Файл: Кузнецов В.И. Машиностроительные материалы и технология их обработки.pdf

вновь покрыться окислами под действием кислорода, обычно содержащегося в кавитационных пузырьках.

Для возбуждения в припое ультразвуковых колеба­ ний при пайке или облуживании применяют магнитострикционные преобразователи, механически связанные с жалом паяльника или дном ванны (рис. 27).

Ультразвуком можно без флюса лудить и паять медь, алюминий и другие металлы.

Особенно важна ультразвуковая пайка для алюми­ ния. Как известно, алюмйний с большим трудом под­ дается пайке обычными методами, так как на воздухе он мгновенно покрывается окисной пленкой, которая препятствует смачиванию поверхности металла жидким припоем. Ультразвук дает возможность разрушить окисную пленку и сделать поверхность алюминия доступной для припоя. •

Основное достоинство ультразвуковой пайки состоит в том, что для этого процесса не требуется флюса, кото­ рый ухудшает электрические параметры полупроводни­ ковых приборов.

Метод ультразвуковой пайки погружением в ванну с припоем дает возможность ввести полуавтоматическое облуживание деталей полупроводниковых приборов.

Подготовленные кристаллодержатели устанавлива­ ют в специальные контейнеры, проходящие под ванной с припоем, контейнер опускается, кристаллодержатели по­ гружаются в припой на определенную глубину и облуживаются.

Механическая обработка резанием

Важной особенностью механической обработки в ма­ шиностроении является исключительно большое количе­ ство различных типов и видов выпускаемой продукции

165

и, следовательно, разнообразие методов механической обработки. Хотя в настоящее время появились более эко­ номичные способы обработки, пока еще механическая обработка остается превалирующей и проблемы комп­ лексной механизации и автоматизации механических цехов имеют первостепенное значение.

В настоящее время уровень механизации труда на основных операциях механической обработки весьма вы­ сок и достигает 95%.

Наиболее актуальна проблема автоматизации основ­ ных операций. В станочном парке механических цехов удельный вес автоматического и полуавтоматического оборудования не превышает 15%.

А в т о м а т и з а ц и я м е х а н и ч е с к о й о б р а б о т ­ ки — это создание автоматических линий, участков и цехов. Естественно, что создание автоматических линий легче осуществить на предприятиях массового или круп­ носерийного производства. Расширение масштабов про­ изводства и переход к массовому производству, макси­ мальное укрупнение размеров выпуска отдельных дета­ лей с целью повышения специализации производства — одно из важнейших условий повышения экономической эффективности автоматизации.

Практика отечественной промышленности свидетель­ ствует, что оснащение предприятий автоматическими ли­ ниями идет, во-первых, путем создания автоматических линий на специализированных станкостроительных за­ водах, во-вторых, за счет модернизации существующего оборудования и создания автоматических линий силами самих предприятий.

Значительное количество автоматических станков и линий создано силами самих предприятий путем пере­ оборудования наличного парка станков.

Многие предприятия машиностроения при заказе

166

Рис. 28. Способы обработки металлов резанием:

/ — т о ч е н и е ; 2 — ф р е з е р о в а н и е ; 3 — с в е р л е н и е ; 4 — с т р о г а н и е ; 5, 6 — ш л и ф о в а н и е ; 7 — п р о т я г и в а н и е .

новых станков предпочитают выбирать такие станки, ко­ торые легко было бы встроить в автоматические линии.

Р е з а н и е м называют технологический процесс об­ работки материалов путем снятия стружки различными режущими инструментами.

Основными способами механической обработки ме­

лов различными резцами, производимый на станках то­ карной группы. Точением изготовляют детали цилиндри­ ческой, конической и фасонной формы, получают тор­ цовые поверхности, различные отверстия, резьбу разно­ образных профилей.

Для обработки точением применяют разнообразные резцы из инструментальной стали, с пластинками из твердого сплава и минералокерамики.

Прогрессивные методы обработки точением связаны со специальными резцами, позволяющими работать с большими числами оборотов детали (скоростное реза­

обработки материалов, с помощью которой в сплошном материале получают отверстия. Режущим инструментом для сверления служит сверло, которое может иметь раз­ личную конструкцию. Для изготовления массовых дета­ лей с большим числом отверстий на машиностроитель­ ных заводах используются специальные агрегатно-свер­ лильные станки.

Ф р е з е р о в а н и е м называют вид механической об­ работки резанием, при которой многолезвийный инстру­ м ент-ф реза имеет вращательное движение, а обраба­ тываемая заготовка— поступательное. Фрезерование яв­ ляется одним из наиболее производительных видов об­

168

ботки, выполняемый резцами при возвратно-поступа­ тельном движении заготовки или самих резцов.

Высокопроизводительное строгание достигается с по­ мощью резцов, оснащенных твердыми сплавами, кото­ рые позволяют вести обработку на повышенных режи­ мах резания. Применяют также строгание с помощью многорезцовой державки, в которой можно закреплять сразу до четырех резцов, что обеспечивает резкое уве­ личение производительности труда.

Ш л и ф о в а н и е м называют вид механической об­ работки поверхностей заготовок абразивными материа­ лами. В большинстве случаев шлифование применяется для отделки и доводки, обеспечивающих высокую точ­ ность и чистоту обработанных поверхностей.

Наибольшее количество шлифовальных работ вы­ полняется на различных типах шлифовальных станков с использованием быстровращающегося абразивного крута.

Для шлифования используют естественные и искус­ ственные абразивные материалы. Искусственные абра­ зивы: электрокорунд, карборунд и карбид бора — при­

меняются наиболее широко. Из естественных абразивов

применяются наждак, корунд, алмаз и др.

Сцепление отдельных абразивных зерен при изготов­ лении шлифовальных кругов производится посредством различных связок: керамической, силикатной, магнези­ альной, вулканитовой и бакелитовой.

Кроме вида абразива и связки, шлифовальные круги характеризуются формой, размерами, зернистостью и твердостью,

169

Шлифование является одним из наиболее распростра­ ненных процессов в технологии машиностроения. Более десяти процентов металлорежущих станков оснащено абразивными инструментами.

Следует отметить, что наиболее прогрессивным в этом виде обработки является алмазное шлифование. Особенно эффективно его применение при обработке твердых закаленных сталей и чугунов. Постоянно рас­ ширяющаяся добыча естественных алмазов и массовое изготовление искусственных алмазных порошков созда­ ет все условия для широкого внедрения алмазной обра­ ботки в различных отраслях промышленности.

П р о т я г и в а н и е м называют вид механической об­ работки на протяжных станках с помощью многолезвий­ ных режущих инструментов — протяжек. Протягиванием можно обработать внутренние и наружные поверхности. Форма отверстий, полученная протягиванием, может быть самой разнообразной: цилиндрической, трехгранной, квадратной, многогранной, овальной, фасонной, с канав­ ками различных профилей.

При наружном протягивании можно получить прямые и спиральные зубья на зубчатых колесах и секторах, прямые и винтовые канавки, плоские и криволинейные наружные поверхности и др.

Высокая производительность протягивания в сочета­ нии с хорошей чистотой обработанной поверхности и вы­ сокой точностью выдвигает этот метод в число передо­ вых методов обработки металла резанием.

Для достижения высокой степени чистоты поверх­

ние — обработка отверстий при помощи закрепленных в специальной головке мелкозернистых абразивных брус­

170

ков; суперфиниширование — отделочная обработка плоских и цилиндрических плоскостей вибрирующим аб­ разивным инструментом; притирка — доводочная обра­ ботка абразивными порошками с помощью притиров; по­ лирование— обработка поверхностей деревянными, ко­ жаными, войлочными и тряпичными кругами, а также полирующими порошками.

Ультразвуковая резка металлов. В последнее вре­ мя широко стала применяться ультразвуковая резка металлов. Ультразвуковая резка полупроводниковых ме­ таллов обладает рядом преимуществ по сравнению с другими способами резки.

Режущие инструменты, применяемые для ультразву­ ковой резки, прочны и недороги. Принципиальная схе­ ма станка ультразвуковой резки изображена на рис. 29.

Режущий инструмент обычно изготовляют из твер­ дого и вязкого материала (никеля),придавая ему форму, необходимую для получения отверстия нужного про­ филя. Режущий инструмент соприкасается с обрабаты­ ваемой деталью под небольшим давлением в направле­ нии оси магнитостриктора. Абразивную суспензию по­ дают между концом режущего инструмента и рабочей поверхностью. Режущий инструмент передает движу­

Такую замену производят в течение всего цикла резки.

Внастоящее время в технике применяют ультразвук

счастотой колебаний до 6 млн. гц.

Для технического использования ультразвука важны его три основные особенности:

большая проникающая способность в твердых телах, особенно в кристаллических (скорость распространения

171

Рис. 29. Принципиальная схема станка для ультразвуковой резки:

/ — с е р д е ч н и к ; 2 — и з л у ч а т е л ь ; 3 — р е ж у щ и й и н с т р у м е н т ; 4 — п л а с т и н к а г е р ­ м а н и я и л и к р е м н и я ; 5 — п р е д м е т н ы й с т о л и к ; 6 — п а т р у б о к д л я п о д а ч и а б р а ^ з и в н о й с у с п е н з и и ; 7 — к о р п у с .

ультразвука в воздухе составляет 331 м/сек, в жидко­ стях— 1500 м/сек, а в металлах — 6000 м/сек;

способность отражаться от границы раздела двух ве­ ществ;

большая удельная мощность (до 500 вт/см2) на еди­ ницу поверхности (удельная мощность звука, слыши­ мого, но уже болезненно воспринимаемого человеком —

0,01 вт/см2).

-172

Ультразвуком можно обрабатывать такие хрупкие и твердые тела, как кремний, германий, керамику, стекло,

173