- •Материаловедение и технология конструкционых материалов
- •Часть II Обработка металлов резанием, давлением, СварКой
- •Введение
- •Раздел I. Обработка резанием
- •1. Характеристики способов обработки резанием, деформации и силы резания
- •1.1. Способы обработки резанием
- •1.2. Металлорежущие станки
- •1.3. Режущие инструменты, действительные углы режущего лезвия
- •1.4. Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя
- •2. Деформации, напряжения, силы и температуры при резании
- •2.1. Схематизация стружкообразования и характеристики деформаций при резании
- •2.2. Силы при точении
- •2.3. Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании
- •2.4. Предел текучести и температура деформации при резании
- •2.5. Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла
- •2.6. Температура передней поверхности режущего лезвия
- •2.7. Температура задней поверхности режущего лезвия
- •3. Износостойкость инструмента и режимы резания, проектирование технологического процесса
- •3.1. Изнашивание и износостойкость режущих инструментов
- •3.2. Обрабатываемость материалов, характеристики обрабатываемости
- •3.3. Назначение режимов резания и параметров инструмента при обработке резанием
- •Раздел II. Обработка металлов давлением в металлургии и машиностроении
- •4. Горячая и холодная обработка металлов давлением. Прокатка
- •4.2. Нагрев заготовок перед обработкой давлением
- •4.3. Прокатка: схемы процесса, продукция, оборудование и инструмент
- •4.4. Деформации при прокатке
- •4.5. Мощность и усилия деформирования при прокатке
- •4.6. Теплообмен и температура при горячей прокатке
- •5. Волочение и прессование
- •5.1. Волочение: схема процесса, продукция, оборудование и инструмент
- •5.2. Деформации и напряжения при волочении
- •5.3. Работа, мощность и усилия при волочении
- •5.4. Температура при волочении
- •5.5. Прессование: схемы процесса, продукция, инструмент
- •5.6. Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании
- •6. Способы обработки металлов давлением в машиностроении
- •6.1. Общая характеристика операций ковки и горячей объемной штамповки
- •6.2. Оборудование для ковки и штамповки
- •6.3. Деформации, работа и усилия при различных операциях ковки и штамповки
- •6.4. Нагрев и охлаждение штампов при горячей штамповке
- •6.5. Холодная листовая штамповка
- •Раздел III. Теплофизические основы и технологии сварочного производства
- •7. Характеристика способов сварки и схематизация сварочных процессов
- •7.1. Классификация и технологические характеристики различных способов сварки
- •7.2. Основные источники энергии, применяющиеся при сварке
- •7.3. Схематизации процессов распространения тепла при сварке
- •7.4. Тепловой баланс электрической дуговой сварки
- •8. Способы термической сварки
- •8.1. Ручная дуговая сварка
- •8.2. Автоматическая дуговая сварка под флюсом
- •8.3. Сварка в защитных газах
- •8.4. Плазменная сварка и резка
- •8.5. Электрошлаковая сварка
- •8.6. Газовая сварка
- •9. Термомеханические способы сварки
- •9.1. Электрическая контактная стыковая сварка
- •9.2. Электрическая контактная точечная сварка
- •9.3. Электрическая контактная шовная сварка
- •9.4. Конденсаторная сварка
- •9.5. Сварка трением
- •9.6. Ультразвуковая сварка
- •Раздел IV. Изготовление деталей из композиционных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
- •10. Получение деталей методом порошковой металлургии
- •10.1. Технологический процесс получения деталей методом порошковой металлургии
- •10.2. Получение порошка исходного материала
- •10.3. Формование заготовок
- •10.4. Спекание и доводка заготовок
- •11. Производство изделий из полимерных материалов
- •11.1. Способы формообразования деталей из полимеров в вязкотекучем состоянии
- •11.2. Обработка полимеров в высокоэластичном состоянии
- •11.3. Обработка полимерных материалов в твердом состоянии
- •11.4. Сварка полимерных материалов
- •12. Электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки
- •12.1. Классификация электро-физико-химических методов
- •12.2. Электроэрозионная обработка
- •12.3. Схемы наиболее широко применяемых методов электроэрозионной обработки:
- •12.3. Электрохимическая (анодно-химическая) обработка
- •12.4. Ультразвуковая размерная обработка
- •12.4. Схема ультразвуковой размерной обработки прошиванием (долблением):
- •12.5. Лучевая обработка
- •12.5. Концентрация энергии (плотность мощности) различных тепловых источников:
- •12.6. Комбинированные процессы обработки
- •12.7. Нетрадиционные методы обработки
- •12.8. Методы формирования изделий путем наращивания
- •12.9. Методы поверхностной модификации свойств изделий
- •Библиографический список
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет»
Материаловедение и технология конструкционых материалов
Часть II Обработка металлов резанием, давлением, СварКой
Учебник
Под редакцией доктора технических наук, профессора В. С. Кушнера
Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМОАМ) в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»
Омск 2008
УДК 669.01(075) + 620.22(075)
ББК 30.3я73
К 96
Рецензенты:
Б. А. Калачевский, докт. техн. наук, проф., СИБАДИ,
А. А. Рауба, докт. техн. наук, проф., ОмГУПС
Кушнер, В. С.
К96 Материаловедение и технология конструкционных материалов (Часть II): Обработка материалов резанием, давлением, сваркой: учеб. для студентов вузов /В. С. Кушнер, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова.; под ред. В. С. Кушнера. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 267 с.
Рассмотрены основные металлургические и машиностроительные технологические способы формообразования заготовок и деталей машин резанием, обработкой давлением, сваркой, электро- физико-химическими и нетрадиционными технологиями. Рассмотрены особенности получения и обработки композиционных материалов и полимеров. Описание технологических процессов основано на рассмотрении их физической сущности и предваряется теоретическими сведениями о тепловых, механических и термомеханических закономерностях.
Учебник предназначен для студентов машиностроительных направлений и специальностей всех форм обучения.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета
© Авторы, 2008
© Омский государственный
технический университет, 2008
|
ВВЕДЕНИЕ |
6 |
|||||||||||
|
Раздел I. Обработка резанием |
|
|||||||||||
1. |
Характеристики способов обработки резанием |
|
|||||||||||
1.1. |
Способы обработки резанием |
9 |
|||||||||||
1.2. |
Металлорежущие станки |
14 |
|||||||||||
1.3. |
Режущие инструменты, действительные углы режущего лезвия |
18 |
|||||||||||
1.4. |
Характеристики режима резания и сечения срезаемого слоя |
22 |
|||||||||||
2. |
Деформации, силы и температуры при резании |
|
|||||||||||
2.1. |
Схематизация процесса и характеристики деформаций при резании |
26 |
|||||||||||
2.2. |
Силы при свободном прямоугольном стационарном резании |
29 |
|||||||||||
2.3. |
Схема и расчет сил при торцовом фрезеровании |
34 |
|||||||||||
2.4. |
Температура деформации и предел текучести при резании |
35 |
|||||||||||
2.5. |
Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла |
37 |
|||||||||||
2.6. |
Температура передней поверхности режущего лезвия |
38 |
|||||||||||
2.7. |
Температура задней поверхности режущего лезвия |
40 |
|||||||||||
3. |
Износостойкость инструмента и режимы резания, проектирование технологического процесса |
|
|||||||||||
3.1. |
Изнашивание и износостойкость режущих инструментов |
42 |
|||||||||||
3.2. |
Обрабатываемость материалов, характеристики обрабатываемости |
47 |
|||||||||||
3.3. |
Назначение режимов резания и параметров инструмента |
50 |
|||||||||||
|
Тесты для контроля текущих знаний |
57 |
|||||||||||
|
Раздел II. Обработка металлов давлением в металлургии и в машиностроении |
|
|||||||||||
4. |
Прокатка |
|
|||||||||||
4.1. |
Горячая и холодная обработка металлов давлением |
69 |
|||||||||||
4.2. |
Нагрев заготовок перед обработкой давлением |
71 |
|||||||||||
4.3. |
Прокатка: схемы процесса, продукция, оборудование и инструмент |
76 |
|||||||||||
4.4. |
Деформации при прокатке |
79 |
|||||||||||
4.5. |
Мощность и усилия деформирования при прокатке |
82 |
|||||||||||
4.6. |
Теплообмен и температура при горячей прокатке |
85 |
|||||||||||
5. |
Волочение и прессование |
|
|||||||||||
5.1. |
Волочение: схема процесса, продукция, оборудование и инструмент |
89 |
|||||||||||
5.2. |
Деформации и напряжения при волочении |
92 |
|||||||||||
5.3. |
Работа, мощность и усилия при волочении |
96 |
|||||||||||
5.4. |
Температура при волочении |
98 |
|||||||||||
5.5. |
Прессование: схемы процесса, продукция, инструмент |
99 |
|||||||||||
5.6. |
Деформации, работа и усилия деформирования при прессовании |
101 |
|||||||||||
6. |
Способы обработки давлением в машиностроении |
|
|||||||||||
6.1. |
Общая характеристика операций ковки и горячей объемной штамповки |
103 |
|||||||||||
6.2. |
Оборудование для ковки и штамповки |
105 |
|||||||||||
6.3. |
Деформации, работа и усилия при различных операциях ковки и штамповки |
110 |
|||||||||||
6.4. |
Нагрев и охлаждение штампов при горячей штамповке |
112 |
|||||||||||
6.5. |
Холодная листовая штамповка |
116 |
|||||||||||
|
Тесты для контроля текущих знаний |
121 |
|||||||||||
|
Раздел III. Теплофизические основы и технологии сварочного производства |
|
|||||||||||
7. |
Характеристика способов сварки и схематизация сварочных процессов |
|
|||||||||||
7.1. |
Классификация и технологические характеристики различных видов сварки |
132 |
|||||||||||
7.2. |
Источники энергии, применяющиеся при сварке |
139 |
|||||||||||
7.3. |
Схематизация процессов распространения тепла при сварке |
146 |
|||||||||||
7.4. |
Тепловой баланс электрической дуговой сварки |
149 |
|||||||||||
8. |
Способы термической сварки |
|
|||||||||||
8.1. |
Ручная дуговая сварка |
153 |
|||||||||||
8.2. |
Автоматическая сварка под флюсом |
155 |
|||||||||||
8.3. |
Сварка в защитном газе |
157 |
|||||||||||
8.4. |
Плазменная сварка и резка |
159 |
|||||||||||
8.5. |
Электрошлаковая сварка. |
162 |
|||||||||||
8.6. |
Газовая сварка |
164 |
|||||||||||
9. |
Термомеханические способы сварки |
|
|||||||||||
9.1. |
Электрическая контактная стыковая сварка. |
167 |
|||||||||||
9.2. |
Электрическая контактная точечная сварка. |
170 |
|||||||||||
9.3. |
Электрическая контактная шовная сварка |
173 |
|||||||||||
9.4. |
Конденсаторная сварка |
176 |
|||||||||||
9.5. |
Сварка трением |
178 |
|||||||||||
9.6. |
Ультразвуковая сварка |
180 |
|||||||||||
|
Тесты для контроля текущих знаний |
182 |
|||||||||||
|
Раздел IV. Изготовление деталей из композиционных материалов, электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки |
|
|||||||||||
10. |
Получение деталей методом порошковой металлургии |
|
|
||||||||||
10.1. |
Технологический процесс получения деталей методом порошковой металлургии |
192 |
|||||||||||
10.2. |
Получение порошка исходного материала |
194 |
|||||||||||
10.3. |
Формование заготовок |
198 |
|||||||||||
10.4. |
Спекание и доводка заготовок |
205 |
|||||||||||
11. |
Производство изделий из полимерных материалов |
|
|
||||||||||
11.1. |
Способы формообразования деталей из полимеров в вязкотекучем состоянии |
209 |
|||||||||||
11.2. |
Обработка полимеров в высокоэластическом состоянии |
217 |
|||||||||||
11.3. |
Обработка полимерных материалов в твердом состоянии |
219 |
|||||||||||
11.4. |
Сварка полимерных материалов |
222 |
|||||||||||
12. |
Электро-физико-химические и нетрадиционные методы обработки |
|
|||||||||||
12.1. |
Классификация электро-физико-химических методов обработки |
226 |
|||||||||||
12.2. |
Электроэрозионная обработка |
226 |
|||||||||||
12.3. |
Электрохимическая (анодно-химическая) обработка |
230 |
|||||||||||
12.4. |
Ультразвуковая размерная обработка |
231 |
|||||||||||
12.5. |
Лучевая обработка |
233 |
|||||||||||
12.6. |
Комбинированные процессы обработки |
238 |
|||||||||||
12.7. |
Нетрадиционные методы обработки |
240 |
|||||||||||
12.8. |
Методы формирования изделий путем наращивания поверхности |
243 |
|||||||||||
12.9. |
Методы поверхностной модификации свойств изделий |
249 |
|||||||||||
|
Тесты для контроля текущих знаний |
257 |
|||||||||||
|
Библиографический список |
266 |