Размерной стабильностью

По величине деформации заготовки от сил Рг и Ри рассчитывают ожидаемую точность размерной обработки заготовки и погрешность ее геометрической формы. По величине суммарного изгибающего момента от сил Рг и Рх рассчитывают стержень резца на прочность. Равнодействующая сила резания, Н:

В машиностроении часто возникают технологические проблемы, связанные с обработкой материалов и деталей, форму и состояние поверхностного слоя которых трудно получить механическими методами. К таким проблемам относится обработка весьма прочных, очень вязких, хрупких и неметаллических материалов, тонкостенных нежестких деталей, пазов и отверстий, имеющих размеры в несколько микрометров, поверхностей деталей с малой шероховатостью или малой толщиной дефектного поверхностного слоя. Подобные проблемы решаются применением электрофизических и электрохимических (ЭФЭХ) методов обработки, условная классификация которых дана на рис. 6.1. Для осуществления размерной обработки заготовок ЭФЭХ методами используют электрическую, химическую, звуковую, световую, лучевую и другие виды энергии.

Рис. 7,7. Схема электрохимической размерной обработки:

10) Применение электрофизических и электрохимических способов размерной обработки материалов, предназначенных главным образом для отраслей новой техники, где широко применяются жаропрочные, нержавеющие, магнитные и другие высоколегированные стали и твердые сплавы, полупроводники, рубины, алмазы, кварц, ферриты и другие материалы, обработка которых обычными механическими способами затруднительна или часто невозможна. К числу электрофизических способов обработки относятся электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная и анодно-механическая.

Для обработки заготовок из высокопрочных и коррозионно-стойких сталей, жаропрочных, магнитных и твердых сплавов, полупроводниковых и других материалов, а также заготовок сложной конфигурации из легированных сталей эффективно применять электрохимические методы размерной обработки, основанные на принципе анодного растворения металла. Имеются разновидности электрохимических методов размерной обработки (ЭХРО) металлов, отличающиеся способами разрушения металла и удаления с обрабатываемой поверхности г_ продуктов реакции. По этим двум определяющим признакам электрохимическую размерную Обра- Рис. 18.10. Схема электрохими-ботку можно разделить на три ческой обработки: группы — собственно электрохимические, электрохимико-меха-

Физическая сущность ультразвуковой размерной обработки (УЗРО) заключается в размерном удалении материала заготовки в процессе многократно повторяющихся ударов абразивных зерен, скалывающих в результате хрупкого разрушения микрочастицы обрабатываемого материала. Взвесь большого числа абразивных

Современные портальные машины для лазерной резки позволяют ограничить предельные отклонения размеров вырезаемых деталей до 0,2...0,3 мм при толщине 0,5...5 мм. Столь высокая точность, сопоставимая с точностью механической обработки, позволяет использовать метод лазерной резки для размерной обработки деталей. Примером такого использования является прецизионная вырезка шаблонов, используемых для контроля размеров штампов и деталей машин в процессе их изготовления.

3. Высоковольтные системы с ускоряющим напряжением 100 000. ..200 000 В наиболее сложны в изготовлении и эксплуатации и применяются в тех случаях, когда необходимо проведение прецизионной размерной обработки и микросварки.

Сильная неравновесность, высокие потоки энтропии и массы являются приминай структурирования системы. Система становится ие-рархичной: на макроуровне возникают элементы структуры, а на МИкро- уровне внутри структурных образований процесс остается хаотичным, (структурирование неравновесных систем страдает известный закон диалектики перехода количества по достижению границ меры в новое качество системы. На практике неравновесность физического процесса размерной обработки не всегда доводится до границ меры, поскольку это привело бы к нарушению устойчивости, развитие процесса прерывается на определенном уровне неравновесности (уровень неравновесности определяется степенью «удаленности» от границ меры). Элементом структуры в этом случае является периодически повторяющееся состояние системы. Периодичность может рассматриваться на отрезках времени обработки как одной детали, так и партии деталей. Например, при литье деталей элементом структуры будет повторяющееся от детали к детали в партии состояние в период времени кристаллизации металла из жидкого состояния.

Предлагаемый подход к процессам размерной обработки как структурированным иерархичным системам может быть расширен в сторону охвата все больших элементов системы.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ОБРАБОТКА - воздействие ультразвука (обычно с частотой 15-50 кГц) на вещества в технол. процессах. У.о. выполняется с помощью электроакустич. излучателей (в осн. магнитострикц. и пье-зоэлектрич.) либо используют аппараты в виде свистков и сирен. У.о. твёрдых материалов включает размерную обработку на ультразвуковых станках, лужение и паяние металлов, резание металлов, керамики, стекла и др., сварку металлов и полимеров. У.о. широко используют для очистки деталей, снятия заусенцев. Применяют У.о. также и для диспергирования твёрдых порошкообразных материалов, эмульгирования несмешивающихся жидкостей, получения аэрозолей, полимеризации (либо деструкции) высокомолекулярных соединений, дегазации расплавов металлов и др. жидкостей, а также экстрагирования, хемосорбции, диффузии, для разрушения биол. объектов (напр., микроорганизмов). У.о. подвергают при сушке сыпучие, пористые и др. материалы, газы для очистки от твёрдых частиц и аэрозолей и др. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТАНОК - станок для размерной обработки материалов, в к-ром УЗ колебания сообщаются инструменту и через частицы абразивной суспензии передаются на материал. У.с. предназначены для чистовой обработки и доводки деталей из материалов высокой твёрдости (алмаз, твёрдые сплавы, закалённые стали и т.д.), а также из хрупких материалов (керамика, стекло, кварц и др.). Применяются универсальные и специализир. У.с. В универсальных станках колебат. движения сообщаются суспензии, вызывая в ней кави-тац. процессы, ускоряющие направл.

Бериллий и особенно его сплав обладают при малой плотности (1,8 г/см3) высокими модулем упругости и прочностью, размерной стабильностью, хорошей коррозионной стойкостью в ряде сред2.

УРАНОВЫЕ СПЛАВЫ — сплавы на основе урана с добавками молибдена, циркония, алюминия, ниобия, хрома, железа, кремния. У. с. отличаются от чистого урана повыш. прочностью, сопротивлением коррозии, размерной стабильностью в условиях работы ядерных реакторов, где У. с. используются для изготовления сердечников -тепловыделяющих элементов.

Как пример материала с кристаллитами большого размера можно привести графит марки PGA, обладающий более высокой размерной стабильностью. Аналогичные результаты были получены на модельном материале—-изотропном пироуглероде. Для этого материала относительное радиационное изменение размеров образцов, как показал Келли [214], экспоненциально уменьшается с увеличением размеров кристаллитов. Таким образом, радиационные размерные изменения непосредственно: связаны со структурой исходных материалов. Сырье для реакторного графита не должно содержать плохографитирующихся компонентов, образующих области с пониженной степенью совершенства.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что путем легирования штатных оболочечных материалов можно создать сплавы, устойчивые к распуханию в условиях электронного, ионного и реакторного облучения. Поскольку к материалам активной зоны, .в частности оболочек твэлов, наряду с высокой размерной стабильностью под облучением предъявляется ряд других требований, ^определивших выбор аустенитных сталей в качестве основных конструкционных материалов активной зоны быстрых реакторов, в этом направлении наиболее интенсивно ведутся работы по созданию материалов, приемлемых для активной зоны быстрого или пер-,вой стенки термоядерного реакторов.

Из экспериментальных данных следует, что на основе тугоплавких металлов могут быть разработаны материалы с высокой размерной стабильностью. Однако эти эксперименты до сих пор не вышли за рамки экспериментальных исследований — нет сообщений о массовой замене оболочек твэлов быстрых реакторов из нержавею-- щей стали оболочками из тугоплавких металлов и сплавов на их основе.

Детали высокочастотной изоляции; каркасы ^ ламповые панели, колодки; профильные изделия Детали, обладающие повышенной теплостойкостью, жесткостью, размерной стабильностью: панели приборов автомашин, корпуса топливных насосов, крышки карбюраторов, фильтры масляных насосов и т. д. Крупногабаритные технические де-тали* рассеиватели света, профильные изделия дильников^ изготов-ле ние емкостей д л я хранения пищевых продуктов требления : внутренняя отделка холо- Детали технического назначения и предметы шиоокого по- h и я

Материал марки П68-Т20 — это полиамидная смола 68 с добавкой 20% талька, выпускается в гранулированном виде, как и другие термопласты. Материал является по своим свойствам антифрикционным и электроизоляционным, обладает, в отличие от ненаполненной полиамидной смолы, большей размерной стабильностью, особенно при повышенных температурах. Рекомендуется для изготовления деталей, работающих при условиях трения — вкладышей подшипников, трибок, разъемов. Литьевой полиметилметакрилат ЛП-Т более теплостоек и устойчив к воздействию жидких сред, чем обычный полиметилметакрилат. Поэтому детали электротехнического и оптического назначения из него более надежны в работе.

Пенопластмассы, которые можно приготовить на месте из жидких составляющих, широко применяются для создания теплоизоляции и других целей. Однако полимерные компоненты довольно дороги и их желательно было бы заменить чем-нибудь подешевле. Исследователям из Питсбургской химической компании удалось для этой цели использовать продукты перегонки сосновой древесины. Смешанные с этиленом и пропиленом, они образуют пенопласта с отличными свойствами, устойчивые к сырости, обладающие повышенной размерной стабильностью. А стоят они в полтора раза дешевле.

Мелкозернистая разориентированная структура, обладающая размерной стабильностью и минимальным свеллингом, получается при нагреве легированного урана до температурного перехода в Р- или Y'Cpa3y и последующей закалке. Этот процесс осуществляется при прохождении уранового стержня или трубы через индуктор и последующем охлаждении струей воды. Но это не позволяет получить полностью разориентированную структуру [49]. Кристаллы урана растут преимущественно в направлении [010] вдоль температурного градиента при переходе из р-.фазы, кроме того, первоначальная ориентация, обусловленная температурными градиентами в процессе отливки, стремится сохраниться после термообработки. Однако обычно используемый литой материал имеет довольно разориентированную структуру. На практике и литой и термообработанный материал имеет слабую ориентацию и незначительное внутреннее напряжение. После термообработки урановые стержни могут быть упрочнены наклепом.

Стали этого класса обладают уни-кальным комплексом механических свойств: нысокой прочностью при достаточной пластичности и вязкости, нысоким сопротинлением малым пластическим деформациям, хрупкому и усталостному разрушению, что в сочетании с хладостойкостью, теплостойкостью, коррозионной стойкостью и размерной .стабильностью определяет такую эксплуатационную надежность изделий из мартенситно-стареющих сталей, которая ^ие достигается при использовании сталей других классов [24].

стали используют для изготовления конструктивных элементов космической и ракетной техники, в криогенном машиностроении, в авиастроении. Благодаря хорошей свариваемости их применяют также для топливных баков ракетных двигателей, резервуаров высокой точности. Хорошая коррозионная стойкость позволяет использовать стали для корпусов подводных лодок, ответственных шестерен, гребных винтов, деталей компрессоров и силовых установок, сосудов высокого давления, рабочих колес и валов насосов. Высокая износостойкость в сочетании с размерной стабильностью сталей этого класса определяют их применяемость для деталей высокоточных металлорежущих станков. Более высокая (чем у сталей перлитного класса) радиационная стойкость позволяет использовать безкобальтовые стали в ре-акторостроенин, а также для узлов урановых центрифуг.