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