Билет 39

БИЛЕТ 39

(1)Сущность разливки стали заключается в превращении жидкой стали в твердые заготовки (слитки или заготовки) заданной формы. Основных способа два: разливка в изложницы и непрерывная разливка. При разливке в изложницы жидкую сталь заливают сверху в чугунные формы — изложницы, после застывания слиток вынимают, разрезают и отправляют на прокатку. Этот способ дает малую производительность и большой расход металла на прибыли. Другой способ — сифонная разливка, когда сталь заливается снизу в несколько изложниц через один центральный литник, что уменьшает разбрызгивание. Также различают спокойную, кипящую и полуспокойную сталь в зависимости от степени раскисления. Эти методы постепенно вытесняются непрерывной разливкой.

(2)При разделительных операциях листовой штамповки происходит отделение одной части материала от другой. **Отрезка** — это разделение листа или полосы на отдельные заготовки по прямой линии. **Вырубка** — это получение плоской детали (заготовки) из листового материала по замкнутому контуру; при этом деталь остаётся годной, а остаток листа — отходом. **Пробивка** — это операция, обратная вырубке: в заготовке получают отверстия нужной формы и размера, при этом сама деталь — это исходный лист с отверстиями, а вырезанный кусок становится отходом. Все эти операции выполняются с помощью штампов, где режущими элементами являются пуансон и матрица, зазор между которыми подбирается так, чтобы металл не растягивался, а скалывался по плоскости среза.

(3)Сварка давлением без предварительного подогрева (механический класс) объединяет способы, при которых соединение достигается за счет интенсивной пластической деформации, а нагрев либо отсутствует, либо является вторичным фактором (возникает от трения). Сущность метода заключается в том, что при приложении критического давления и относительном перемещении поверхностей оксидные пленки и загрязнения разрушаются. Чистые пластичные поверхности металла сближаются до расстояния действия межатомных связей. Ярким примером является сварка взрывом. Детали располагают под углом друг к другу. На одну из них укладывают заряд взрывчатки. При детонации деталь разгоняется до сверхзвуковой скорости и под острым углом ударяется о неподвижную поверхность. В месте удара возникает кумулятивная струя, которая счищает оксидные пленки, и происходит холодное схватывание металлов. Соединение настолько прочное, что разрушение идет по основному металлу, а не по шву. Другой распространенный метод — сварка трением. Одна заготовка зажимается неподвижно, вторая вращается с высокой скоростью. Детали сдавливают. В зоне контакта из-за трения выделяется тепло, металл переходит в суперпластичное состояние, и происходит взаимное внедрение. Вращение резко останавливают, увеличивая усилие осадки. Процесс длится секунды. Преимущества этих методов: отсутствие нагрева всей детали (избегаем деформаций), возможность соединять разнородные металлы (медь с алюминием, сталь с титаном), экологическая чистота и высокая прочность соединения, достигаемая за микросекунды или секунды. Недостатки — сложность оборудования (для взрыва требуются специальные полигоны) и ограниченность форм свариваемых деталей.

(4)Главная задача зубообрабатывающих станков — сделать зубья шестерен максимально точными и одинаковыми. Проблема в том, что просто обточить деталь резцом тут не получится, потому что зуб имеет сложную криволинейную форму (чаще всего это эвольвента — плавная кривая, похожая на разворачивающуюся спираль). Поэтому в промышленности используют два принципиально разных подхода: метод копирования и метод обкатки (огибания).Метод копирования — самый простой и старый. Его суть заключается в том, что режущий инструмент (фреза) имеет точно такую же форму, как и впадина между зубьями будущей шестерни. Работает это так: заготовка неподвижно закреплена, а фреза врезается в неё и вырезает одну впадину. Затем заготовка с помощью специальной делительной головки автоматически поворачивается на один зуб, и процесс повторяется снова. Недостатков у этого метода много. Во-первых, он медленный, так как каждый зуб обрабатывается отдельно. Во-вторых, он неточный — погрешность от предыдущего зуба накапливается, и последние зубья могут быть расположены уже не совсем равномерно. В-третьих, для каждого размера шестерни нужна своя уникальная фреза. Поэтому метод копирования сегодня используется редко, в основном в мелких мастерских или для черновой обработки неответственных деталей.

Метод обкатки (огибания) — это основной, современный и самый точный способ, который используется повсеместно на крупных заводах. Его идея гениальна: режущему инструменту и заготовке принудительно задают такое движение, как будто они уже являются готовой парой шестерен, сцепленных друг с другом. Инструмент как бы «обкатывает» заготовку, и в результате этого относительного движения он срезает лишний металл, формируя зубья идеальной формы. Самый распространенный вариант обкатки — нарезание червячной фрезой. Инструмент здесь похож на червяка или шнек мясорубки с продольными канавками. Фреза быстро вращается (это главное движение), а заготовка медленно вращается навстречу ей, причем их вращения строго синхронизированы: за один оборот фрезы заготовка поворачивается ровно на один зуб.. Процесс идет непрерывно, каждый режущий зуб фрезы снимает микроскопическую стружку, и в итоге получается идеальный эвольвентный профиль без каких-либо накопленных ошибок. Этот метод очень быстр и точен, и одна и та же фреза может нарезать шестерни разного размера, просто меняя настройки станка.