книги из ГПНТБ / Некрасов С.С. Технология материалов. Обработка конструкционных материалов резанием учеб. пособие

С. С. НЕКРАСОВ,

Г. М. ЗИЛЬБЕРМАН

ТЕХНОЛОГИЯ

МАТЕРИАЛОВ

ОБРАБОТКА

КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

РЕЗАНИЕМ

Допущено Главным управлением высшего и среднего сельскохозяйственного образования Министерства сельского хозяйства СССР

в качестве учебного пособия для студентов инженерных факультетов

сельскохозяйственных высших учебных заведений

ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ

Москва «МАШИНОСТРОЕНИЕ»

1 9 7 4

ВВЕДЕНИЕ

Сельское хозяйство нашей страны располагает огромным машин­ но-тракторным парком, а также многими специальными средствами механизации и автоматизации сложных и трудоемких процессов производства зерна, продуктов животноводства и других продук­ тов питания. Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники требуют высокой квалификации инженерных кадров. В связи с этим значительно возрастает роль вузов.

Студенты инженерных специальностей сельскохозяйственных вузов (механизация сельского хозяйства, механизация гидромелио­ ративных работ, электрификация сельского хозяйства и др.) изу­ чают курс «Технология материалов», включающий важный раздел «Обработка конструкционных материалов, резанием». В данном учебном пособии изучаются процессы обработки материалов реза­ нием, применяемые инструменты и металлорежущие станки в соответствии с программой инженерных специальностей сельско­ хозяйственных вузов. Знание курса «Обработка конструкционных материалов резанием» позволит инженеру сознательно управлять процессами изготовления и ремонта тракторов, а также других сельскохозяйственных машин и средств механизации, обеспечивая получение качественных изделий при высокой производительности и экономичности процессов.

Излагаемый в настоящей работе курс «Обработка конструк­ ционных материалов» создает базу для последующего изучения студентами механических специальностей курсов «Ремонт машин», «Технология машиностроения», «Охрана труда» и других спе­ циальных курсов, в которых подробно изучаются примеры раци­ онального ремонта и обработки деталей и сборочных единиц различ­ ных сельскохозяйственных машин и средств механизации, а также вопросы техники безопасности.

Впервые серьезные научные исследования процессов резания металлов выполнены в XIX в.

Крупный вклад в эти исследования внесли отечественные ученые. Так, в 1870 г. был опубликован труд горного инженера, впоследствии профессора, И. А. Тиме «Сопротивление металлов и дерева резанию». И. А. Тиме подробно изучил процесс образования стружки, ввел классификацию стружек, предложил формулу для расчета силы резания. В 1893 г. профессор К- А. Зворыкин изложил оригинальную теорию процесса резания, впервые применил гидравлический динамометр для определения сил резания. В 1912 г. Я. Г. Усачев

более подробно исследовал явления, происходящие при резании металлов. Его особой заслугой является применение металлогра­ фии для исследования процессов резания и разработка метода опре­ деления температуры рабочей части резца с помощью термопары.

Большой вклад, вложенный в теорию резания русскими учеными, успешно продолжают развивать советские специалисты. Пробле­ мами режущего инструмента занимается целый ряд научно-исследо­ вательских инструментальных институтов. В результате большой работы по развитию отечественной инструментальной промышлен­ ности она удовлетворяет теперь все потребности страны в инстру­ менте.

Наши соотечественники внесли большой вклад также и в развитие отечественного станкостроения. Так, еще в начале XVIII в. выдаю­ щийся механик, личный токарь Петра I, А. К. Нартов изобрел самоходный суппорт к токарному станку и создал ряд оригинальных конструкций станков. Великий русский ученый М. В. Ломоносов в середине XVIII в. изобрел и построил сферотокарный станок для обработки металлических зеркал. Академик А. В. Гадолин уже в XIX в. разработал теоретические основы науки о станках. Он доказал целесообразность изменения чисел оборотов (частоты вращения) станков в геометрической прогрессии. Этот закон ис­ пользуется и при проектировании современных станков.

Однако до революции отечественное станкостроение все же было развито слабо. Царская Россия большую часть станков ввозила из-за границы. Быстрое развитие отечественного станкостроения началось после победы Великой Октябрьской социалистической революции и особенно в период индустриализации страны. В насто­ ящее время Советский Союз по выпуску металлорежущих станков занимает одно из первых мест в мире. Советское станкостроение не только обеспечивает станками собственную металлообрабатыва­ ющую промышленность, но и производит станки на экспорт во многие страны. Научным центром отечественного станкостроения является Экспериментальный научно-исследовательский институт металло­ режущих станков (ЭНИМС), созданный в 1933 г.

Планом развития народного хозяйства на 1971—1975 гг. преду­ смотрено увеличить к концу пятилетки годовой выпуск продукции машиностроения и металлообработки в 1,7 раза, довести производ­ ство металлорежущих станков в 1975 г. до 230—250 тыс.; при этом предполагается обеспечить опережающий рост производства наиболее прогрессивных видов металлообрабатывающего оборудо­ вания и, в частности, станков с числовым программным управлением, прецизионных станков высокой и особо высокой точности, автомати­ ческих и полуавтоматических линий, а также значительно повысить качество режущего инструмента. Вместе с тем значительно увели­ чивается выпуск оборудования и для комплексной механизации и автоматизации всех процессов сельскохозяйственного производства, что все более и более будет повышать требования к квалификации инженерных кадров сельского хозяйства нашей страны.

4

Г л а в а I

ОСНОВЫ СЛЕСАРНОЙ ОБРАБОТКИ

§ 1. РАБОЧЕЕ МЕСТО СЛЕСАРЯ

Рабочим местом называется часть производственной площади со всем находящимся на ней специальным оборудованием, инстру­ ментами и материалами, которые используются отдельным рабочим или бригадой рабочих для выполнения определенных, закреплен­ ных за ними работ. Основным оборудованием рабочего места сле­ саря является верстак с уста­ новленными на нем тисками.

Рабочее место слесаря должно занимать площадь не менее 1,6 м2. Она определяет­ ся необходимостью рацио­ нального размещения верста­ ка, стеллажей для хранения заготовок и готовых детелей, размещения самого рабочего и свободного его перемеще­ ния в процессе работы. Рабо­ чее место должно быть хоро­ шо освещено. Необходимо, чтобы свет падал не в глаза, а на обрабатываемый предмет и в то же время не давал бли­ ков, мешающих работать.

Верстаки могут быть одно­ местными (рис. 1) и двумест­ ными. Они должны быть прочными и массивными; их

1—2 мм. На задней стенке верстаков устанавливают предохрани­

тельные сетки для удержания кусков металла, отлетающих при рубке.

Одноместные верстаки имеют длину 1200—1500 мм, ширину 700— 800 мм, высоту 800—900 мм. Длина многоместных верстаков за­ висит от количества рабочих.

5

Для закрепления обрабатываемых деталей на верстаках устанав­ ливают слесарные тиски. На рис. 2, а показаны поворотные парал­ лельные тиски. Размеры тисков, а также слесарных инструментов регламентируются стандартами. Для тяжелых работ используют стуловые тиски (рис. 2, в). При обработке мелких деталей применяют ручные тиски (рис. 2, б). Корпусы параллельных тисков отливают

Рис. 2. Слесарные тиски:

а — параллельные поворотные; 6 — ручные; в — стуловые.

из серого чугуна, а корпусы стуловых отковывают из стали. К губ­ кам тисков прикрепляют стальные закаленные пластины с пере­ крестной насечкой. Винты тисков изготовляют из углеродистой стали и подвергают закалке до твердости HRC 35—40.

Для обеспечения высокой производительности труда слесарю необходимо наиболее рационально размещать инструменты на верс­ таке. Все, что берется левой рукой следует располагать в левой части верстака, правой — в правой части верстака. Инструменты, кото­ рыми приходится пользоваться чаще, надо располагать ближе к себе. Напильники, сверла, метчики и другие режущие инстру­ менты следует укладывать на деревянные подставки. Все точные

6

измерительные инструменты необходимо хранить в футлярах. Чертежи, инструкции и другие технические документы для большего удобства пользования ими нужно помещать на видном месте.

До начала работы нужно ознакомиться с содержанием производ­ ственного задания и всей технической документацией, подготовить необходимые инструменты, приспособления, материалы и заго­ товки обрабатываемых деталей. По окончании необходимо убрать рабочее место, очистить инструменты и приспособления и уложить в установленном порядке в ящиках верстака; в губки тисков следует с небольшим усилием зажать пластинку из мягкого металла — меди, алюминия, железа.

§ 2. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ СЛЕСАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Разметка — операция нанесения на заготовку линий (рисок), определяющих форму, размеры обрабатываемой детали или места, подлежащие обработке. Разметку производят в соответствии с техно­ логическим эскизом обработки или чертежом готовой детали. Разметка, как правило, применяется в единичном и мелкосерийном производствах. В крупносерийном и массовом производствах обра-

Рис. 3. Разметочные плиты:

ö — на подставке; б — на фундаменте

ботка заготовок ведется в основном в приспособлениях, обеспечи­ вающих требуемую точность обработки деталей без предварительной разметки. Разметка является трудоемкой и ответственной опера­ цией, требующей умения хорошо читать чертежи и правильно пользо­ ваться разметочным инструментом и приспособлениями.

Разметка бывает плоскостная и пространственная. Плоскостная разметка характеризуется нанесением линий только на одну плос­ кость; при пространственной разметке линии наносят на разные плоскости обрабатываемой заготовки. В процессе разметки заго­ товка устанавливается на разметочной плите (рис. 3). Разметочные плиты отливают из серого чугуна. Точную механическю обработку верхней плоскости разметочной плиты производят после полного окончания процесса старения отливки. Плиты могут быть разных размеров: от 100 х 200 до 4000 X 6000 мм, а при необходимости

7

и более. Небольшие разметочные плиты устанавливают непосред­ ственно на верстаках или на прочных деревянных столах, а боль­ шие — на специальных подставках или на особом фундаменте. Высота от пола до рабочей поверхности разметочных плит состав­

ляет 700—900 мм.

Размечаемые заготовки для большего удобства работы и во избе­ жание нанесения забоин и царапин на поверхностях разметочных плит и самих обрабатываемых деталей необходимо ставить на специ­ альные разметочные приспособления. На рис. 4, а показаны плоские и призматические разметочные подкладки. Призматическая регу­

лируемая подкладка (рис. 4, б) используется при разметке загото­ вок более сложной конфигурации. Регулирование по высоте дости­ гается вращением винта 1. Высота клиновидных подкладок (рис. 4, в) регулируется вращением винта 1 и контролируется по шкале, нанесенной на боковой поверхности нижнего клина 2. При установке на призмах заготовки могут крепиться струбцинами (рис. 4, г). Громоздкие и тяжелые заготовки устанавливают на разметочной плите с помощью домкратов с плоскими или призматическими опорными поверхностями (рис. 4, д, е). При разметке пользуются также призматическими поворотными подкладками (рис. А,ж) и установочными угольниками (рис. 4, з). Помимо показанных здесь обычных и наиболее часто применяемых при разметке приспо­ соблений в производстве используют разнообразные другие специ­ альные устройства, значительно повышающие производительность труда при разметке определенных видов деталей.

8

Разметку выполняют с помощью разнообразных инструментов. Для нанесения линий на заготовках служат чертилки. Их изготов­ ляют из инструментальной углеродистой пруткозой стали марок УЮА или У12А диаметром 4—6 мм. Один конец чертилки иногда загибают под углом 45—90°. Рабочие концы чертилок делают острыми и закаливают на твердость HRC 50—55. Помимо круглых применяют и плоские чертилки, которые обычно называют стрелками или линейками.

Разметочный циркуль (рис. 5, а) служит для разметки окруж­ ностей, деления отрезков па части, деления углов и различных гео­

метрических построений. Концы ножек циркуля на длине 20—30 мм должны быть закалены.

Масштабная линейка с подставкой (рис. 5, в) служит для опре­ деления расстояния от конца чертилки рейсмуса до плиты.

Рейсмус (рис. 5, г) предназначен для нанесения горизонтальных рисок на заготовках и состоит из чугунного основания, стойки, хомутика и винта для крепления чертилки. Рейсмус, имеющий стойку с делениями, называется штангенрейсмусом (рис. 5, д). Нанесение вертикальных линий производят чертилками, исполь­ зуя угольники различных типов.

9