Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Макиенко, Н. И. Слесарное дело с основами материаловедения учебник

.pdf
Скачиваний:
848
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
19.57 Mб
Скачать

электрокорунда легко внедряются в твердые металлы, способст­ вуют также меньшему нагреву обрабатываемых деталей.

Монокорунд получают сплавлением боксита с сернистым желе­ зом и восстановителем (антрацит или кокс) в электрической печи непосредственно в виде зерен различной величины. Монокорунд содержит не менее 96,5% кристаллической окиси алюминия. Он яв­ ляется сравнительно новым материалом, обозначается монокорунд М98 и М97.

К а р б и д

к р е м н и я

получают в

результате взаимодействия

кремнезема

и углерода

(содержащегося в антраците

и коксе)

в

электропечах. Карбид кремния может

быть окрашен

в цвета

от

светло-зеленого до черного в зависимости от состава и количества примесей.

Карбид кремния зеленый (КЗ) выпускается двух марок К99 и К98, а карбид кремния черный (КЧ) — марок К.Ч98 и КЧ97. Карбид кремния зеленый имеет меньше примесей, более высокую хруп­ кость и обычно применяется для заточки твердосплавного инстру­ мента.

К а р б и д б о р а получают при плавлении борной кислоты с малозольным углеродистым материалом — нефтяным или пековым коксом, сажей и др. Он используется в порошках или пастах для доводки изделий из твердых материалов.

Б о р с н л и к о к а

р б и д — новый

твердый материал, представ­

ляющий соединение

бора, кремния

и углерода; применяется для

доводки деталей из твердых и труднообрабатываемых сплавов и из неметаллических материалов высокой твердости.

С и н т е т и ч е с к и й а л м а з — сверхтвердый материал, кото­ рый в СССР начал изготовляться сравнительно недавно. Синтети­

ческие алмазы получают в специальных

установках,

способных

развивать давление

выше 100

тыс. ат при

температуре

2500° С и

более.

 

 

 

 

§ 34. ЗЕРНИСТОСТЬ КРУГОВ, МАТЕРИАЛ СВЯЗКИ

 

З е р н и с т о с т ь

к р у г о в

характеризуется крупностью зерна,

их линейным размером.

До 1960 г. абразивные зерна обозначались номерами, соответ­ ствующими числу отверстий (меш) на 1 линейный дюйм сетки, на которой задерживается основная фракция. С 1960 г. принято обо­

значение номеров зернистости по величине отверстия сита

(в сотых

долях миллиметра), на

котором

задерживается

зерно

основной

фракции (ГОСТ 3647—71 *).

 

(по дюймовой системе 10—•

Абразивный материал от 16 до 200

80) принято называть

шлнфзерном,

от 3

до

12 (по дюймо­

вой системе 100—320) •— шлифпорошками,

а М40-М28

и мель­

че— микропорошками. Зернистость

выбирается в

зависимости от

обрабатываемого материала, а также требуемой

чистоты обра­

ботки.

 

 

 

 

 

 

98

М а т е р и а л ы

д л я с в я з к и .

Абразивные инструменты, со

стоящие из зерен,

сцементированы

связкой, которая не должна

быть чрезмерно прочной, так как отработанные (затупившиеся) зерна не будут выпадать из связки и поверхность круга станет глад­ кой, как говорят, «засалится».

Для изготовления абразивных инструментов применяются две основные группы связок:

неорганические — керамическая, магнезиальная, силикатная;

органические — бакелитовая,

глифталевая

и вулканитовая.

К е р а м и ч е с к а я

с в я з к а

(К)

состоит

из

глины, полевого

шпата, кварца и других

материалов, в которые

для

повышения

пластичности

добавляют

клеящие

вещества

в

виде

раствори­

мого стекла,

декстрина

и т. д.

Керамическая

связка

водостойка,

огнеупорна, обладает химической стойкостью, жесткостью и относительно высокой прочностью. Однако основным ее не­ достатком является чувствительность к ударам и изгибающим нагрузкам.

М а г н е з и а л ь н а я

с в я з к а — смесь каустического

магнезита

и раствора хлористого

магния, твердеющая на воздухе

(магнези­

альный цемент). Недостатками кругов на такой связке являются гигроскопичность, повышенный износ, нестойкость профиля, поэто­ му круги на магнезиальной связке применяются мало.

С и л и к а т н а я с в я з к а (С) имеет основным связующим ве­ ществом растворимое стекло (силикат натрия), которое при сме­ шивании с наполнителями (окись цинка, мел, пластическая глина и др.) обеспечивает получение соответствующего абразива. Абра­ зивные зерна силикатной связкой удерживаются слабее, чем кера­ мической, поэтому круги на этой связке имеют ограниченное приме­ нение.

Б а к е л и т о в а я с в я з к а (Б )— искусственная фенолфор­ мальдегидная смола в жидком состоянии (обозначается Б1) или порошкообразном (Б2). Она имеет повышенную прочность и упру­ гость, поэтому широко применяется. Бакелитовая связка благода­ ря упругости оказывает полирующее действие, что повышает чистоту поверхности. Однако она малоустойчива против дей­ ствия охлаждающих жидкостей, в результате чего снижается твердость круга. Для предохранения от действия охлаждающих жидкостей, особенно имеющих щелочи, круги пропитывают пара­ фином.

В у л к а н и т о в а я с в я з к а (В) в основном состоит из искус­ ственного каучука с вулканизирующими добавками. При исполь­ зовании вулканитовой связки с высокими упругими свойствами и высоким сопротивлением разрыву получают жесткие инструменты, а при применении вулканитовой связки с малой упругостью и боль­ шим относительным удлинением получают гибкие шлифовальные круги и эластичные инструменты.

Во время работы рабочий профиль гибких кругов принимает форму обрабатываемой поверхности, поэтому они применяются для полирования фасонных поверхностей.

7 *

99

 

§SS. ТВЕРДОСТЬ И МАРКИРОВКА АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ

Тв е р д о с т ь — сопротивление связки Еырыванию зерен с его поверхности под действием внешних сил, а также способность ма­ териала связки подвергаться истиранию и выкрашиванию.

Твердость кругов имеет буквенное и цифровое обозначение:

Условное обозначение

М — мягкий СМ — среднемягкнй С — средний

СТ — среднетвердый Т — твердый ВТ — весьма твердый

ЧТ — чрезвычайно твердый

Степень твердости

Ml, М2, МК

СМ1. СМ2

С1 С*э

СТ1, СТ2, СТЗ Т1, Т2

ВТ1, ВТ2 ЧТ1, ЧТ2

Цифры справа от буквенного обозначения характеризуют твер­ дость в порядке возрастания. Показателем твердости считают ве­ личину разрушения — глубину лунки или отпечатка.

 

М

 

/. гѵ

 

а >

 

косулипский aöpojbбный забой

 

Структура

 

^Сбязка керамическая

Плоскийпрямой

[öepöocrm СМ2

Диаметр отверстия 127мм

Диаметр кои<

Ширина круга 31

J50MM '

'Допустимая окружная трость 35м/сек

6)

Рис. 39. Формы шлифовальных кругов (а), маркировка круга (б)

Абразивный инструмент изготовляется различных форм и раз­ меров (рис. 39, а). Характеристика круга условно (ГОСТ 2424—67) обозначается несмываемой краской на его поверхности (рис. 39, б). На круги для скоростного шлифования дополнительно наносят красную полосу или надпись «скоростной».

К абразивным материалам также относятся: шлифовальные шкурки, абразивные пасты Государственного оптического институ­ та (ГОИ), которые рассматриваются в главе «Притирка».

100

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1.Перечислите основные виды абразивных материалов и дайте их характе рнстнки.

2.Назовите виды и дайте характеристики связок.

3.Что понимается под твердостью и зернистостью абразивного круга?

4.Что обозначает марка абразивного круга ЭБ, зерно 80. керамическая связка, С2—С ] ?

5. Для каких целей применяются абразивные порошки и пасты?

Г л а в а XI

§ 36. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Изготовление деталей машин и других металлических и неме­ таллических изделий состоит е том, что их заготовкам различными методами придаются требуемые формы и размеры. Полуфабрикат, предназначенный для получения детали (изделия), называется з а г о т о в к о й .

Наиболее распространенными методами получения заготовок являются литье, обработка давлением (прокат, ковка, штамповка), сварка и механическая обработка (рис. 40). Выбор метода обработ­ ки производится в зависимости от свойств металлов, а также от величины, формы п назначения изделий.

Обработка заготовок со снятием стружки (обработка на метал­ лорежущих станках, слесарная обработка) значительно дороже других видов получения заготовок.

Слесарной обработке подвергают многие заготовки, изготовлен­ ные указанными методами. Поэтому для успешной работы необхо­ димо знать технологию изготовления, возможные дефекты заго­ товок, чтобы при обработке принимать соответствующие меры.

§ 37. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Сущность литейного производства заключается в том, что изде­ лия или заготовки деталей машин получают путем заливки рас­ плавленного металла в формы. Полученная литая деталь называ­ ется отливкой. Литые детали (отливки) изготовляют в литейном цехе. Последовательность операций изготовления отливки приведе­ на на рис. 41.

В м о д е л ь н о м цехе

по чертежу

детали (изделия — рис.

42, а) изготовляют модель,

по внешнему

виду

соответствующую

наружной форме отливаемой

детали (рис. 4ІІ,

в), и стержневой

ящик (рис. 42, г).

 

 

 

При изготовлении модели вначале вычерчивают чертеж отливки (рис. 42, б), размеры которой увеличивают на величину припуска 1 на механическую обработку. По чертежу отливки изготовляют чер-

101

Заготовка

_____ г —

Черные и цветные

Неметаллические

металлы

материалы

$

*4

1

1 пг

Пластмассыи др. син тетическиематериалы-

Резина

'

»т

\

,

Стекло и др.

1

Неметаллические изделия

Рис. 40. Методы и способы изготовления заготовок

Рис. 41. Последовательность операций изготовления отливок

теж модели; размеры модели увеличиваются на величину припу­ ска на усадку металла. Для укрепления стержня в форме в модели предусматривается изготовление знака 2. Модели для удобства

формовки чаще всего изготовляют из двух частей

(рис.

42, в).

В с т е р ж н е в о м це хе в стержневом ящике 3

(см.

рис. 42, г)

из песка со связующими материалами изготовляют стержень 4, ко­ торый по внешней форме соответствует внутренней части отливки.

102

В ф о р м о в о ч н о м цехе по модели изготовляют форму, фор­ муя в двух рамках 5, называемых опоками (рис. 42, д). При фор­ мовке половину модели кладут на щиток, затем ставят опоку, мо­ дель засыпает формовочной смесью и уплотняют ее, затем форму­ ют вторую половину модели и извлекают модель из формы. В ниж­ нюю часть формы на знаки ставят стержень 6 (рис. 42, <3), а затем закрывают ее верхней половиной формы. Для заливки металлом по­ лости формы, имеющей конфигурацию будущей отливки, в форме изготовляют каналы 7 (рис. 42, д), называемые литниковой систе­

мой.

 

расплавляют

металл. Чугун

В п л а в и л ь н о м о т д е л е н и и

плавят в вагранках, сталь—в

конверторах, дуговых и индукцион­

ных электрических печах, а

цветные

сплавы — в

плавильных ти­

гельных горнах. Жидкий металл заливают в формы. После затвер­ девания металла в форме образуется отливка, которая удаляется после разрушения формы.

Рис. 42. Технология изготовления отливок:

а — чертеж изделия, б — чертеж отливки, в — модель, г — стержневой ящик, д — фор­ мовка в опоки; / — припуск, 2 — знак, 3 — ящик, 4, 6 — стержни, 5 — рамки, 7 — ка­ налы, 5 — литниковая система

В о б р у б н о м о т д е л е н и и из отливок выбивают стержни, отбивают литниковую систему 8 (рис. 42, е), очищают отливку от пригоревшей формовочной смеси, зачищают заусеницы, подвер­ гают контролю и направляют отливки в механический цех для об­ работки или на склад готовой продукции.

С п е ц и а л ь н ы е с п о с о б ы литья . Развитие массового про­ изводства однотипных отливок привело к созданию новых способов литья: в металлические формы, центробежное, литье под давлением, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы. Эти способы описаны в специальной литературе.

ЮЗ

§ 38. О Б Р А Б О Т К А М Е Т А Л Л О В Д А В Л Е Н И Е М

Обработка металлов давлением основана на широком исполь­ зовании пластических свойств металлов, т. е. на их способности в определенных условиях под действием приложенных внешних сил (давления) изменять, не разрушаясь, размеры и форму и сохра­ нять полученные форму и размеры после прекращения, действия сил. Поэтому обработке давлением подвергают только достаточно пластичные металлы.

Пластичность стали и других металлов п сплавов в холодном состоянии недостаточна. Для повышения пластичности металла и уменьшения количества работы, затрачиваемой на деформацию, перед обработкой давлением металл нагревают до определенной температуры.

Основными видами обработки металлов давлением являются прокатка, волочение, прессование, ковка н штамповка.

В о л о ч е н и е заключается в протягивании обрабатываемой заготовки через отверстие (фильер, очко), размеры которого мень­

ше размеров сечения исходного материала.

Схема процесса воло­

Фильер (глазах)

чения дана

на рис. 43, а. При

волочении

 

площадь

поперечного

 

 

 

 

 

 

 

сечения

заготовки

уменьшает­

 

 

 

ся, а так как объем остается

 

 

 

постоянным, то длина ее увеличи­

 

 

 

вается.

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент утонения при во-

 

 

 

лоченпп, т. е. отношение диамет­

 

 

 

ра после волочения d\ к диаметру

 

 

 

до волочения d0 составляет 0,8—

 

 

 

0,95. При больших обжатиях в ме­

 

 

 

талле возникают сильные напря­

 

 

 

жения, которые могут вызвать

 

 

 

разрыв. Если требуется большее

 

 

 

уменьшение поперечного сечения,

 

 

 

заготовку

пропускают через

ряд

 

 

 

уменьшающихся отверстий

в

Рис. 43,

Волочение:

 

волочильных

досках.

Волочение

 

проводится в холодном состоянии.

а — схема процесса

6 — профили

 

 

Волочением

обрабатывают сталь

полученных

волочением

 

изготовляют проволок)-

 

и цветные металлы. Волочением

(диаметром меньше 5

мм, до сотых долей

миллиметра) круглую

и

других профилей, тонкостенные трубы,

фасонные профили (рис. 43, б).

 

 

 

 

 

П р о к а т к а

заключается в том, что слитки металла обжимают­

ся между вращающимися

в разные стороны

цилиндрами (валка­

ми), вследствие' чего уменьшается поперечное сечение начальной заготовки //>/г (рис. 44, й). В зависимости от формы валков изме­ няется и профиль заготовки.

Форма поперечного сечения прокатанного изделия называется его профилем, а совокупность разных профилей и размеров — сор-

104

таментом. В зависимости от вида прокат делят на сортовой, листо­ вой, трубный и специальный. На рис. 44, б м показаны основные профили сортового проката.

Прокаткой перерабатывается около 80% выплавляемой стали и большая часть цветных металлов и сплавов. Прокат используют в строительстве, машиностроении, металлообработке и других от­

 

 

 

 

 

 

 

раслях.

 

 

 

обработ­

 

 

 

 

 

 

 

 

П р е с с о в а н и е — вид

 

 

 

 

 

 

 

ки металла давлением, при котором

 

 

 

 

 

 

 

металл, заключенный в замкнутую

 

 

 

 

 

 

 

форму, выдавливается через отвер­

 

 

 

 

 

 

 

стие меньшей площади, чем площадь

 

 

 

 

 

 

 

сечения исходного металла. Профиль

 

 

 

 

 

 

 

прессованного металла соответствует

 

 

 

 

 

 

 

конфигурации отверстия. Прессова­

ßz

 

 

 

 

 

 

нию подвергают

слитки алюминия,

 

 

 

 

 

 

меди и их сплавов, а также

цинка,

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 45. Профили изделии, полу­

олова, свинца и др.

Для прессования

стальных профилей

служит

 

прокат.

 

ченных прессованием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прессованием

получают

разно­

ных профилей

(рис.

45).

 

образный сортамент особенно слож­

Особенностью прессования является точ­

ность изделий

(выше, чем у

прокатки),

исключение отделочных

операций и высокая производительность.

 

котором

металлу

К о в к а — способ

обработки

давлением, при

ударами инструментов придают

 

 

 

 

 

 

требуемую внешнюю

форму

с

 

 

 

 

 

 

целью получения заготовки или

 

 

 

 

 

 

готового изделия. Ковка может

 

 

 

 

 

 

выполняться

вручную

или

на

 

 

 

 

 

 

молотах (машинная).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р у ч н а я

к о Ек а применя­

 

 

 

 

 

 

ется

при

изготовлении

мелких

 

 

 

 

 

 

изделий

или

ремонтных

рабо­

 

 

 

 

 

 

тах. Для ручной ковки

 

приме­

 

 

 

 

 

 

няют наковальни, молоты раз­

 

 

 

 

 

 

личного веса, гладилки, об­

 

 

 

 

 

 

жимки, кузнечные зубила, про­

 

 

 

 

 

 

бойники, клещи и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основными операциями ков­

 

 

 

 

 

 

ки являются вытяжка, при ко­

 

 

 

 

 

 

торой металл

увеличивается

в

 

 

 

 

 

 

длине, уменьшаясь в попереч­

 

 

 

 

 

 

ном

сечении,

рубка,

высадка,

Рис. 46. Ковочный молот:

или

осадка,

имеющая

 

целью

 

/ — станина,

2 — цилиндр, 3, 4 — верхний и

получить

утолщение

в желае­

 

нижний бойки

 

 

мом месте, прорубание отвер­ стия, выгибка и округление обжимкой.

Наиболее распространенными кузнечными машинами являются

106

паровые и пневматические молоты, которые приводятся в действие паром и сжатым воздухом; реже применяются ковочные гидравли­ ческие прессы.

На рис. 46 показан ковочный паровоздушный молот. Эти моло­ ты развивают усилие до 10 Т. Для получения тяжелых поковок из

слитков, вес которых колеблется от 1 до 250 Т, а также в штампо­ вочном производстве применяются гидравлические прессы, созда­ ющие усилие от 500 до 1000 Г, а в штамповочных прессах даже до

30 000 Г.

На рис. 47, а показаны поковки малого веса, а на рис. 47,6 — тяжелая поковка (судовая поковка) весом 33 Т, на рис. 47, в — коленчатый вал весом 122 Т. Ковкой, а не штамповкой получают тяжелые заготовки (весом примерно 500 кГ и выше).

Ш т а м п о в к а — способ получения заготовок или готовых из­ делий под давлением при помощи штампов, т. е. металлических форм с ручьями, очертания которых соответствуют конфигурации

107

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ