
- •Введение. Общие сведения о металловедении
- •1. Цели и задачи дисциплины «Материаловедение и технология материалов».
- •2. Связь дисциплины «Материаловедение и технология материалов» с другими дисциплинами.
- •3. Роль отечественных и зарубежных учёных в развитии материаловедения как науки.
- •Основные задачи курса:
- •Раздел 1. Металловедение.
- •Тема 1. Строение и кристаллизация металлов.
- •Тема 2. Свойства металлов и сплавов
- •Тема 3. Основные сведения о сплавах.
- •1. Понятие о сплаве, компоненте, фазе, системе.
- •2. Структурные составляющие при кристаллизации сплавов: твердые растворы, химические соединения, механические смеси.
- •3.Диаграммы состояния двойных сплавов. Критические точки и линии.
- •Тема 4. Диаграммы состояния двойных сплавов
- •1.Диаграмма состояния системы «железо-цементит» в упрощенном виде.
- •2.Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
- •3.Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны.
- •Тема 5. Углеродистые стали.
- •Тема 6. Чугуны.
- •Тема 7. Термическая обработка углеродистой стали.
- •1. Отжиг и нормализация стали.
- •2. Закалка. Виды закалки.
- •3. Отпуск, его виды.
- •Тема 8. Химико-термическая обработка. Поверхностное упрочнение наклёпом.
- •Тема 9. Легированные стали.
- •1. Общие сведения о легированных сталях. Легирование сталей, их классификация и маркировка.
- •2. Область применения легированных сталей.
- •3. Легирование чугунов, их маркировка и область применения.
- •2. Конструкционные легированные стали (гост 4543–71).
- •Тема 10. Цветные металлы и сплавы.
- •2. Алюминий и его сплавы.
- •3. Магниевые и титановые сплавы.
- •Раздел 2. Неметаллические материалы
- •Тема 11. Полимерные материалы.
- •1. Общие сведения о пластмассах.
- •2. Виды пластмасс: термореактивные и термопластичные.
- •3. Способы получения изделий из пластмасс и их применение.
- •3. Способы получения изделий из пластмасс
- •Тема 12. Композиционные материалы. Резиновые, силикатные и древесные материалы.
- •Экономическая эффективность внедрения в производство новых методов термической обработки (выносится на самостоятельное изучение)
- •1. Исходные материалы и продукты доменной плавки.
- •2. Доменная печь, ее устройство и работа.
- •3. Продукты доменной плавки.
- •Тема 15. Производство стали.
- •Тема 16. Производство цветных металлов и их сплавов.
- •Тема 17. Порошковая металлургия.
- •Раздел 5. Технология литейного производства
- •Тема 18. Способы изготовления отливок
- •1. Сущность и назначение литейного производства. Модельный комплект, его назначение и состав.
- •2. Требования к стержневым и формовочным смесям, их состав.
- •3. Основные сведения об изготовлении литейной формы.
- •Тема 19. Специальные способы литья.
- •Раздел 6. Технология обработки металлов
- •Тема 20. Прокатка, прессование и волочение.
- •Тема 21. Ковка и штамповка
- •1. Ковка, применяемый инструмент и оборудование, виды операций.
- •2. Штамповка, применяемый инструмент, оборудование, виды операций.
- •Раздел 7. Технология сварочного производства
- •Тема 22. Современное состояние сварочного производства. Электродуговая сварка и резка металлов.
- •Тема 23. Газовая сварка и резка металлов.
- •1. Сущность газовой сварки, применяемые материалы.
- •2. Оборудование и принадлежности для газовой сварки и резки.
- •3. Технология газовой сварки.
- •2. Оборудование и аппаратура для газовой сварки и резки
- •Тема 24. Термомеханический и механический классы сварки. Контроль качества сварных соединений и швов
- •Тема 25. Основы слесарного дела.
- •1. Рабочее место слесаря.
- •2. Разметка.
- •3. Основные виды слесарных операций.
- •3. Основные виды слесарных операций.
- •Тема 26. Резание металлов, элементы и геометрия резца
- •Тема 27. Основы учения о резании металлов, понятие о режимах резания.
- •1. Понятие о процессе резания и образовании стружки.
- •2. Главное движение и движение подачи. Виды механической обработки резанием.
- •3. Понятие о режимах резания.
- •Тема 28. Классификация металлорежущих станков. Типовые механизмы металлорежущих станков
- •1. Общие сведения о металлорежущих станках.
- •2. Классификация металлорежущих станков.
- •3. Типовые механизмы металлорежущих станков
- •Тема 29. Станки токарной группы.
- •Тема 30. Сверление, зенкерование, развертывание. Сверлильно-расточные станки
- •Тема 31. Фрезерование. Фрезерные станки.
- •Тема 32. Строгание и долбление. Строгальные и долбежные станки. Протягивание.
- •Тема 33. Шлифование. Шлифовальные станки
- •Тема 34. Зубонарезание.
- •1. Методы изготовления профиля зубьев колес.
- •2. Зубофрезерные станки.
- •3. Зубодолбежные станки
- •Тема 35. Электрофизические и электрохимические методы обработки (эфэх).
- •2. Понятие об анодно-механическом и электроконтактном способах обработки.
- •3. Ультразвуковая обработка материалов.
- •4. Лазерная и электронно - лучевая обработка.
Тема 29. Станки токарной группы.
Вопросы:
1. Устройство токарно-винторезного станка.
2. Револьверные станки.
3. Токарные автоматы и полуавтоматы.
4. Карусельные станки.
1. Токарный станок предназначен для получения заготовок различных деталей, имеющих форму тел вращения.
Устройство его следующее:
Станина – массивное чугунное основание, на котором смонтированы все основные части станка. Она имеет направляющие, по которым перемещаются подвижные узлы станка.
Передняя бабка – чугунная коробка, внутри которой расположен главный рабочий орган станка – шпиндель.
Шпиндель – это полый вал, на правом конце которого крепится патрон. Он получает вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и систему зубчатых колёс и муфт, размещенных внутри передней бабки.
Коробка скоростей – это система зубчатых колёс и муфт, которая позволяет изменять числа оборотов шпинделя.
Суппорт – устройство для закрепления и перемещения резца в различных направлениях. Движения подачи могут осуществляться вручную и механически (от ходового винта и ходового вала).
Рис.46. Устройство токарно-винторезного станка мод.16К20:
1 – коробка подач, 2 – передняя бабка, 3 – суппорт, 4 – задняя бабка, 5 – станина, 6 – фартук, 7 – ходовой валик, 8 – ходовой винт
Фартук – система механизмов, преобразующих вращательное движение ходового винта и ходового вала в прямолинейное движение суппорта.
Коробка подач – механизм, передающий вращение ходовому винту и ходовому валу и изменяющий величину подачи. Вращательное движение в коробку подач передается от шпинделя с помощью реверсивного механизма и гитары со сменными зубчатыми колесами. Гитара предназначается для настройки станка на требуемую подачу подбором соответствующих сменных зубчатых колес
Задняя бабка предназначена для поддерживания правого конца длинных заготовок в процессе обработки, а также закрепления свёрл, зенкеров, зенковок, разверток, метчиков.
2. Револьверные (токарно-револьверные) станки применяют в серийном производстве при изготовлении деталей из штучной (кованой, литой) заготовки и из прутка. Эти станки имеют револьверный суппорт, на котором установлена револьверная головка; ее можно поворачивать и фиксировать в том или ином положении. Число позиций у головок с вертикальной осью равно шести, с горизонтальной – до шестнадцати. Обработка заготовок производится последовательно инструментами, закрепленными по позиции в гнездах револьверной головки. К этим инструментам относятся резцы, сверла, зенкеры, развертки, а также метчики, плашки, резьбонарезные гребенки (ходового винта револьверные станки не имеют). Выключение подачи осуществляется автоматически по упорам.
На рис.47 приведен револьверный станок модели 1П365 с вертикальной осью револьверной головки 2.
Рис. 47 Револьверный станок мод. 1П365 с вертикальной осью револьверной головки
Револьверный суппорт 3 перемещается по станине с рабочим или холостым (ускоренным) ходом. За полный оборот револьверной головки при последовательном использовании инструментов всех позиций выполняются все переходы обработки заготовки. Суппорт 1 называют поперечным, так как его применяют главным образом при поперечной подаче (обтачивание торцов, протачивание канавок, отрезание). Вместе с тем поперечный суппорт используют и при обтачивании заготовок с продольной его подачей.
На рис. 48 приведен станок модели 1341 с горизонтальной осью 16-позиционной револьверной головки 2. Продольная подача обеспечивается при перемещении револьверного суппорта 3 по направляющим станины, поперечная – при медленном вращении револьверной головки. При этом в рабочей позиции находится подрезной, отрезной, канавочный или фасонный резцы (поперечного суппорта такие станки не имеют); нарезание резьбы производится с помощью резьбонарезного суппорта 1.
Рис. 48 Револьверный станок мод. 1341 с горизонтальной осью револьверной головки
3. Токарные автоматы применяют для изготовления различных деталей из калиброванных (холоднотянутых) прутков круглого или многогранного сечения, а также из штучной (литой, кованой) заготовки. Работа настроенного автомата – установка и закрепление заготовки и ее обработка – выполняются без участия станочника; его обязанности состоят в периодическом контроле готовых деталей, зарядке автомата заготовками. Настройку автомата выполняют высококвалифицированные наладчики.
Рис.49 Одношпиндельный токарно-револьверный автомат модели 1Б140
Токарные автоматы делятся на одно- и многошпиндельные. Одношпиндельные автоматы применяют в крупносерийном и массовом производстве, многошпиндельные – только в массовом.
На рис.49 приведен общий вид одношпиндельного токарно-револьверного автомата модели 1Б140. Основными узлами станка являются основание 8, станина 6, шпиндельная бабка 2, револьверный суппорт 7 с револьверной головкой 5, поперечный передний суппорт 1 (есть задний поперечный суппорт), продольный суппорт 4 (установлен на суппорте 1), поперечный вертикальный суппорт 3 (их два).
У одношпиндельных автоматов, как и у револьверных станков, инструменты, установленные в различных позициях револьверной головки, последовательно используются для обработки заготовки и каждая из позиций большую часть времени бездействует. Этого недостатка не имеют многошпиндельные автоматы, где несколько шпинделей (четыре, пять, шесть или восемь) соединены в блок, и инструменты всех суппортов (по числу шпинделей) работают одновременно. Применение многошпиндельных автоматов значительно повышает производительность.
На рис. 50 приведена рабочая зона четырехшпиндельного автомата. Шпиндели 1, 2, 5, 6 вращаются в шпиндельном блоке 8 и каждый шпиндель несет закрепленный пруток. После каждого перехода шпиндельный блок поворачивается так, что все шпиндели последовательно становятся против суппортов 9, 3, 4 и 7, и пруток обрабатывается инструментами, закрепленными в этих суппортах.
Токарные полуавтоматы работают с автоматическим рабочим циклом, для повторения которого требуется вмешательство станочника (снятие детали, установка новой заготовки, пуск станка). По полуавтоматическому циклу работают многорезцовые, револьверные, карусельные одно- и многошпиндельные станки. Вертикальные полуавтоматы имеют до 16 шпинделей. Как и автоматы, эти станки имеют узел распределительного вала.
Рис. 50 Рис. 51
правило, превышает их высоту; ось вращения заготовки при обработке вертикальна. На таких станках можно обтачивать и растачивать цилиндрические, конические и фасонные поверхности, обтачивать и подрезать торцы, отрезать части заготовки, нарезать резьбу, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия (последние три вида обработки не могут производиться на станках, не имеющих револьверной головки).
Заготовка закрепляется на планшайбе 2, установленной на круговых направляющих станины 1 (рис. 51, а). Планшайба закреплена на шпинделе, который опирается на подпятник и приводится в движение от главного электродвигателя через коробку скоростей. На направляющих стойки 5 имеется поперечина 6, несущая вертикальный суппорт 4 с револьверной головкой 3. На тех же направляющих установлен боковой суппорт 7.
4. Карусельные станки бывают одно- и двухстоечные. Одностоечные станки (рис. 51, а) изготовляют с боковым суппортом или без него. Наибольший диаметр обработки на этих станках в зависимости от размеров станка колеблется от 800 до 1650 мм. Двухстоечные станки (рис. 51, б) являются более жесткими и применяются для обработки крупных заготовок диаметром до 26000 мм. Они имеют на поперечине два суппорта, а на правой стойке – боковой суппорт. Некоторые станки оснащены еще и четвертым суппортом; устанавливаемым на левой стойке. Карусельные станки имеют широкое применение на всех заводах среднего и крупного машиностроения.