3. Оловянные бронзы.

Оловянистая бронза – один из старейших металлических сплавов. Медь дает с Snдиаграмму состояния, состоящую, подобно меди с цинком, из ряда перитектических диаграмм. Однако, влияние олова на структуру сплавов эффективнее влияния цинка приближенно в 2 раза. Оловянистые бронзы подвержены сильной дендритной ликвации [на что указывает очень большое расстояние между линиями ликвидус и солидус на диаграмме состоянияCu-Sn].

В системе Cu-Snобразуется- твердый растворSnиCuс ГЦК решеткой и ряд проме­жуточных твердых растворов, полученных на основе соединений электронного типа. Основой- твердого раствора является соединениеCu₅Snс отношением числа валентных электронов к числу атомов 3/2; основой- твердого раствора – соединениеCu₃₁Sn₈(21/13) и основой- твердого раствораCu₃Sn– 7/4.

Структура промышленных оловянистых бронз из-за малой скорости диффузии олова в меди, а также по причине сильной ликвации не всегда соответствует диаграмме сплавов Cu-Sn. Из-за малой скорости превращения литые бронзы с 8-10%Snсостоят из- твердого раствора вCuнеоднородной концентрации и эвтектоида. Дендриты бронзы, богатые медью, при травлении темнеют, а междендритные пространства, богатые оловом, а также эвтектоид, остаются светлыми.

Если в бронзе присутствует цинк, он полностью находится в твердом состоянии и не обнаруживается под микроскопом. Он улучшает ее механические свойства и жидкотекучесть. Свинец присутствует в виде отдельных темных включений, которые можно различить даже без травления. Он улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость режущим инструментом. Никель повышает механические свойства, измельчая зерно.

Фосфор служит раскислителем и устраняет хрупкие включения оксида олова, повышает жидкотекучесть, износостойкость и антифрикционные свойства. Химический состав оловянистых бронз: БрОЦС6-6-3, Sn6,Zn6, 3%Pb.

Наилучшими литейными свойствами – минимальной усадкой – обладают оловянистые бронзы, например, БрОФ-10-1, называемая фосфористой, но она дорогая. Более дешевые и доступные вторичные бронзы, получаемые при переплавке лома и отходов, например, БрОЦС6-6-3.

4. Алюминиевые бронзы.

Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими, антикоррозийными и антифрикционными свойствами. Они широко применяются. Бывают двойные, например, марки БрА5 (алюминий 5%) и многокомпонентные с присадками Fe,Mn,Ni, марки БрАЖ9-4; БрАЖМц10-3-1,5; БрАЖН-10-4-4.

В - твердом растворе может находиться до 9,8%Al. Двойная алюминиевая бронза марки БрА5 отличается высокой прочностью и пластичностью и хорошо поддается как холодной, так и горячей обработке давлением.

Многокомпонентные сплавы прочнее и технологичнее, но менее пластичны.

Железо замедляет фазовую перекристаллизацию алюминиевой бронзы за счет образования крупнозернистой и хрупкой - фазы при охлаждении отливок.Mnвходит в твердый раствор и повышает прочность и коррозионные свойства бронзы. Никель улучшает механические свойства бронз при повышенных температурах, увеличивает износостойкость и создает возможность их термической обработки.

По сравнению с оловянистыми бронзами алюминиевые обладают несколько худшими литейными качествами: дают большую усадку, больше склонны к образованию трещин при затрудненной усадке. Неблагоприятные условия плавки и заливки способствуют большому насыщению газами и окислению. У алюминиевых бронз из-за образования оксида алюминия труднее получаются герметичные отливки сложной формы, труднее поддаются пайке.

Но многокомпонентные алюминиевые бронзы широко применяются для отливок и штамповок как качественные заменители оловянистых бронз.

5.Кремнистая бронза: БрКМц 3-1 идет на изготовление пружин.

Бериллиевая: Бр-Б2 после закалки и старения имеет высокие механические свойства. Если после закалки при 800⁰С бериллиевая бронза имеет σ_в=50 кГ/мм²(490 Мн/м²),≈ 30% и НВ ~ 100, то после старения в течении 2 часов при 350^оС твердость увеличится до НВ400, предел прочности σ_в=130150 кг/мм²(1275-1470Мн/м²), но относительное удлинение падает до δ = 1,5÷2 %.

Свинцовые бронзы. Свинец полностью не растворяется в жидкой меди. Эвтектика по составу почти совпадает с чистым свинцом (99,95%Рв), поэтому сплавы после затвердевания состоят из кристаллов меди и включений свинца. Последние располагаются по границам зерен и заполняют междендритные пространства.

Такая структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства. Это определяет широкое применение бронзы БрС30 для изготовления вкладышей подшипников скольжения, работающих с большими скоростями и при повышенных давлениях. По сравнению с оловянными подшипниковыми бронзами теплопроводимость бронзы БрС30 в 4 раза больше, поэтому она хорошо отводит теплоту, возникающую при трении.

2. Пластмассы: состав, свойства и область применения.

3. Литейные свойства металлов и сплавов: жидкотекучесть, усадка, ликвация.

4. Литье в оболочковые формы.

Этим способом отливки получают в фор­ме, состоящей из двух песчано-смоляных оболочек. Оболочковые формы и стержни делают из мелкозернистого кварцевого песка и искусственной термореактив­ной смолы (связующее вещество), которая при опреде­ленной температуре необратимо твердеет.

Технологический процесс литья в оболочковые фор­мы состоит из следующих операций. Металлическую модельную плиту (рис. ЗЛО, а) нагревают до 200... 260 ^QC и покрывают разделительной смесью. Затем на .плиту засыпают специальную формовочную смесь (рис. 3.10,6), состоящую из кварцевого песка и 3... 6 % __фенолформальдегидной термореактивной смолы (пульвербакелит). Под действием тепла смола плавит­ся и склеивает песчинки, образуя на модели песчано-смоляную оболочку толщиной 5.. .20 мм. Нерасплавив-шуюся формовочную смесь удаляют встряхиванием (рис. 3.10, в), а модельную плиту с моделью загружа­ют в печь и выдерживают при 300. ..400 °С 1...3 мин (рис. 3.10, г). При этом смола полимеризуется и пере­ходит в твердое необратимое состояние. Затем оболоч­ку снимают с модельной плиты при помощи штифтов (дис. 3.10,5). Подобным образом изготовляют и вто­рую полуформу. Две полуформы соединяют и склеива­ют по плоскости разъема (рис. 3.10, е). Готовую оболоч­ку помещают в стальной ящик, засыпают пространствовокруг нее чугунной дробью или песком и заливают жидким металлом. После охлаждения отливки оболоч­ка легко разрушается.

По сравнению с литьем в обычные песчаные формы этим.методом получают отливки с более точными раз­мерами, лучшей чистотой поверхности; затрачивают меньше труда и формовочных материалов.

К недостаткам способа следует отнести одноразовое использование формы, относительно высокую стоимость формовочной смеси и оборудования, выделение вред­ных газов при нагревании оболочек и заливке металла.

2. Литье по выплавляемым моделям.

Сущность процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям состоит в следующем. Из легкоплавкого модельного состава (50 % парафина и 50 % стеарина) в металлической пресс-форме 1 (рис. 3.9) изготовляют модели отливок и литниковой системы. Модельный состав 2 заливают или запрессо­вывают под давлением 20.. .30 МПа в собранную пресс-форму. После затвердевания модель извлекают из пресс-формы. Полученные модели собирают в блоки («елки»), для чего их присоединяют к литниковой сис­теме 4 с помощью паяльника 5. На полученный блок наносят путем .окунания суспензию — жидкое облицо­вочное покрытие 6, состоящее из 30. . .40 % гидролизо-ваниого этилсиликата и 60. . .70 % пылевидного квар­ца. После этого «елку» обсыпают мелким сухим квар­цевым песком 7 и сушат при комнатной температуре 5. . .6 ч. Окунание, обсыпку и сушку повторяют несколь­ко раз, пока на моделях не образуется огнеупорная обо­лочка нужной толщины (2,5. . .3 мм). Затем модель выплавляют из оболочки. Блоки помещают (литниковой воронкой вниз) в термошкаф с температурой ПО... 120 °С или погружают в горячую воду 8 с температурой 90. ..95°С. После выплавления моделей и литниковой системы пустотелую огнеупорную оболочковую форму 9 помещают в металлический ящик 10. В ящик вокруг оболочки до самой воронки засыпают сухой кварцевый песок 11. Подготовленные указанным путем формы загружают в нагретую до 850. ..900 °С электропечь 12 и выдерживают 3.. .4 ч. При этом выгорает парафино-стсариновая смесь, огнеупорная оболочка твердеет, а ее рабочая поверхность становится гладкой. Вслед за прокаливанием формы заливают расплавленным метал­лом 13. После затвердевания и охлаждения металла отливки 14 вынимают из опок и отбивают с них кера­мическую оболочку.

Достоинства метода: высокая точность (5. . .7-й класс) и хорошая чистота поверхности (5.. .6-й класс) отливок; возможность изготовления весьма сложных и тонкостенных отливок массой от нескольких граммов до 100 кг.

Применение этого метода из-за длительности техно­логического процесса (более 2 суток), высокой стои­мости отливок и одноразового использования формы ограничивается главным образом получением мелких сложных отливок из труднообрабатываемых сплавов в серийном и массовом производстве.

2. Литье в металлические формы (кокили).

Металлические формы (кокили) в отличие от песчаных не только не разрушаются после отливки, но даже не изменяют своей формы и первоначальных размеров, поэтому литье в металлические формы обла­дает определенными преимуществами: отсутствует зем-леприготовительное и формовочное оборудование; воз­можна большая скорость охлаждения, в результате чего получается мелкозернистая структура отливки с повы­шенными механическими свойствами; получают отливки с большой точностью размеров и хорошей чистотой по­верхности, что позволяет значительно снизить, припуски на механическую обработку, растет производительность труда; возможно многократное использование формы. Вместе с тем есть и существенные недостатки: ме­таллические формы выгодны лишь при крупносерийном производстве, так как стоимость формы достаточно вы­сокая; повышенная теплопроводность металлических форм приводит к быстрому загустению заливаемого металла, что снижает запол-няемость формы и не позво­ляет получить отливки с тонкими стенками.

Для литья в металличе­ские формы применяют сплавы, обладающие малой усадкой, малой способно­стью к образованию трещин, хорошей жид котеку честью и малым температурным интервалом затвердевания. Металлические формы изготовляют главным образом из серого чугуна и редко из легированных сталей.

2. Литье под давлением.

В этом процессе для получения отливки жидкий металл под большим давлением подают в ме­таллическую пресс-форму, где он затвердевает и охлаж­дается. Таким способом в массовом и крупносерийном производстве изготовляют отливки из алюминиевых, магниевых, медных и других сплавов. Масса отливок может быть от нескольких граммов (шрифты) до де­сятков килограммов (блоки цилиндров двигателей ав­томобилей). Эти отливки имеют высокое качество по­верхности и весьма точные геометрические размеры. Нередко их непосредственно используют при сборке машин или только со шлифовкой отдельных базовых по­верхностей.

В современной практике наиболее распространены гидравлические машины для литья под давлением с го­рячей или холодной (рис. 3.8) камерой прессования. Расплав 2 заливают в цилиндр 7 (позиция а), затем пуансон / давит на расплавленный металл. При этом открывается литник 5 и металл заполняет пресс-фор­му, состоящую из двух половинок 3 и 4, где он быстро охлаждается и застывает. Полученную отливку 9 из раскрытой пресс-формы удаляет толкатель. Пуансон б выталкивает пресс-остаток 8. При литье под давлением возможно образование газовых раковин из-за высокой скорости впуска расплава в полость пресс-формы и примешивания воздуха к металлу. Стоимость пресс-форм высокая.

2. Центробежное литье.

Сущность способа состоит в заливке Жид­кого металла во вращающуюся металлическую форму (кокиль). Под действием центробежных сил жидкий металл прижимается к стенкам и после затвердевания точно воспроизводит контур формы (рис. 3.7).

Центробежный способ литья применяют при произ­водстве чугунных труб, железнодорожных колес и бан­дажей, гильз, заготовок для поршневых колец двига­телей автомобилей и тракторов.

Преимущества центробежного литья заключены в отсутствии литниковой системы, большой плотности и повышенных механических свойствах отливок.

К недостаткам относятся возможность получения отливок только формы тел вращения, трудность полу­чения отливок с отверстием точного размера, так как диаметр отверстия зависит от количества заливаемого металла.

В практике ремонтного производства данный способ хорошо зарекомендовал себя при заливке баббитом шатунных и коренных вкладышей двигателей внутрен­него сгорания и других подшипников скольжения.

Формы при центробежном литье изготовляют из чу­гуна и легированной стали. Внутреннюю поверхность формы смазывают смесью из 60 % мазута и 30 % као­лина. Форму перед заливкой металлом из мерных ков­шей подогревают до 300. ..400 °С. Скорость вращения формы устанавливают опытным путем.

2. Теоретические основы ОМД.

Обработка металлов давлением — высоко­производительный процесс, позволяющий получать из­делия с весьма точными размерами, с хорошей чисто­той поверхности, с малыми отходами металла и с бо­лее высокими механичеокими свойствами по сравнению с отливками.

Процесс пластической деформации служит основой обработки материалов давлением, а способ­ность их пластически деформироваться имеет большое значение как пр'и изготовлении, так и при эксплуата­ции деталей и изделий. Деформацией называют измене­ние размеров и формы тела под действием приложен­ных сил. Различают упругую (исчезающая) и пласти­ческую (остаточная) деформации.

Деформация протекает или под действием внешних сил, приложенных к телу, или под влиянием происходя­щих в самом теле физико-механических процессов (внутрифазовый наклеп).

В зависимости от температурных условий деформи­рования различают холодную и горячую обработку ме­таллов давлением.

Холодная обработка давлением осуществляется без нагрева или с нагревом до температур, лежащих ниже температуры рекристаллизации. Эта обработка харак­теризуется изменением формы зерен, которые вытягива­ются в направлении наиболее интенсивного течения ме­талла.

При холодной деформации формоизменение сопро­вождается изменением механических и физико-химиче­ских свойств металла. Это явление называют наклепом (упрочнением).

Наклеп вызывает увеличение твердости металла, пределов прочности и текучести и резкое снижение его пластичности.

Наклеп металла устраняют термообработкой — рекристаллизационным отжигом, при котором снижается плотность дислокаций и металл восстанавливает свою пластичность и остальные начальные свойства.

Горячая обработка давлением осуществляется с предварительным нагревом металла до температур, ле­жащих выше температур рекристаллизации. Эта обра­ботка характеризуется таким соотношением скоростей деформирования и рекристаллизации, при котором ре­кристаллизация успеет произойти во всем объеме заго­товки и микроструктура после обработки давлением оказывается равноосной, без следов упрочнения.

2. Режимы нагрева и охлаждения металла при обработке давлением.

2. Нагревательные устройства, виды, особенности, техпроцесс нагрева.

Заготовки перед обработкой давлением на­гревают для повышения пластичности металла, в ре­зультате чего его сопротивление деформации уменьша­ется в 10—15 раз по сравнению с холодным состоянием.

Чем больше нагрета сталь, тем меньше энергии затрачивают на ее деформацию. Однако нельзя допус­кать пережог, который наблюдают при нагреве, близ­ком к температурам солидуса.

Температурные интервалы обработки давлением зави­сят главным образом от химического состава сплавов.

Температурный интервал деформации углеродистых сталей определяют по диаграмме состояния сплавов железо — углерод.

Чтобы подсчитать время, необходимое для нагрева заготовок, используют эмпирические формулы, разра­ботанные Н. Н. Доброхотовым.

Металлические заготовки для горячей обработки давлением нагревают в горнах и печах.

В серийном производстве для нагрева заготовок при­меняют пламенные и электрические печи. Пламенные пе­чи работают на твердом, жидком и газообразном топливе. В них нагревают как мелкие, так и крупные заго­товки. По характеру распределения температуры в ра­бочем пространстве печи делят на камерные (темпера­тура во всем рабочем пространстве одинакова) и мето­дические (температура в рабочем пространстве повы­шается от загрузочного окна к окну выдачи нагретых заготовок). В пламенных печах заготовки соприкаса­ются с продуктами горения, поэтому металл угорает. Для исключения или уменьшения образования окали­ны применяют безокислительный нагрев металла в рас­плавленных солях, в среде защитных газов, в муфель­ных печах, защищают поверхность заготовки специаль­ными покрытиями из стекла, окиси лития.

Электрические печи сопротивления имеют металли­ческие или карборундовые элементы сопротивления, ко­торые подключают к электрической сети. Печи чаще применяют для нагревания цветных металлов и спла­вов, имеющих невысокую температуру начала обработ­ки давлением. В таких печах температуру можно регу­лировать. Кроме электрических печей сопротивления существуют контактные и индукционные электронагре­вательные устройства. В устройствах электроконтактного нагрева заготовку зажимают между медными кон­тактами, к которому подведен ток большой силы. В устройствах индукционного нагрева заготовку помещают в индуктор, по которому пропускают ток высокой часто­ты. Применение электричества обеспечивает высокую скорость нагрева, удобства регулирования температуры, минимальное окисление металла, автоматизацию про­цесса.

2. Прокатка: сущность процесса, устройство и классификация прокатных станов.

Прокатка — обжатие металла вращающи­мися валками прокатного стана. Применяют три основ­ных вида прокатки: продольную, поперечную и косую. При продольной прокатке металл 2 обжимается между двумя валками 1, вращающимися в раз­ные стороны, и перемещается перпендикулярно осям валков. Этот вид прокатки имеет наибольшее примене­ние, его используют для изготовления профильного и листового проката. .

При поперечной прокатке валки 1, вра­щаясь в одном направлении, передают вращение заго­товке 2, которая, перемещаясь вдоль оси валков, дефор­мируется. Поперечную прокатку применяют для полу­чения специальных и периодических профилей.

При косой прокатке валки 1, располо­женные под некоторым углом один к другому, сообща­ют заготовке 2 вращательное и поступательное движе­ние. Эту прокатку применяют для получения пустоте­лых заготовок при производстве труб.

Оборудование, на котором прокатывают металл, на­зывают прокатным станом. По количеству валков и их расположению станы делят на двух-, трех-, четырех-, многовалковые и универсальные. Двухвалковые станы бывают реверсивные (заготовки прокаты­вают в обе стороны) и нереверсивные (прокатка идет в одну сторону, а для повторных пропусков заготовку возвращают через верхний валок). В трехвалковых ста­нах за счет наличия в каждой рабочей кле­ти трех валков изменяют направление прокатки. Четырехвалковые станы имеют два рабочих (меньшего диаметра) и два опорных валка (большего диаметра), служащих для уменьшения прогиба рабо­чих валков. Это при производстве широких листов уве­личивает точность их размеров по толщине. У много­валковых станов очень большая жест­кость рабочих валков. Станы применяют для прокатки очень тонких полос с малыми припусками по толщине. Универсальные станы имеют вертикальные валки, расположенные с одной или с обеих сторон от горизонтальных валков. На них металл обжимают при каждом пропуске со всех сторон. Эти станы применяют для прокатки широких листов и широкополосных дву­тавровых балок.

По назначению прокатные станы делят на обжим­ные, заготовочные, сортовые, листовые и специальные. Вначале слиток или прессованную заготовку прокаты­вают на обжимном стане, затем на заготовочном и, на­конец, на сортовом, листовом или специальном. К об­жимным станам относят блюминги и слябинги. Блю­минги — мощные реверсивные двухвалковые станы с диаметром валков 800. ..1500 мм, прокатывающие слитки массой 2.. .35 т в заготовки крупных размеров (блю­мы). Слябинги — мощные универсальные реверсивные станы с диаметром горизонтальных валков 1100... 1200 мм, вертикальных — 700 мм. Используют для про­катки листовых заготовок (слябы) толщиной 75... 300 мм и шириной 400.. .1600 мм.

Заготовочные станы имеют валки диаметром 450... 850 мм. На этих станах прокатывают блюмы и заго­товки меньших размеров (60X60.. .150Х 150 мм). Наи­более совершенны непрерывные заготовочные станы, устанавливаемые непосредственно за блюмингами.

Сортовые станы в зависимости от размеров сорто­вой стали и назначения изделий разделяют на рельсо-балочные с валками диаметром 750.. .900 мм для про­катки железнодорожных рельсов, балок, швеллеров и других крупных профилей; крупносортные с валками диаметром 500.. .750 мм; среднесортные с валками диаметром 350.. .450 мм; мелкосортные с валками диа­метром 250.. .325 мм.

Прокатные станы бывают с одной рабочей клетью (блюминги) и с несколькими рабочими клетями (сор­товые станы). Клети могут располагаться в линию или последовательно одна за другой. При последовательном расположении у клетей самостоятельные приводы, а у валков свои частоты вращения. Станы с последователь­ным расположением клетей называют непрерывными, таккак заготовка идет из одной клетки в другую без поворота и возврата. Станы, сочетающие последова­тельное и линейное расположение клетей, называют полунепрерывными.

Форму поперечного сечения изделия, прокатанного на сортовом стане, называют профилем, а совокупность одинаковых профилей разных размеров — сортаментом.

2. Сортамент проката, применение проката в машиностроении и с.-х. производстве.

2. Волочение материалов: процесс, получаемая продукция, материал заготовок.

Волочение—процесс обработки металлов давлением с протаскиванием заготовки 1 через отвер­стие матрицы 2, сечение которого меньше исходного се­чения заготовки. В результате волочения получают изделие с постоянным сечением по всей дли­не. При волочении за счет уменьшения поперечного се­чения заготовки увеличивается ее длина.

Волочение проходит без нагрева металла, поэтому создается наклеп, который устраняют отжитом. Этот способ обработки давлением применяют преимущест­венно для получения проволоки малого диаметра (0,01...4 мм), калиброванных прутков различного про­филя и тонких труб из катаных и прессованных заготовок.

Волочение выполняют на станах с прямолинейным движением тянущих уст­ройств и с круговым движе­нием протягиваемого метал­ла (барабанные).

Волочильный стан состо­ит из двух основных частей: матрицы (волокна) и тяну­щего устройства. Через волоки (фильеры) тянущее устройство протягивает заго­товку. Волоки изготовляют из инструментальных ста­лей У8, У9, У10, У11, У12, из сталей ШХ15, Х12М, из твердых сплавов ВК2, ВКЗ, ВК6, ВК8, ВКЮ, ВК15, из алмаза (для получения проволоки диаметром менее 0,3 мм).

Процесс волочения проволоки и тонкостенных труб состоит из следующих операций. Подготовка заготовки (катанка) к волочению включает удаление окалины травлением в водных растворах кислот, промывку и сушку. Затем на поверхность наносят смазку (мине­ральное масло, мыло, графит и др.).

Режим волочения разрабатывают, исходя из сум­марной вытяжки или суммарного обжатия, числа про­ходов, имеющегося оборудования, количества частных вытяжек или обжатий, размеров протягиваемой заго­товки по проходам, скорости волочения.

2. Прессование: процесс, оборудование, продукция.

Прессование — процесс обработки металлов давлением путем выдавливания его пуансоном из кон­тейнера через отверстие в матрице. При этом металл принимает форму (круглую, квадратную и др.), соот­ветствующую конфигурации отверстия в матрице. Чаще прессование применяют для получения изделий из цвет­ных металлов и их сплавов. Существует прямое и об­ратное прессование.

Прямое прессование. Заготовку 1 за­кладывают в контейнер 2, закрывают пресс-шайбой 3 и пуансоном 4 выдавливают через матрицу 5. Направ­ление течения металла совпадает с направлением дви­жения пуансона. К концу операции в контейнере остается небольшая часть металла (18. ..20% массы заготовки), называемая пресс-остатком.

Обратное прессование. Контейнер 2 за­крыт с одного конца упорной шайбой 6, давление на за­готовку 1 передается через полый пуансон 4 с укреп­ленной на нем матрицей 5. Металл выдавливается на­встречу движению пуансона. При этом методе пресс-остаток составляет 5.. .6 % массы заготовки.

Прессованием можно изготовить прутки диаметром 5.. .3000 мм, трубы с внутренним диаметром 18. ..350 мм и толщиной стенки 1,25.. .5 мм, различные профили. Эти изделия превосходят по точности, разнообразию и сложности изделия, получаемые прокаткой.

В последнее время применяют гидравлическое прес­сование, позволяющее обрабатывать очень хрупкие сплавы. В данном случае металл находится в состоянии всестороннего сжатия, потери на трение минимальные.

2. Свободная ковка: особенности процесса, оборудование и инструмент.

Свободная ковка — процесс, при котором металл течет свободно (не ограничен поверхностями штампа), не встречая сопротивления своему движению. Ковку осуществляют последовательными ударами ку­валды, бойка молота или нажимами бойка пресса. Ме­талл, подвергаемый ковке, как правило, нагревают.

Инструмент для свободной ковки делят на три груп­пы: для обработки, удержания и измерения поковок. К инструменту для обработки поковок от­носят кувалды, молотки (ручники), гладилки, прошив­ни, зубила, обжимки и др. Удерживающий инстру­мент— наковальни и различные клещи. Для измерения поковок используют линейки, угольники, кронциркули, шаблоны и др.

Основные операции свободной ковки: осадка, высад­ка, протяжка, разгонка, рубка, прошивка, раскройка, передача металла, гибка.

При осадке поперечное сечение заго­товки увеличивают за счет уменьшения ее высоты. Во избежание продольного изгиба высота осаживаемой за­готовки не должна превышать ее диаметр или толщину более чем в 2,5 раза. Вследствие действия сил трения Т по контактным поверхностям боковая поверхность за­готовки приобретает бочкообразную форму.

Высадку (осаживание части заготовки) осуществля­ют при нагревании соответствующей части заготовки (конец или середина) или ограничивая деформацию заготовки на некоторой ее части кольцевым инструмен­том К.

При протяжке длину заготовки увели­чивают за счет уменьшения ее поперечного сечения. Про­тяжку можно вести с края заготовки и с середины. Про­тяжку с поворотом заготовки вокруг оси на 90° назы­вают протяжкой с контовкой.

Разгонки металла по длине заготовки достигают обработкой ее отдельных участков, при этом длинную ось бойка располагают параллельно оси заго­товки.

Для разделения заготовки на несколько частей при­меняют рубку соответствующим инстру­ментом (зубило, подсечка).

Сквозные или глухие отверстия в заготовке получа­ют прошивкой, применяя специальный инструмент (прошивень). Прошитые заготовки можно подвергать раскатке по диаметру с ис­пользованием оправки О, что приводит к утончению стенки кольца и увеличению его диаметра (длинная ось бойка параллельна оси кольца); или протяжке вдоль оси, при которой длина кольца возрастает из-за утончения его стенок (длинная ось бойка перпен­дикулярна оси заготовки).

Передачу металла заготовки с одного места на другое применяют при изготовлении коленча­тых валов и других поковок.

Для получения поковок с изогнутой осью применяют гибку. При изготовлении поковки в каждом случае раз­рабатывают индивидуальную технологию. При этом со­ставляют чертеж поковки на основании чертежа гото­вой детали с указанием припусков, допусков и напусков.

Припуск — предусмотренное превышение размеров поковки против номинальных размеров детали, обеспе­чивающее после обработки резанием указанные на чер­теже размеры детали и чистоту поверхности.

Допуск —разность между наименьшим и наиболь­шим предельными размерами поковки.

Напуск — увеличение припуска, упрочняющее кон­фигурацию поковки. Применяют, когда невозможно или нерентабельно делать поковку по контуру детали.

Ручную ковку ведут на наковальне, используя ку­валды и различный подкладной инструмент, а машин­ную — па ковочных молотах и прессах. Для изготовле­ния мелких поковок применяют пневматические ковоч­ные молоты, для средних паковок — 'паровоздушные. Крупные тяжелые поковки изготовляют на ковочных прессах.

Ковоч­ный молот имеет падающую часть (баба с прикреплен­ным к ней снизу верхним бойком) и неподвижную (шабот с закрепленным в нем нижним бойком). Обыч­но масса шабота примерно в 15 раз больше массы па­дающей части. Это необходимо для того, чтобы коэф­фициент полезного действия удара был 0,8.. .0,9.

Пневматический молот имеет два парал­лельных цилиндра (рабочий 4 и компрессионный 5). В рабочем цилиндре движется поршень 3, связанный с бабой. Кривошипно-шатунный механизм 9 приводит в движение поршень 8, который, перемещаясь, поочеред­но сжимает воздух в нижней и верхней полостях ком­прессионного цилиндра и нагнетает его в полость рабо­чего цилиндра по каналам 6, в результате чего проис­ходит опускание (удар) и подъем бабы. Для впуска и выпуска воздуха используют краны 7, управляемые пе­далью 1. Пневматические молоты совершают 95. ..210 ударов в минуту, могут делать отдельные удары авто­матически, поддерживать бабу в поднятом состоянии или прижимать ее к заготовке. Масса подающих частей со­ставляет от 50 кг до 1 т.

2. Объемная горячая штамповка. Штампы.

Объемную штамповку выполняют в штам­пах, состоящих обычно из двух половин, которые в соб­ранном виде создают одну или несколько внутренних полостей, называемых ручьями. В отличие от свобод­ной ковки течение металла при деформации ограничено внутренними стенками штампа. Изделия, получаемые штамповкой, отличаются высокой точностью размеров, хорошим качеством поверхности и небольшими припус­ками и допусками.

Штампы изготовляют из сталей марок 5ХНВ, 5ХНМ, 5ХГМ, ЗХ2В8Ф и др. Каждый штамп предназначен для получения поковок определенной конфигурации, разме­ра и массы.

Открытыми штампами называют такие, у которых вокруг всего внешнего контура штамповочного ручья есть специальная облойная канавка 4, соединенная тон­кой щелью с полостью 3, образующей поковку. В процессе штамповки через щель в канавку вы­тесняется избыточная часть металла, образуя по кон­туру поковки облой. Это приводит к некоторому увели­чению отходов металла, но зато упрощает процесс штамповки. Облой с поковки обрезают особыми штам­пами.

Закрытыми штампами называют такие, в которых металл деформируется в замкнутом пространстве 3 без образования облоя. Расход металла на из­готовление поковки сокращается, а процесс получения годной поковки усложняется. Закрытые штампы более перспективны, но из-за сложности их применяют пока

редко.

В штампах с одним ручьем изготовляют поковки простой формы, а поковки сложной конфигурации полу­чают в многоручьевых штампах.

Горячей объемной штамповкой получают крупные поковки массой 450.. .500 кг, а холодной —более мелкие. При горячей объемной штамповке основным ис­ходным материалом служит сортовой прокат из стали, цветных металлов и их сплавов. Технологический про­цесс горячей объемной штамповки в общем случае сос­тоит из следующих операций: разделка проката на за­готовки определенной массы и размеров; загрузка за­готовок в печь и нагревание до определенной темпера­туры (900.. .1200°С для стали); укладка заготовки на нижнюю половину штампа и штамповка; удаление по­ковки из штампа; термическая обработка поковок; об­рубка облоев и отделка.

Горячую объемную штамповку выполняют на штам­повочных молотах, ковочно-штамповочных прессах, го­ризонтально-ковочных машинах и другом оборудова­нии. Получают разнообразные изделия: коленчатые ва­лы, колеса, шатуны, рычаги, шестерни, болты, гайки, втулки и др. В связи со значительной стоимостью штам­пов штамповку рентабельно применять только в усло­виях крупносерийного и массового производства.

Холодную объемную штамповку подразделяют на плоскую и объемную калибровку, холодное выдавлива­ние, холодную высадку и чеканку.

Плоскую калибровку применяют для полу­чения точных размеров между отдельными плоскостя­ми, а объемную — для отделки поверхности поковки при одновременном повышении точности всех се размеров. Калибровку выполняют на шарнирно-рычажных чеканочных прессах. Холодное выдавливание (пря­мое и обратное) подобно прессованию. Применяют в ос­новном при обработке цветных металлов и сплавов, широко используют для по­лучения мелких деталей в массовом производстве (гай­ки, болты, шурупы, заклепки, гвозди и т. п.). Чекан­ка— получение на поверхности готовой детали выпук­ло-вогнутого рельефа. Примером может служить чекан­ка монет, знаков, медалей и т. д.

2. Листовая штамповка: материал, оборудование, основные операции.

Листовая штамповка— производство изде­лий из листового материала с использованием штампов. При листовой штамповке изменяют только взаимное положение отдельных частей исходной заготовки или отделяют какую-то часть от целого листа. Этим способом изготовляют разнообразные детали для автомоби­лей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйствен­ных машин (крылья, капоты, бункера, ящики, диски ко­лес, детали радиаторов и др.). Листы толщиной более 10 мм подвергают горячей штамповке, менее 10 мм— холодной.

Основные технологические операции листовой штам­повки подразделяют на разделительные и формоизме­няющие. Разделительные операции: вырезка — отделе­ние от заготовки части металла определенного контура; отрезка—полное отделение детали от листа; прокол­ка — получение сквозного отверстия; пробивка — полу­чение в заготовке сквозных отверстий различной формы с полным отделением металла (отход). Формоизменяю­щие операции: гибка — придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру; вытяжка — получение из плоской заготовки диаметром D изделия заданной формы с размерами d и h; отбортовка — об­разование борта заданной формы (диаметр d, высота h) путем расширения ранее пробитого отверстия; об­жим— уменьшение диаметра части заготовки d_3№ до диаметра изделия d_mil; формовка — изменение формы заготовки местной деформацией растяжения (изготов­ление ребер жесткости).

Штампы для листовой штамповки бывают простые (однооперационные) и сложные (многооперационные).

Листовую штамповку осуще­ствляют на прессах. Наибольшее применение получили кривошипно-шатунные и фрикционно-винтовые прессы. В настоящее время в производство внедряют новые методы: штамповка эластичной (резина) и жидкой средой, взры­вом и электрогидравлическая.

Штамповку взрывом применя­ют для изготовления крупных из­делий сложной конфигурации. В контейнер / с во­дой устанавливают матрицу 2 с листовой заготовкой 3, прижатой к ней кольцом 4 с уплотнителем. В полости матрицы создают вакуум. Взрывчатое вещество 5 подвешивают-в воде над заготовкой. Взрыв создает высокое давление, под действием которого заготовка принимает форму матрицы.

При электрогидравлической штамповке энергоноси­телем служит высоковольтный электрический разряд в жидкости. Разряд вызывает ударную волну, которая деформирует заготовку.

2. Классификация способов сварки, сварных соединений и швов.

Сварка — ведущий технологический про­цесс при изготовлении и ремонте металлических конст­рукций и изделий в промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве.

Способы сварки разделяют по виду энергии, приме­няемой для получения сварного соединения, на механи­ческие, химические, электрические, электромеханические, химико-механические, лучевые и др. Например, к меха­ническим способам относят сварку трением, холодную, ультразвуковую и др.; к химическим— газовую и тер­митную; к электрическим — дуговую, электрошлаковую, плазменно-дуговую и др.

Способы сварки можно разделить на ручные, меха­низированные, полуавтоматические, автоматические.

В зависимости от метода получения сварного соеди­нения различают сварку плавлением и давлением. При сварке плавлением (газовая, термитная, электрошлако­вая, электронно-лучевая, лазерная) специальный источ­ник теплоты нагревает и расплавляет кромки соединяе­мых деталей на небольшом участке. При сварке давле­нием (контактная, газопрессовая, диффузионная, холод­ная, трением, ультразвуковая, взрывом), для того что­бы произошло схватывание кромки, их сдавливают. Иногда, чтобы облегчить схватывание, место сварки на­гревают до пластического состояния металла или даже до расплавления.

Большинству способов сварки название дано по ви­ду энергии и физическим явлениям, благодаря которым происходит межатомная связь в месте соединения (рис. 5.1; 5.2). Каждый способ имеет определенные тех­нологические возможности и применяется при изготов­лении конкретных изделий с учетом требований произ­водства.

2. Электродуговая сварка. Физическая сущность и характеристика электрической дуги.

Дуга — это устойчивый вид разряда, су­ществующий при токе от десятых долей ампера до ты­сячи ампер. Известно несколько способов возбуждения дугового разряда. По способу В. В. Петрова два элек­трода сводят до соприкосновения и сразу же раз-водят на небольшое расстояние. В этот момент между ними возникает дуга. Упрощенное объяснение этого явления следующее. При соприкосновении электродов электри­ческая цепь замыкается и по ней идет ток. В соответст­вии с законом Джоуля-Ленца в проводниках выделя­ется теплота. Количество теплоты Q, выделяющейся в проводнике при прохождении по нему постоянного элек­трического тока, зависит от тока I, сопротивления про­водника R и времени прохождения тока t

Q = I²Rt.

Место контакта двух электродов, которое обладает самым большим сопротивлением, нагревается сильнее и быстрее остальных участков цепи. При высокой тем­пературе начинается испарение материала электрода и возникает явление термомеханической эмиссии (термо­эмиссия) —испускание электронов под действием теп­лового возбуждения. В результате этих процессов в про­странстве между электродами появляются свободные электроны, которые, сталкиваясь с молекулами и атомами газа и испарившегося электродного металла, «раскалывают» их на ионы и новые электроны (вторич­ная эмиссия). В ионизированном таким образом про­странстве развивается дуговой разряд.

В установившейся сварочной дуге конец электрод­ного стержня и поверхность изделия расплавлены, так что дуга горит между жидкими электродами. Пламя имеет значительные размеры и содержит главным образом пары материалов электродов, реаги­рующие с окружающим воздухом. Поверхность жидкой ванны на изделии не плоскогоризонтальна. Она вдав­ливается под действием механических сил, создаваемых дугой. Образующееся углубление (ямка) в жидком ме­талле называют кратером. Дуга расплавляет металл на определенную глубину h.

На движение частиц оказывают действие силы, вы­званные разностью давлений из-за неодинаковой концентрации частиц, кулоновским взаимодействием меж­ду электронами и ионами и другими причинами.

Маленькие подвижные электроны быстро перемеща­ются, легко разгоняются и, сталкиваясь с атомами и ионами, передают им свою энергию. Столкновения элек­тронов с атомами бывают упругими и неупругими.

При упругих столкновениях ничего заметного не происходит. Атом, в который попал электрон, начинает дви­гаться быстрее (увеличивается его кинетическая энер­гия). В результате повышается температура плазмы.

Этот электрон, который в электрическом поле при­обрел достаточную энергию, участвует в неупругих столкновениях. Попав в атом (молекулу), он возбуждает его, а когда удар достаточно силен, то и выбивает из атома его собственные электроны. Атом становится однозарядным положительным ионом, если выбить один электрон, двухзарэдным — если два, и т. д.

Сложные процессы идут у поверхности электродов. Именно здесь прерывается течение электронов по металлическому проводнику (электроду) и начинается другой вид тока (ток дуги), который создается как электронами, так и ионами. Изменяется характер явле­ний не только электрических, но и термических. Здесь горячая плазма граничит со сравнительно холодной (2.. .3 тыс. °С) поверхностью электродов.

Кроме электрического поля, на поведение частиц в столбе дуги влияет еще много факторов: термическая диффузия — стремление разогретых частиц «разбежать­ся» в разные стороны; линчэффект — воздействие маг­нитного поля, возникающего вокруг столба и стремяще­гося его сжать, и др.

При сварке применяют прямую и обратную поляр­ность. При прямой полярности минус источника тока подключают к электроду, плюс — к свариваемой дета­ли, а при обратной полярности наоборот.

При сварке угольным электродом по методу, разра­ботанному русским инженером Н. Н. Бенардосом(1882 г.), на постоянном токе и прямой полярности ду­га легче возбуждается и устойчивее, чем при сварке на обратной полярности. При использовании металличе­ских плавящихся электродов по методу Н. Г. Славяно-ва (1801 г.) полярность дуги меньше влияет на ее ус­тойчивость, поэтому сварку осуществляют как на пере­менном, так и на постоянном токе с прямой и обратной полярностью в зависимости от состава покрытия элек­тродов и флюсов.

При сварке металлическим электродом длина дуги (расстояние между электродом и поверхностью жидкой ванны) до 4 мм и не более 0,6.. .0,8 диаметра электрода (короткая дуга). При сварке длинной дугой (больше 4 мм) увеличивается разбрызгивание, окисление метал­ла, снижается качество шва.

2. Процессы плавления и кристаллизации металла сварочной ванны.

2. Зона термического влияния в сварном соединении.

3. Статическая характеристика электрической дуги.

4. Напряжения и деформация при сварке. Горячие и холодные трещины.

5. Газовая сварка: оборудование, материалы, технология процесса.

Важная область сварочного производст­ва — газопламенная обработка, охватывающая такие технологические процессы, как газовая сварка и рез­ка, наплавка и пайка, местная термическая обработка, сварка неметаллических материалов и др. Эти процес­сы довольно широко применяют в сельскохозяйствен­ном производстве при ремонте. Из способов газопла­менной обработки наибольшее применение находят га­зовая сварка, пайка и кислородная резка.

Газовая сварка относится к сварке плавлением, при которой кромки соединяемых кусков металла нагревают газокислородным пламенем. Высокая температура на­грева достигается в результате сгорания горючего газа (ацетилен, водород, бутан, пропан и др., а также пары бензина и керосина) в смеси с технически чистым кис­лородом.

Кислород, используемый в качестве окислителя, — газ без цвета и запаха. Плотность его при 0°С и дав­лении 100 МПа равна 0,00143 т/м³. При охлаждении до —182,97 °С и давлении 100 МПа кислород превраща­ется в жидкость голубоватого цвета. Кислород получают из воздуха, сжиженного при глубоком охлаждении, на разделительных установках. Одновременно отделяют аргон и азот. Кислород можно получить также хими­ческим способом или электролизом воды.

Карбид кальция (СаС₂) — основное сырье для полу­чения ацетилена. Карбид кальция производят в элект­рических печах спеканием кокса или антрацита с нега­шеной известью по эндотермической реакции: СаО + + ЗС = СаС₂ + СО + .452,5 кДж/моль.

Полученный карбид кальция в виде камнеобразной массы темно-серого цвета размельчают и сортируют на куски размером от 2 до 80 мм. Карбид кальция хранят и транспортируют в герметичных железных барабанах массой 50.. .130 кг.

Ацетилен (С₂Н₂) получают в генераторах при раз­ложении карбида кальция водой. Реакция протекает с выделением значительного количества теплоты: СаС₂ + + 2Н₂О = С₂Н₂+^|Са(ОН)₂+127,3 кДж/моль.

При разложении 1 кг карбида кальция образуется около 285 дм³ ацетилена.

Ацетилен широко применяют в сварочном производ­стве. При горении в чистом кислороде он дает наиболее высокую температуру пламени (до 3200°С) и выделяет наибольшее количество тепла (52,6 МДж/м³). Ацети­лен — бесцветный газ со специфическим запахом, лег­че воздуха и кислорода, плотность ацетилена 0,00171 т/м³ при 0°С и давлении 100 кПа. Воспламеня­ется ацетилен при температуре 420 °С. Взрывоопасен в смеси с воздухом при содержании 2,2.. .82 % и кисло­родом— 2,3.. .93 %, а также при длительном соприкос­новении с медью и серебром. Взрывоопасность ацетиле­на возрастает с увеличением давления. Могут проис­ходить самопроизвольные взрывы при давлении 200... 250 кПа при отсутствии кислорода и воздуха. При нагре­вании ацетилена до 150. ..180°С происходит процесс по­лимеризации, дающий жидкие смолообразные продук­ты, нежелательные при сварке.

Кроме вышеописанного способа, ацетилен для промышленных целей получают из природного газа, нефти и угля.

В связи с высокой стоимостью и дефицитностью кар­бида кальция для многих газопламенных процессов применяют более дешевые и менее дефицитные горю­чие газы (водород, пропан, бутан природный) и пары (бензин, керосин) горючих жидкостей.

Присадочный материал, вводимый в сварочную ван­ну, предназначен для заполнения зазора между кром­ками свариваемого металла и образования валика шва, который по механическим свойствам должен быть бли­зок к основному металлу. В качестве присадочного ма­териала применяют сварочную проволоку диаметром 0,3...12 мм. ГОСТ 2246—74 включает в себя 6 марок низкоуглеродистой, 30 — легированной, 41 — высоколе­гированной неомедненной и омедненной проволоки.

Цветные металлы (алюминий, медь, латунь) свари­вают проволокой из соответствующего цветного метал­ла или сплава, а бронзы и чугуны — прутками, отлиты­ми из этих сплавов.

Флюсы при сварке применяют для растворения окис­лов металлов и образования легкоплавких шлаков с малой плотностью. Образующиеся при сварке шлаки всплывают на поверхность сварочной ванны, освобождая наплавленный металл от неметаллических вклю­чений. Флюсы подбирают в зависимости от химического состава и свойств свариваемого материала. В качестве флюсов используют буру, борную кисло­ту, окислы и соли бария, лития, натрия, фтора и др. При сварке углеродистых сталей флюсы не при­меняют, так как сварочное пламя защищает расплав­ленный металл.

Газовые редукторы служат для снижения давления газа на выходе из баллона и поддержания постоянного рабочего давления. Редукторы бывают с одно- и двух­ступенчатым редуцированием. Последний обеспечивает меньший перепад давления и более низкий предел реду­цирования. Двухступенчатый кислородный редуктор изготовляют в двух вариантах: ДКД-8-65 для сварки и ДКД-15-65 для резки.

Кислородные редукторы присоединяют к штуцеру вентиля баллона накидными гайками, а ацетилено­вые — крепят хомутом с упорным винтом. Кислородные редукторы регулируют давление от 0,1 до 1,5 МПа, а у ацетиленового (ДЛП-1-65) наибольшее давление на выходе — 3 МПа.

Наибольшее рабочее давление 0,12 МПа, расход га­за при наибольшем рабочем давлении — 5 м³/ч. Наи­меньшее рабочее давление составляет 0,001 МПа, рас­ход газа при этом давлении — 3 м³/ч.

Сжатый кислород из редукто­ра поступает в камеру высокого давления А, где мано­метр 1 показывает его давление. Проходя через клапан 12, кислород попадает в камеру низкого давления Б. Отсюда кислород поступает в кислородный рукав, ко­торый соединен с горелкой или резаком. Мембрана 6, регулировочный винт 4, пружины 5 к 13 служат для регулирования давления газа в камере низкого давле­ния. При ввертывании винта 4 пружины 5 и 13 сжима­ются и давление в камере Б повышается, а при вывер­тывании понижается.

Ацетиленовые генераторы-аппараты, в которых по­лучают ацетилен разложением карбида кальция водой. Генератор состоит из газообразователя, газгольдера для сбора и хранения газа, химического очистителя ацети­лена от примесей и предохранительного затвора для ис­ключения взрыва.

По характеру взаимодействия карбида кальция с водой различают следующие основные системы ацети­леновых генераторов: «карбид в воду», «вода на кар­бид», «с вытеснением воды» и «с погружением карбида».

Генераторы системы «карбид в воду» обеспечива­ют наилучшие условия разложения карбида кальция и дают наибольший выход ацетилена (около 95 %). Кар­бид кальция забрасывают отдельными порциями в большой объем воды. Ацетилен хорошо промывается и охлаждается, что практически исключает его полиме­ризацию.

Генераторы системы «вода на карбид» имеют периодическую загрузку карбида кальция и дозированную подачу воды в зону реакции. В этих генераторах кар­бид кальция реагирует с относительно малым количест­вом воды и в ходе реакции обволакивается слоем гид­рата окиси кальция Са(ОН)₂, разъединяющим куски карбида кальция с водой, поэтому реакция разложения не доходит до конца и выход ацетилена снижается до 85. . .90 %. Зона реакции охлаждается недостаточно, по­этому возможны перегрев ацетилена и его полимериза­ция. Этот тип генераторов наиболее распространен на производстве благодаря простоте конструкции.

В генераторах системы «с вытеснением воды» загрузочное устройство с карбидом кальция неподвижно, а уровень воды периодически изменяется в зависимости от расхода ацетилена. Количество вырабатываемого ацетилена регулируют изменением объема карбида кальция, взаимодействующего с водой. Генераторы этой системы просты по конструкции, но имеют низкий выход ацетилена.

Возможно сочетание в одном генераторе разных сис­тем. В настоящее время широко применяют на мон­тажных и ремонтных работах при температуре до —25°С генератор АНВ-1,25-68 (рис. 5.16). Это перенос­ной генератор низкого давления, работающий по систе­ме «с вытеснением воды» в сочетании с системой «вода на карбид».

Генератор состоит из корпуса 1 с вваренной в него ретортой 2, в которой помещена загрузочная корзина 3. Корпус генератора разделен на нижнюю (газосборник) и верхнюю (водосборник) части горизонтальной перегородкой 25. Эти части соединяет циркуляционная fpy-ба 8, доходящая почти до дна газосборника. Между газосборником и водяным затвором 14 помещен кар­бидный осушитель 22, соединенный с ними резиновыми шлангами 20 и 23.

Генератор заполняют водой через открытую верхнюю часть корпуса до уровня воды 24. Вода в реторту по­ступает по газоотводящей трубке 28 через отверстие 26 при открытии вентиля 27. Реторта закрывается крыш­кой 5, рычагом 6 и специальной гайкой 7.

Ацетилен, выделяющийся в результате взаимодей­ствия карбида кальция с водой, поступает по газоотво­дящей трубке 28 в газосборник и вытесняет находя­щуюся в нем воду через циркуляционную трубу 8 в верхнюю часть генератора. Вода в реторту поступает до тех пор, пока она не будет вытеснена из газосборни­ка ниже уровня вентиля 27. При этом по мере выделе­ния ацетилена и возрастания давления его в газосбор­нике и реторте вода вытесняется из реторты 2 в камеру 13 через трубу 12. Благодаря вытеснению воды из ре­торты дальнейшее газообразование замедляется. При отборе газа давление ацетилена в газосборнике и ре­торте падает, а вода, вытесненная в камеру, возвраща­ется в реторту, и газообразование возобновляется.

При падении давления в генераторе до 2,3. ..2,7кПа вода в газосборнике поднимается выше вентиля 27 и начинает пополнять реторту. Поступление воды в ре­торту прекращается после того, как давление газа пре­высит 2,7.. .2,8 кПа, то есть когда уровень воды в газо­сборнике снова опустится ниже уровня вентиля.

Газ при отборе поступает из газосборника в кар­бидный осушитель 22, загруженный карбидом, после чего проходит в водяной затвор 14, а из него через нип­пель 15 — в горелку или резак.

Генераторы подразделяют по производительности {низкая — до 3 м³/ч, средняя — до 10 и высокая — до 80 м³/ч) и давлению выработанного ацетилена (низ­кое— до 0,01, среднее — 0,01...0,15 МПа). Генераторы производительностью до 3 м³/ч изготовляют передвиж­ными, а свыше 3 м³/ч — стационарными.

На пути следования газа от генератора к сварочной горелке устанавливают предохранительные водяные зат­воры, предотвращающие проникновение кислородно-ацетиленового пламени в ацетиленовый генератор при его обратном ударе. Обратный удар возникает, когда скорость истечения газов становится меньше скорости их горения. Практически обратный удар происходит при перегреве горелки и засорении сопла или центрального отверстия инжектора.

Сварочная горелка предназначена для смешивания кислорода с горючим газом, подачи смеси к месту свар­ки и создания концентрированного пламени требуемой мощности. Горелки по принципу действия разделяют на инжекторные низкого давления, безинжекторные сред­него и высокого давления; внутрисопловые и внешнего смешивания; по назначению — универсальные (для сварки, пайки, наплавки, нагрева) и специализирован­ные (для наплавки, закалки, очистки металлов от ржавчины, сварки пластмасс и т. д.); по числу рабочих пламен — однопламенные и многопламенные; по приме­нению и степени механизации—для ручных работ и ме­ханизированных процессов. Наиболее широко приме­няют инжекторые горелки ГС-1, ГС-2, ГС-3, ГС-4, так как они работают при низком (0,001. . .0,01 МПа) и среднем (до 0,15 МПа) давлении ацетилена. В инжекторной горелке кислород под давлением 0,2. . . 0,4 МПа поступает по трубке 10 через вентиль 6 вцентральное сопло инжектора 12, откуда с большой скоростью выходит в смесительную камеру 3. За счет этого создается разрежение и ацетилен через вентиль 11 поступает в периферийные каналы инжектора 12 под небольшим давлением. Горючая смесь из камеры 3 по каналу сменного наконечника 2, присоединяемому к корпусу 5 накидной гайкой 4, попадает в мундштук 13 и при выходе из него сгорает. Горелки снабжают смен­ными наконечниками для сварки изделий различной толщины.

Универсальные резаки применяют для ручной и ма­шинной газокислородной резки металлов. Для раздели­тельной ручной резки наиболее широко используют ре­заки «Маяк», «Факел», «Пламя», РЗР-62, РУЛ-70, РУЗ-70, керосинорез РК-71 и др.

Принцип смешивания горючего газа во всех резаках одинаков, в основном это резаки инжекторного типа. Они отличаются от газовых горелок наличием дополни­тельной трубки для подачи режущего кислорода и кон­струкцией мундштука. Мундштуки для ре­заков изготовляют с кольцевой щелью или с концентри­чески расположенными отверстиями для смеси подогре­вательного пламени и центральным отверстием для ре­жущего кислорода. Мундштуки с кольцевой щелью ис­пользуют для резаков небольшой мощности. У резаков, работающих на газах-заменителях ацетилена, делают увеличенные проходные каналы для горючей смеси в смесительной камере, инжекторе и кольцевой щели мундштука. Керосинорез РК-71 имеет дополнительное устройство для испарения горючего перед его поступ­лением в смесительную камеру.

Технология газовой сварки и резки:

Качественный шов получают при правиль­ном выборе мощности горелки, вида сварочного пламени, способа сварки, угла наклона горелки, при применении соответствующего присадочного материала и флюса. Мощность горелки выбирают в зависимости от толщины и теплопроводности свариваемого металла. Для сварки металла с высокой теплопроводностью нужен наконечник с большим расходом газа.

Тепловую мощность сварочного пламени (расход го­рючих газов в единицу времени) регулируют сменой наконечников горелки. Она зависит от теплофизических свойств и толщины свариваемого металла.

Скорость и температуру нагрева металла регулиру­ют углом наклона горелки к поверхности свариваемого изделия (максимальные значения при угле 90°). Угол наклона горелки выбирают в зависимости от толщины и рода свариваемого металла. Чем толще металл и вы­ше его теплопроводность, тем больше должен быть этот угол.

Газовую сварку ведут правым и левым способами. При толщине металла до 3 мм применяют левую свар­ку, при которой горелку перемещают спра­ва налево. Присадочный пруток располагают слева от горелки и передвигают впереди пламени. Это не препятствует наблюдению за формированием шва. Дви­жения горелки и прутка встречно пересекающиеся зиг­загообразные.

При правом способе горелку переме­щают слева направо, что позволяет полнее использо­вать тепло пламени, лучше защитить сварочную ванну, замедлить охлаждение металла шва и получить шов бо­лее высокого качества. Движения горелки и присадоч­ного прутка зигзагообразные или движение горелки прямолинейное, а прутка-спиральное. Этот способ применяют при сварке металла толщиной более 5 мм.

Диаметр сварочной проволоки определяют в зависи­мости от толщины свариваемого металла по формулам.

Газовая резка основана на сжигании металла стру­ей кислорода с выделением значительного количества тепла и удалении этой струей образующихся окислов. Процесс резки начинают с нагрева металла подогреваю­щим пламенем до температуры воспламенения в кислороде, после чего пускают струю режущего кислорода.

Газовой резке могут подвергаться металлы, у кото­рых температура плавления выше температуры воспла­менения в кислороде, температура плавления окислов, образующихся при резке, ниже температуры плавле­ния металла и максимальной температуры резки. Теп­ловыделение при образовании окислов металлов долж­но быть достаточно для прогрева глубинных слоев, так как подогревающее пламя резака выделяет не более 30 % тепла, необходимого для резки. Низкая теплопроводность металла должна обеспечивать быстрый и кон­центрированный нагрев.

Перечисленными свойствами обладают низкоуглеро­дистые стали, содержащие до 0,25 % углерода. Они хо­рошо режутся. Среднеуглеродистые стали (0,25. .. 0,5 % углерода) режутся удовлетворительно при сопут­ствующем или предварительном подогреве, что исклю­чает закалку кромок и образование трещин. Резка ста­лей затрудняется с повышением в них содержания уг­лерода и легирующих элементов. Высокохромистые и хромоникелевые стали, чугуны, медные и алюминиевые сплавы обычной кислородной резке не поддаются. Высо­кохромистые и хромоникелевые стали образуют туго­плавкие и густотекучие шлаки, затрудняющие доступ кислорода к обрабатываемой поверхности. Температу­ра воспламенения чугуна выше, чем температура его плавления. У цветных сплавов высокая теплопровод­ность и образуются тугоплавкие окислы. Такие сплавы режут кислородно-флюсовым способом, при котором в струю режущего кислорода подают порошкообразный флюс.

Сгорание флюса способствует выделению допол­нительного тепла, температура в зоне реакции повы­шается, и тугоплавкие окислы разжижаются. В каче­стве флюсов применяют железные (ПЖ1-..ПЖ6) и алюминиевые (АПВ) порошки.

2. Автоматическая дуговая сварка: оборудование, электродная проволока, способы защиты металла.

3. Пайка и склеивание материалов. Контактная стыковая сварка.

 Пайка – процесс получения неразъемного соединения заготовок без их расплавления путем смачивания поверхностей жидким припоем с последующей его кристаллизацией. Расплавленный припой затекает в специально создаваемые зазоры между деталями и диффундирует в металл этих деталей. Протекает процесс взаимного растворения металла деталей и припоя, в результате чего образуется сплав, более прочный, чем припой.

Припой должен хорошо растворять основной металл, обладать смачивающей способностью, быть дешевым и недефицитным. Припои представляют собой сплавы цветных металлов сложного состава. По температуре плавления припои подразделяют на особо легкоплавкие (температура плавления ниже 145 ⁰С), легкоплавкие (145…450 ⁰С), среднеплавкие (450…1100 ⁰С) и тугоплавкие (выше 1050 ⁰С). К особо легкоплавким и легкоплавким припоям относятся оловянно-свинцовые, на основе висмута, индия, олова, цинка, свинца. К среднеплавким и тугоплавким относятся припои медные, медно-цинковые, медно-никелевые, с благородными металлами (серебром, золотом, платиной). Припои изготавливают в виде прутков, листов, проволок, полос, спиралей, дисков, колец, зерен, которые укладывают в место соединения.

При пайке применяются флюсы для защиты места спая от окисления при нагреве сборочной единицы, обеспечения лучшей смачиваемости места спая расплавленным металлом и растворения металлических окислов. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюсы могут быть твердые, пастообразные и жидкие. Для пайки наиболее применимы флюсы: бура, плавиковый шпат, борная кислота, канифоль, хлористый цинк, фтористый калий.

Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов – пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение.

Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током, причем максимальное количество теплоты выделяется в месте сварочного контакта.

На поверхности свариваемого металла имеются пленки оксидов и загрязнения с малой электропро-водимостью, которые также увеличивают электросопр-ие контакта. В результате в точках контакта металл нагревается до термопластич-го состояния или до оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок образуются новые точки соприкосновения, пока не произойдет полное сближение до межатомных расстояний, т. е. сварка поверхностей.

Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения, определяющего вид сварочной машины, и по роду тока, питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую, точечную, шовную.

2. Наплавка и напыление материалов. Контактная точечная сварка.

3. Стыковая сварка: точечная, контактная и шовная - сущность технологических процессов

4. Твердые сплавы (марки, применение).

5. Тепловые явления в процессе резания.

6. Методика назначения режимов при точении.

2. Выбор скорости резания при точении. Факторы, влияющие на скорость резания.

3. Основные типы (разновидности) токарных станков, их характеристики и назначение.

4. Работы выполняемые на токарных станках.

5. Основное (машинное) время при точении (формула, анализ).

При всех станочных операциях основное время определяется отношением пути, пройденного обрабатывающим инструментом, к его минутной подаче, т.е.

где - длина пути, пройденная инструментом в направлении подачи (мм); S_М – минутная подача (мм/мин); i – число рабочих ходов; l - длина обрабатываемой поверхности (мм); l₁ – длина врезания (мм); l₂ – длина перебега инструмента (мм); l₃ – дополнительная длина для снятия пробной стружки (мм).

Приточении, растачивании, подрезке торцов, отрезке величину l₁ определяют по формуле

где t - глубина резания; j - главный угол резца в плане,

а длину перебега l₂ принимают равной 0,5…2 мм.

Дополнительную длину l₃ учитывают лишь в единичном производстве, когда широко используется метод индивидуального получения размеров. Величина l₃ зависит от использующегося измерительного средства и принимается равной 2…5 мм.

2. Методика назначения режимов при сверлении.

При сверлильных работах рекомендуется задавать режимы исходя из мощности используемого оборудования. Наиболее удобный материал режущего инструмента – быстрорежущая сталь (Р18, Р6М5). Подачи при сверлильных работах вычислять по формуле:

S- подача, мм/об

D- диаметр сверла, мм

С- коэффициент, зависящий от обрабатывемого материала и иных технологических факторов (чистота поверхности, наличие дальнейшей обработки и т.д) (таблица 1)

Kls- коэффициент на подачу, зависящий от условия выхода стружки I группа подач- сверление глухих отверстий или рассверливание без допуска по 5-му классу точности или под последующее рассверливание

II группа подач- сверление глухих и сквозных отверстий в деталях нежесткой конструкции, сверление под резьбу и рассверливание под последующую обработку зенкером или развертками

III группа подач- сверление глухих и сквозных отверстий и рассверливание под дальнейшую обработку

Режимы резания при сверлении

            Затрачиваемая мощность при сверлении зависит от крутящего момента. Крутящий момент вычисляется по формуле:

Мкр- крутящий момент, воспринимаемый сверлом при резании, Н*м

См, q, y- коэффициенты на крутящий момент при сверлении, зависящий от условий резания (таблица 3)

D- диаметр сверла, мм

S- подача, мм/об

Кмр- коэффициент на крутящий момент, зависящий от механических свойств материала 

 У нормальных сверл диаметром выше 10 мм не возникает опасности излома от чрезмерно большого крутящего момента, так как для этих диаметров наибольшие напряжения, возникающие в сверле, обычно лимитируются скоростью затупления при возрастании скорости резания и подачи. Для сверл диаметра меньше 10 мм, крутящий момент рекомендуется рассчитывать по ф-ле ,

для обеспечения целостности инструмента.

            Приравняв  и  можно вычислить максимально возможные подачи для сверл малого диаметра при сверлении заданного материала (таблица 5).

       Для обеспечения жесткости СПИД при сверлении, необходимо устанавливать сверло в патроне с минимальным по возможности вылетом (больше на 3-5 мм чем глубина обрабатываемого отверстия).

 

            Скорость резания при сверлении вычисляется по формуле:

            Частота вращения вычисляется по формуле:

            Таблица расчетов режимов при сверлении на станке 2А135 в приложении 1.

2. Основное (машинное) время при сверлении.

Присверлении глухом и сверлении напроход, а также центровании длину врезания определяют по формуле

а при рассверливании, зенкеровании, развертывании напроход –

гдеd – диаметр просверленного отверстия, D – диаметр рассверливания, зенкерования или развертывания.

При глухом зенкеровании и развертывании, а также зенкеровании фасок и цековании значение l₁ принимают равным 0,5…2 мм.

2. Элементы режима резания при сверлении.

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкостирежущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила имощность резания. При проектировании технологических процессов механической обработки или режущих инструментов возникает необходимость в определении и назначении элементов режима резания. Отечественная практика механической обработки накопила огромный нормативно - справочный материал, с помощью которого можно назначить любой режим резания для любого вида механической обработки. Однако, табличный метод назначения режимов резания является весьма громоздким, так как требует анализа большого количества справочной информации. Более того, все режимные параметры взаимосвязаны и при изменении хотя бы одного из них автоматически изменяются и другие, что еще более усложняет процесс назначения режимов резания.

Аналитический (расчетный) метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Для проведения расчетов необходимо иметь паспортные данные выбранного станка, а именно - значения подач и частот вращения шпинделя, мощности электродвигателя главного движения. При отсутствии паспортных данных расчет выполняется приблизительно, в проделах тех подач и частот вращения шпинделя, которые указаны в справочной литературе.

При сверлении глубина резания t=0,5·D, при рассверливании, зенкеровании иразвертывании t=0,5·(D-d) мм, где

D - диаметр осевого инструмента, d - диаметр предварительно полученного отверстия, мм.

2. Элементы режима резания при фрезеровании.

В процессе фрезерования зубья фрезы при ее вращении последовательно один за другим врезаются в надвигающуюся заготовку и снимают стружку, осуществляя резание.  Элементами резания при фрезеровании являются ширина фрезерования, глубина фрезерования, скорость резания и подача.

Ширина и глубина фрезерования

Шириной фрезерования называют ширину обрабатываемой поверхности в миллиметрах (рис. 52). Ширина фрезерования обозначается через В.

Глубиной резания при фрезеровании, или глубиной фрезерования, или часто глубиной срезаемого слоя, называют толщину (в миллиметрах) слоя металла, снимаемого с поверхности заготовки фрезой за один проход, как это показано на рис. 52. Глубина фрезерования обозначается через t. Глубина фрезерования измеряется как расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями.Весь слой металла, который необходимо удалить при фрезеровании, называется, как указывалось выше, припуском на обработку. Глубина фрезерования зависит от припуска на обработку и мощности станка. Если припуск велик, обработку производят в несколько переходов. При этом последний переход производят с небольшой глубиной резания для получения более чистой поверхности обработки. Такой переход называют чистовым фрезерованием в отличие от чернового, или предварительного фрезерования, которое производят с большей глубиной фрезерования. При небольшом припуске на обработку фрезерование производят обычно с одного прохода.

Скорость резания

Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы. В процессе фрезерования фреза вращается с определенным числом оборотов, которое устанавливается при настройке станка; однако для характеристики вращения фрезы принимают не число ее оборотов, а так называемую скорость резания.Скоростью резания при фрезеровании называют путь, который проходят в одну минуту наиболее отдаленные от оси точки режущей кромки зуба фрезы. Скорость резания обозначается через υ.Обозначим диаметр фрезы через D и предположим, что фреза делает один оборот в минуту. В этом случае режущая кромка зуба фрезы пройдет в минуту путь, равный длине окружности диаметра D мм, т. е. πD миллиметров. В действительности фреза делает больше одного оборота в минуту. Предположим, что фреза делает n оборотов в минуту, тогда режущая кромка каждого зуба фрезы пройдет в одну минуту путь, равный πDn мм. Следовательно, скорость резания при фрезеровании равна πDn мм/мин.Обычно скорость резания при фрезеровании выражают в метрах в минуту, для чего необходимо полученное выражение скорости в мм/мин разделить на 1000. Тогда формула скорости резания при фрезеровании примет вид:

Из формулы (1) следует, что чем больше диаметр D фрезы, тем больше скорость резания при данном числе оборотов, и чем больше число оборотов n шпинделя, тем больше скорость резания при данн Подача

Движение подачи при фрезеровании выполняется либо вручную, либо механизмом станка. Оно может быть осуществлено перемещением стола станка в продольном направлении, перемещением салазок в поперечном направлении и перемещением консоли в вертикальном направлении. У бесконсольных вертикально-фрезерных станков крестовой стол имеет продольное и поперечное перемещения, а вертикальное перемещение получает шпиндельная головка. При работе на продольно-фрезерных станках продольное перемещение имеет стол, а поперечные и вертикальные перемещения получают шпиндельные головки. При работе на круглом поворотном столе на вертикально-фрезерных станках, на карусельно- и барабанно-фрезерных станках имеет место круговая подача стола.При фрезеровании различают:подачу в одну минуту — перемещение стола в миллиметрах за 1 мин.; обозначается s и выражается в мм/мин;подачу на один оборот фрезы — перемещение стола в миллиметрах за полный оборот фрезы; обозначается s0 и выражается в мм/об;подачу на один зуб фрезы — перемещение стола в миллиметpax за время, когда фреза повернется на часть оборота, соответствующую расстоянию от одного зуба до другого (на один шаг); обозначается sзy6 и выражается в мм/зуб. Часто подачу на один зуб фрезы обозначают sz.На практике пользуются всеми тремя значениями подачи. Они связаны между собой простыми зависимостями:

(3)

(4)

(5)

где z — число зубьев фрезы.

ом диаметре фрезы.

2. Машинное время при фрезеровании.

3. Назначение режима резания при фрезеровании.

Скорость резания, подача, глубина и ширина резания не могут выбираться произвольно фрезеровщиком по собственному усмотрению, так как это может вызвать преждевременное затупление фрезы, перегрузку и даже поломку отдельных узлов станка, нечистую поверхность обработки и т. д.  Все перечисленные выше элементы резания находятся в тесной зависимости друг от друга. Например, с увеличением скорости резания необходимо уменьшать подачу на зуб и снижать глубину резания, фрезерование с большой шириной резания требует уменьшения скорости резания и подачи, фрезерование с большой глубиной резания (черновую обработку) производят с меньшей скоростью резания, чем чистовую обработку, и т. д.Кроме того, назначение скорости резания зависит от материала фрезы и материала заготовки. Фреза из быстрорежущей стали, как уже знаем, допускает большие скорости резания, чем из углеродистой стали; в свою очередь скорость резания для твердосплавной фрезы может быть в 4—5 раз выше, чем для быстрорежущей. Легкие сплавы можно фрезеровать со значительно большей скоростью резания, чем чугун. Чем тверже (крепче) стальная заготовка, тем меньше должна быть скорость резания.Совокупность всех перечисленных выше элементов (скорость резания, подача, глубина и ширина фрезерования) в правиль-ном взаимном сочетании составляет режим резания при фрезеровании, или, сокращенно, режим фрезерования.Наука о резании металлов установила рациональные скорости резания и подачи при заданных глубине резания и ширине фрезерования при обработке различных металлов и сплавов для углеродистых, быстрорежущих и твердосплавных фрез, поэтому назначение режима фрезерования производится на научном основании по соответствующим таблицам, так называемым нормативам режимов резания.

2. Элементы режима резания при строгании. Выбор режима резания.

Процесс резания при строганиихарактеризуется скоростью резания, подачей и глубиной резания (рис. 6.42).

Скорость резания при строгании измеряется в метрах в секунду (м/с).Величина скорости резания выбираетсяв пределах от 0,1 до 0,6 м/с. Наладка станка осуществляется не по скорости резания, а по количеству двойных ходов в минуту. Скорость резания при строгании ограничивается условиями обработки, т.е. твердостью обрабатываемого материала, характеристиками материала инструмента и жесткостью (способностью сопротивляться внешним деформирующим усилиям) системы станок-приспособление-инструмент-заготовка.

Подача S при строгании определяется в миллиметрах на двойной ход резца (рабочий ход и возвращение в исходное положение). Величина подачи выбирается в зависимости от материала обрабатываемой заготовки, материала инструмента и требований, предъявляемых к качеству обработанной поверхности по точности и шероховатости.

Глубина резания t в значительной степени зависит от припуска на обработку. Величину стоя металла, равного припуску, рекомендуется удалять, как правило, за один проход, что не всегда возможно, поэтому глубина резания выбирается с учетом технологических возможностей станка. Так как глубина резания существенно влияет на силу резания, которая, в свою очередь, является основной составляющей по потреблению мощности станка, необходимо стремиться к максимальному ее снижению. Кроме того, сила резания влияет на точность и шероховатость обработанной поверхности. Исходя из этого глубину резания следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить необходимые параметры обрабатываемой поверхности и полностью реализовать технологические возможности станка по его мощности. Поэтому припуск при обработке заготовок на строгальных станках разделяется на несколько проходов для обеспечения заданных размеров и качества обработки. Глубина резания в зависимости от вида обработки выбирается обычно в пределах: для черновой и получистовой обработки — от 1,0 до 2,0 мм, а при чистовой – 0,2… 1,0 мм.

Помимо рационального определения режимов обработки, весьма важным является правильное определение величины врезания и перебега инструмента при обработке заготовок.

Врезание — это расстояние, на которое отходит резец от заготовки при его обратном ходе, т.е. расстояние между режущей кромкой инструмента и задней поверхностью заготовки. Оно не должно быть более 2/3 высоты головки резца.

Перебег — это расстояние, на которое резец выходит за пределы заготовки в конце его рабочего хода; оно также не должно превышать 2/3 высоты резца.

2. Разновидности шлифовальных станков (типы).

Металлорежущие станки для обработки заготовок абразивным инструментом образуют группу, состоящую из шлифовальных, полировальных, доводочных и заточных станков. Шлифовальные станки обеспечивают шероховатость обрабатываемой поверхности Ra 1,25...0,02 мкм. На шлифовальные станки поступают главным образом заготовки после предварительной механической и термической обработки с минимальными припусками на обработку. 

В зависимости от формы поверхности шлифуемой заготовки и вида шлифования различают: круглошлифовальные станки для круглого наружного шлифования (центровые и бесцентровые); внутришлифовальные станки для круглого внутреннего шлифования (центровые и бесцентровые); плоскошлифовальные станки для обработки периферией и торцом шлифовального круга.

По классификатору ЭНИМСа, модели станков, работающих с абразивным инструментом обозначены цифрами и (при необходимости) буквой. Группа шлифовальных станков обозначена цифрой 3 (первая цифра в обозначении модели). Вторая цифра указывает тип станка: 1 — круглошлифовальные станки; 2 — внутри-шлифовальные; 3 — обдирочно-шлифовальные; 4 — специализированные шлифовальные станки; 5 — не предусмотрен; 6 — заточные; 7 — плоскошлифовальные с прямоугольным или круглым столом; 8 — притирочные и полировальные; 9 — специальные станки, работающие абразивным инструментом. Когда необходимо указать, что рассматриваемая конструкция станка усовершенствована, т.е. принадлежит к новому поколению станков, то в условное обозначение вводят букву (например, 3А64). Третья цифра указывает основную техническую характеристику станка.

Кроме станков, изготовляемых серийно, станкостроительные заводы выпускают специальные станки и, как правило, присваивают им условные заводские номера — шифр станка, который не дает конкретных сведений о нем, поэтому, необходима дополнительная информация, изложенная в паспорте станка.

Главное движение резания в шлифовальных станках — вращение шлифовального круга. Его окружная скорость v (скорость главного движения резания), м/с, v= 35...60 м/с, при высокоскоростном шлифовании v = 80...120 м/с.

2. Машинное время при круглом наружном шлифовании.

Принаружном и внутреннем круглом шлифовании методом продольной подачи T_o определяется по формуле

где L=l – (0,2…0,4)В_к при шлифовании напроход и

L=l– (0,4…0,6)В_к в мм при шлифовании в упор; h – снимаемый припуск в мм; S_д – продольная подача детали в мм/мин; В_к – ширина круга в мм; n_д – частота вращения детали в об/мин; t – глубина резания или поперечная подача круга за один оборот детали; К – поправочный коэффициент, зависящий от вида шлифования.

Приплоском шлифовании периферией круга на станках с прямоугольным столом

где l₁+ l₂=10…15 мм; m – число одновременно обрабатываемых деталей; V_cт – скорость продольного перемещения деталей (стола); В_д – ширина поверхности магнитной плиты, занятой деталями, в мм, при В_к>В_д принимают (В_д+В_к+5)/(S_дВ_к)=1.

2. Элементы режима резания при протягивании.

Скорость резания. При протягивании скоростью резания и является скорость поступательного движения протяжки относительно заготовки. Скорость резания лимитируется условиями получения обработанной поверхности высокого качества и ограничивается технологическими возможностями протяжных станков. Обычно и = 8-ь15 м/мин.

Подача. Движение подачи при протягивании как самостоятельное движение инструмента или заготовки отсутствует. За величину подачи s_z, определяющую толщину срезаемого слоя отдельным зубом протяжки, принимают подъем на зуб, т. е. разность размеров по высоте двух соседних зубьев протяжки; s_z является одновременно и глубиной резания. Подача в основном зависит от обрабатываемого материала, конструкции протяжки и жесткости заготовки и составляет 0,01—0,2 мм/зуб. Оптимальные величины режима резания выбирают по справочным данным.

2. Протягивание (схемы, инструмент, область применения).

Протягивание— высокопроизводительный метод обработки внутренних и наружных поверхностей, обеспечивающий высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности. Протягивают многолезвийным режущим инструментом — протяжкой при ее поступательном движении относительно неподвижной заготовки (главное движение).

Принцип протягивания заключается в том, что размер каждого последующего зуба протяжки больше предыдущего, при этом каждый зуб срезает с обрабатываемой поверхности заготовки стружку небольшой толщины, вследствие чего обработанная поверхность имеет малую шероховатость. Несмотря на сравнительно низкую скорость резания при протягивании, этот метод является высокопроизводительным вследствие большой суммарной длины одновременно работающих режущих лезвий.

На рис. 1 а, б приведены схемы протягивания и прошивания отверстий. При протягивании заготовка 2 торцовой частью опирается на кронштейн станка 1. Силой Р протяжка 3протягивается через обрабатываемое отверстие заготовки. При прошивании заготовка 2 опирается на стол пресса 5. Сила Р, приложенная к торцу прошивки 4, проталкивает ее через обрабатываемое отверстие заготовки, В отличие от протяжки, которая работает на растяжение прошивка работает на сжатие. Длина прошивки во избежание продольного изгиба не превышает 15 ее диаметров

Схема резания при протягивании или прошивании определяется порядком, в котором режущие зубья протяжки или прошивки срезают припуск на обработку. В зависимости от формы, точности и размеров обрабатываемых поверхностей, состояния поверхностных слоев заготовки используют следующие схемы резания: профильную, генераторную ипрогрессивную.

Профильная схема резания характеризуется тем, что профиль режущих кромок зубьев протяжки или прошивки соответствует (подобен) профилю обработанной поверхности, то есть каждый зуб срезает слой материала, параллельный обработанной поверхности. Например, при обработке квадратного отверстия (рис. 8, а) все зубья протяжки имеют форму квадрата, стороны которого для каждого зуба увеличены на 2s_z.

Обеспечивая высокое качество обработанной поверхности, профильная схема резания вместе с тем имеет следующие недостатки: трудность изготовления и заточки фасонного профиля режущих кромок зубьев; возникновение в некоторых случаях большой силы резания, превышающей или предел прочности протяжки из-за большой ширины среза, равной периметру режущей кромки, или тяговую силу протяжного станка.

Генераторная схема резания является такой, при которой профиль режущих кромок зубьев протяжки или прошивки не соответствует (не подобен) профилю обработанной поверхности, а представляет собой прямые или дугообразные линии, расположенные по концентрическим окружностям вокруг оси протяжки или прошивки. Каждый зуб протяжки или прошивки при этой схеме резания формирует небольшую часть обработанной поверхности. Следовательно, обработанная поверхность получается только после участия в работе всех зубьев, то есть она образуется суммированием (генерированием) отдельных участков поверхности, обработанных соответствующим зубом. Это и определило название схемы резания.

На рис. 8, б показано, как обрабатывают квадратное отверстие по генераторной схеме резания. Каждый зуб протяжки имеет форму дуги. Радиус каждого последующего зуба возрастает на величину Sz.

Шероховатость обработанной поверхности при генераторной ч:хеме резания большая, чем при профильной схеме резания, поскольку остаются следы между участками поверхности от обработки отдельными зубьями.

Прогрессивная схема резания представляет собой такую схему, при которой режущие кромки на зубьях протяжки или прошивки расположены не по всему периметру зуба, а на части его. Например, при протягивании отверстия (рис. 8, в) или плоскости (рис. 8, г) первый и второй зуб срезают материал толщиной s_z не по всей длине зуба, а только определенные участки материала: первый зуб — участки, показанные на рис. 8, в, г темными, второй — светлыми. В результате последовательной работы двух зубьев удаляется слой материала толщиной s_z. Далее в работу вступает третий зуб, который снимает в следующем слое лишь одни (темные) участки материала толщиной s_Zt а четвертый зуб— лишь другие (светлые). Таким образом, снимается второй слой толщиной s_z и т. д., пока не будет срезан весь припуск.

Режущая часть протяжки при прогрессивной схеме резания разделена на несколько групп (секций) по два-четыре зуба в каждой группе с общим подъемом s_z каждой следующей группы относительно предыдущей. Внутри группы зубья не имеют подъема относительно друг друга.

2. Протягивание (режущий инструмент, элементы режима резания).