазерная, электроабразивная, электроалмазная обработка, электрохимическое хонингование, обработка плазменной струей и др.
В качестве одного из примеров использования электротехнологии в локомотивостроении можно назвать отработанную ВорошиловградПТИМашем технологию электрохимической обработки подвнутрения впадин зубьев зубчатых колес в проточном электролите. Внедрение этого прогрессивного способа обеспечивает значительное снижение шероховатости впадин закаленных колес тяговых передач локомотивов, снятие обезуглероженного дефектного слоя термической обработки, улучшение плавности перехода от эвольвентного профиля к галтели, что исключает появление концентраторов напряжений. В результате прочность зубьев на изгиб повышается на 45 ... 75, а долговечность тяговой передачи — на 20%.
С целью изменения физико-механических и физико-химических свойств конструкционных металлов и сплавов широко применяют термическую и химико-термическую обработку.
Защиту от коррозии и декоративные функции деталей и металлоконструкций обеспечивают лакокрасочными и гальваническими покрытиями, окисными (оксидными и фосфатными) и пластмассовыми пленками, напылением расплавленного металла (металлизацией). Гальванические покрытия, кроме того, используют для повышения износостойкости деталей (хромирование, борирование), а также в технологических целях (меднение, лужение). Меднение служит для защиты элементов стальных деталей от науглероживания при цементации, а также используется в качестве подслоя при многослойном гальванопокрытии. Лужение применяют для подготовки соединяемых деталей под пайку и для защиты при азотировании. Металлизацией выполняют наряду с декоративно-защитными антифрикционные и жаростойкие покрытия, восстанавливают изношенные детали, исправляют дефекты отливок. В качестве антифрикционных покрытий используют также пластмассы.
Готовые детали и металлоконструкции перед окончательной приемкой и перед сборкой очищают от следов охлаждающей жидкости, ржавчины, стружки, масла и других загрязнений моющими растворами, стальными приводными щетками, наждачной бумагой, сжатым воздухом, а также с помощью ультразвука. Принятая продукция, передаваемая на длительное хранение или транспортировку заказчику, подвергается консервации антикоррозийными смазками или лаками и упаковкой в оберточную бумагу, пропитанную ингибиторами коррозии.
§ 13. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
Механическая обработка заготовок может быть выполнена как резанием, так и без снятия стружки — путем пластического деформирования. Обработку резанием разделяют на обдирочную, черновую, получистовую, чистовую и отделочную (тонкую) — в зависимости от точности выполнения заготовки и заданной точности обрабатываемой детали. Так, обдирке резцами подвергают крупные поковки и отливки III класса точности. Для этих заготовок после обдирки, а также для крупных штампованных поковок III и II и крупных отливок II класса точности используется черновая обработка. При более точных заготовках черновые операции могут быть исключены. Для получения технологических баз у мелких и средних отливок применяют обдирочное шлифование сегментными кругами. Получистовую обработку производят для уменьшения погрешностей геометрических форм и пространственных отклонений обрабатываемых поверхностей. Чистовая обработка применяется при повышенных требованиях к точности и качеству обрабатываемых поверхностей либо как окончательная, либо для подготовки под последующие отделочные операции. Обработку точных заготовок можно начинать сразу с чистовых, а в отдельных случаях выполнять только отделочные операции.
Механическая обработка заготовок без снятия стружки, путем пластического деформирования, является весьма производительным процессом и обеспечивает высокое качество обрабатываемых деталей. Она может быть объемной или поверхностной. В первом случае происходит формирование в заготовке новых элементов — резьбовых, зубчатых, шлицевых и др. Поверхностное пластическое деформирование (ППД) используется в качестве отделочно-упрочняющей обработки. Это — накатывание наружных цилиндрических поверхностей и зубьев зубчатых колес, обкатывание плоскостей, раскатывание, дорнование и калибрование отверстий, алмазное выглаживание поверхностей вращения в закаленных деталях; для повышения усталостной прочности деталей сложной формы (пружин, листов рессор и т. п.), а также для упрочнения сварных швов применяют дробеструйное наклепывание.
Выбор методов механической обработки заготовок обусловливается формой обрабатываемых поверхностей, заданной точностью, шероховатостью, а также специальными требованиями, способом выполнения заготовки и типом производства, причем для обработки отдельной поверхности может быть использовано от одного (однократная обработка) до четырех-пяти последовательно выполняемых технологических переходов. В табл. 4 в качестве примера приведены данные, характеризующие различные методы механической обработки отверстий в металлических заготовках с точки зрения точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. При этом с учетом влияния на качество той или иной поверхности предварительных операций в таблице рассмотрены комплексы технологических переходов (планы) обработки поверхностей. При выборе конкретного плана обработки принимается во внимание его эффективность и рентабельность для заданных условий производства.
С данными по точности и шероховатости обработки наружных цилиндрических, плоских, зубчатых, резьбовых и других поверхностей можно ознакомиться, воспользовавшись технологическими справочниками.