Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Технология конструкционных материалов. В 2 частях. Ч.2. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М. Ф. Решетнева

ТЕХНОЛОГИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

В 2 частях

Часть 2

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия для студентов бакалавриата

по направлениям подготовки 15.03.02 «Технологические машины

и оборудование», 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические

комплексы» всех форм обучения

Красноярск 2021

УДК 669.018.29(075.8) ББК 34.2/3я73

Т38

С. Б. Наумов, С. В. Гиннэ, Л. С. Гордеева, А. П. Руденко

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. Н. Н

(Красноярский государственный аграрный университет);

кандидат педагогических наук, доцент С. Н. М

(Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М. Ф. Решетнева)

Авторы:

Рецензенты:

ЕВЗОРОВ

АРТЫНОВСКАЯ

Технология конструкционных материалов : учеб. пособие. В 2 ч.

Т38 Ч. 2 / С. Б. Наумов, С. В. Гиннэ, Л. С. Гордеева, А. П. Руденко ;

СибГУ им. М. Ф. Решетнева. – Красноярск, 2021. – 126 с.

Изложены основные вопросы теории и практики технологии конструкционных материалов. Подробно представлены сведения о методах обработки материалов резанием, электрофизической и электрохимической обработки материалов, технологиях сварочного производства и получения изделий из неметаллических материалов.

Предназначено для студентов бакалавриата по направлениям подготовки

15.03.02 «Технологические машины и оборудование», 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» всех форм обучения. полезно студентам и преподавателям колледжей и лицеев инженернотехнического профиля подготовки.

УДК 669.018.29(075.8) ББК 34.2/3я73

Может быть

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список принятых сокращений ........................................................... 4

Введение .................................................................................................. 5

1. Обработка материалов резанием .................................................... 6

1.1. Общая характеристика обработки материалов резанием ......... 6

1.2. Основы теории резания металлов ............................................... 8

1.3. Режим резания ............................................................................ 12

1.4. Методы механической обработки материалов резанием ........ 18

1.5. Отделочные (финишные) операции

при обработке резанием ............................................................. 45

Контрольные вопросы и задания ..................................................... 58

2. Технологии сварочного производства ......................................... 59

2.1. Сварка материалов ..................................................................... 59

2.2. Резка материалов ........................................................................ 84

2.3. Пайка материалов ....................................................................... 89

Контрольные вопросы и задания ..................................................... 91

3. Электрофизическая и электрохимическая обработка

материалов ............................................................................................ 92

3.1. Общие сведения .......................................................................... 92

3.2. Электрофизические методы обработки материалов ............... 93

3.3. Электрохимические методы обработки материалов .............. 105

Контрольные вопросы и задания .................................................... 114

4. Технологии получения изделий

из неметаллических материалов ..................................................... 115

4.1. Технология получения изделий из пластмасс ........................ 115

4.2. Технология получения изделий из резины ............................. 121

Контрольные вопросы и задания .................................................... 122

Заключение .......................................................................................... 123

Библиографический список ............................................................. 124

Приложение. Ключевые слова ........................................................... 125

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

КПД коэффициент полезного действия СПИД станок – приспособление – инструмент – деталь СОЖ смазочно-охлаждающая жидкость УДГ универсально-делительная головка

ВВЕДЕНИЕ

Технология конструкционных материалов – прикладная дисциплина,

содержащая основные сведения о способах получения материалов, применяемых в различных отраслях промышленности и техники, технологиях их обработки в целях производства заготовок или изделий различного назначения. Цель данного учебного пособия – содействие студентам бакалавриата в освоении дисциплины «Технология конструкционных материалов», изучаемой на втором курсе емкость данной дисциплины составляет 144 часа, в том числе 18 часов лекционного курса и 36 часов лабораторного практикума. Также дисциплина предполагает самостоятельную работу студентов вне учебной аудитории.

Пособие включает в себя предисловие, 4 главы, после каждой из ко-

торых для закрепления изученного материала приведены контрольные вопросы не (см. приложение). В нем приводятся сведения об основных методах обработки материалов резанием, технологиях сварочного производства, методах электрофизической и электрохимической обработки материалов, технологиях получения изделий из неметаллических материалов. Успешное освоение представленного в учебном пособии материала способствует формированию у бакалавров

ность процессов их изготовления, умение контролировать соблюдение технологической дисциплины при изготовлении изделий;

бы реализации технологических процессов, применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении технологических машин;

размещением технологического оборудования, умений осваивать вводимое оборудование;

полнении теоретических и экспериментальных научных исследований по поиску и проверке новых идей совершенствования наземных транспортнотехнологических машин, их технологического оборудования и создания комплексов на их базе;

ническом обеспечении исследований и реализации их результатов.

ям подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование»,

23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» всех форм обучения.

и задания, заключение и перечень ключевых понятий по дисципли-

– способности обеспечивать технологичность изделий и оптималь-

– умений выбирать основные и вспомогательные материалы, спосо-

– способности проектировать техническое оснащение рабочих

– способности в составе коллектива исполнителей участвовать в вы-

– способности в составе коллектива исполнителей участвовать

Пособие предназначено для студентов бакалавриата по направлени-

. Согласно учебному плану, общая трудо-

следующих профессиональных компетенций:

мест с

в тех-

1. ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ

1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

РЕЗАНИЕМ

Литейное производство, обработка материалов давлением

и сварка в основном обеспечивают получение заготовок, т. е. полуфабрикатов, имеющих форму и размеры, близкие к форме и размерам будущей детали. Для получения самой детали необходимо подвергнуть заготовку дополнительной обработке резанием.

В настоящее время резание является преобладающим видом об-

работки материалов для получения деталей с высокой точностью размеров и чистоты поверхностей. Практически все детали механизмов, машин, приборов и станков приобретают окончательные форму и размеры после обработки резанием.

Обработка материалов резанием (рис. 1.1) представляет собой

технологические процессы получения изделий заданных чертежом геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей посредством отделения режущим инструментом слоя материала с заготовок.

Заготовка – это будущая деталь, с которой в процессе изготов-

ления срезается припуск под обработку. Припуск под обработку – это слой материала, снимаемый режущим инструментом с заготовки в виде стружки.

В зависимости от типа режущего инструмента способы механи-

ческой обработки материалов резанием подразделяются:

– на лезвийную: характеризуются наличием у режущего инст-

румента острой режущей кромки определённой геометрической формы; к данной группе обработки материалов резанием относятся точение, сверление, фрезерование, строгание, протягивание и прочие;

– абразивную: характеризуется наличием у режущего инстру-

мента различным образом ориентированных режущих зёрен, каждое из которых представляет собой микроклин; к данной группе обработки материалов резанием относятся шлифование, хонингование, суперфиниширование прочие.

При осуществлении процесса резания на металлорежущем стан-

ке заготовке и режущему инструменту необходимо сообщить согласованные движения относительно друг друга. С этой целью заготовку и режущий инструмент закрепляют на металлорежущем станке, рабочие органы которого сообщают им необходимые движения с установ-

ленными скоростью и силой. Движения режущего инструмента и заготовки относительно друг друга подразделяются на три группы: основные (рабочие), установочные и вспомогательные.

Рис. 1.1. Упрощения схема процесса резания

и поверхности заготовки:

I – обрабатываемая поверхность; II – поверхность резания;

III – обработанная поверхность; V – скорость резания;

n – число оборотов шпинделя; Sпр – продольная подача;

t – припуск под обработку; Dз – диаметр заготовки;

d – диаметр готовой детали; Sо – подача на оборот

Основные (рабочие) – это движения, при которых с заготовки

снимается припуск под обработку (срезается стружка) или изменяется состояние обрабатываемой поверхности. Основные движения обеспечивают обработку поверхности заготовки.

Основные движения делятся на два вида: главное движение

(движение резания) и движение подачи.

Главное движение (движение резания), V – это движение за-

готовки или инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Данное движение непосредственно обеспечивает процесс срезания с заготовки припуска (снятие стружки) и определяет скорость отделения стружки. Главное движение может сообщаться заготовке (точение, продольное строгание и др.) или инструменту (фрезерование, сверление, шлифование и др.) Главное движение может быть вращательным (точение, фрезерование, шлифование и др.) или поступательным (строгание, долбление, протягивание и др.).

Движение подачи, S – это движение заготовки или режущего

инструмента, которое обеспечивает подачу в зону резания необработанных участков заготовки. Другими словами, движение подачи обеспечивает возможность непрерывного врезания режущего инструмента в новые слои материала и снятие стружки со всей обрабатываемой поверхности заготовки. Скорость движения подачи всегда меньше скорости главного движения.

Движение подачи может сообщаться заготовке (фрезерование,

шлифование, поперечное строгание и др.) или инструменту (точение, сверление, продольное строгание и др.). Движение подачи может быть вращательным (круглое шлифование и др.) или поступательным (точение, сверление, фрезерование и др.).

Установочные – это движения, обеспечивающие необходимое

взаиморасположение заготовки и режущего инструмента для эффективного осуществления процесса резания (снятия припуска). Эти движения выполняются перед осуществлением процесса резания. Например, поворот поворотной плиты (верхних) резцовых салазок при обработке конических поверхностей на токарном станке, настройка строгального станка по длине и месту обрабатываемой поверхности и другие.

Вспомогательные – это движения заготовки и режущего инст-

румента, при которых не происходит снятие припуска. Эти движения не связаны непосредственно с процессом резания, т. е. осуществляются при выключенном станке. Например, подвод (отвод) инструмента к заготовке, измерение размеров заготовки (готовой детали), закрепление (раскрепление) инструмента и заготовки на станке, транспортировка заготовки (инструмента) к станку (от станка), удаление стружки и другие.

1.2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ

Процесс снятия стружки обладает следующими особенностя-

ми. Режущая часть любого инструмента имеет форму клина. Под действием приложенного усилия передняя поверхность клина (рис. 1.2) сжимает находящийся перед ней слой металла, и, когда возникающие при этом напряжения превысят предел прочности материала, произойдет сдвиг (скалывание) его частиц.

В результате образуется элемент стружки. Плоскость

, по которой происходит сдвиг элементов, профессор И. А. Тиме, изучавший этот процесс, назвал плоскостью скалывания 1, а угол между направ-

лением движения клина 3 и плоскостью скалывания – углом скалывания 2. Для вязких материалов угол скалывания обычно равен от 25 до 40º. Сочетание последовательно расположенных элементов образует стружку. Различают три вида стружки: сливную, скалывания и надлома (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Процесс образования стружки:

1 – плоскость скалывания; 2 – угол скалывания;

3 – клин

а б в

Рис. 1.3. Виды стружки:

а – сливная; б – скалывания; в – надлома

Сливная стружка образуется при обработке мягких, вязких ма-

териалов, она имеет вид непрерывно завивающейся в спираль ленты.

Стружка скалывания со стороны режущего инструмента име-

ет гладкую блестящую поверхность, а с противоположной – шероховатую, на ней видны отдельные элементы, слабо связанные между собой. Этот вид стружки образуется при обработке материалов средней твёрдости.

Стружка надлома состоит из отдельных элементов в виде че-

шуек неправильной формы. Она образуется при резании твердых хрупких материалов. В процессе образования стружка деформируется, укорачивается. Это явление называется усадкой. Наибольшую усадку имеет стружка у мягких вязких материалов. В результате давления инструмента твёрдость обработанного поверхностного слоя металла несколько увеличивается – поверхность получает наклёп. Он будет больше у вязких материалов, у хрупких металлов наклеп почти отсутствует. Из-за трения стружки о резец, усадки, деформации поверхностного слоя металла резание сопровождается образованием теплоты, вызывающей нагрев стружки, обрабатываемой заготовки и инструмента.

При повышении температуры инструмент теряет твёрдость и перестает работать. Для сохранения его работоспособности необходимо отводить теплоту из зоны резания. С этой целью применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

Геометрические параметры режущей части инструментов

обладают следующими характеристиками. Мы отмечали, что режущая часть любого инструмента имеет форму клина. Рассмотрим геометрические параметры, характеризующие работу клина. Геометрические параметры режущей части инструмента включают в себя углы, формы передней поверхности и формы режущих кромок (рис. 1.4). Они зависят от материала обрабатываемой заготовки и режущей части инструмента, а также условий работы.

У обрабатываемой заготовки различают обрабатываемую 1 и обработанную 2 поверхности. Между ними располагается поверхность резания, т. е. та поверхность, по которой движется режущее лезвие инструмента. Поверхность 3

режущего инструмента, по которой сходит стружка, называется передней, поверхность 4, обращённая к обработанной детали, называется задней. Когда поверхности 3 и 4 плоские, их называют также передней и задней гранями. Линия пересечения передней и задней поверхностей (или граней) – режущая кромка или режущее лезвие 5.

Для облегчения процесса резания необходимо наклонять переднюю и заднюю поверхности под определёнными углами. Угол α между касательными к задней поверхности инструмента и к обработанной поверхности заготовки называется задним углом. Он даётся для уменьшения трения задней поверхности инструмента об обрабатываемую поверхность заготовки. При слишком малых углах α повыша-

1 / 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]