Основные методы обработки металлов резанием.

Основные методы обработки металлов резанием.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки. Та часть металла, которая снимается при обработке, называется припуском. Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 2.1).

Точеие — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении (рис. 2.1, 1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 2.1, 2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 2.1, 3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгальных станках (рис. 2.1, 4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 2.1, 5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Рис. 2.1. Основные методы обработки металлов резанием

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании (рис. 2.1, 6) вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 2.1, 7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное и реже вращательное (рис. 2.1, 8).

Абразивные материалы

Абразивная обработка осуществляется твердыми и термо­стойкими зернами, имеющими острые кромки. В абразивных инструментах (шлифовальных и заточных кругах, брусках и шкурках) зерна находятся в связанном состоянии. Применяется также обработка свободными зернами в виде порошков, суспен­зий и паст. К естественным абразивным материалам относятся наждак, корунд и природные алмазы. Однако их применяют сравнитель­но редко — первые в связи с неоднородностью и недостаточной стабильностью своих свойств, а алмазы — из-за дефицитности и высокой стоимости. Среди искусственных материалов наибольшее использова­ние нашел электрокорунд, получаемый электродуговой плавкой глинозема. Нормальный электрокорунд, который может быть трех видов и обозначается марками 13А, НА и 15А, содержит 91—96 % кристаллической окиси алюминия А1₂0₃. Инструменты из него обычно имеют светло-коричневый цвет. В электроко­рунде белом (23А—25А) всего 1—3 % примесей, благодаря чему выше режущие свойства. Его применяют для чистовой обработ­ки материалов с высокой прочностью на разрыв (сталь, ковкий чугун, мягкая бронза). Разновидность электрокорунда — монокорунд (43А—45А), получаемый в виде отдельных кристаллов или их осколков. Его используют для окончательного шлифования труднообрабаты­ваемых сталей и сплавов. Для повышения производительности обработки применяют электрокорунды, легированные хромом, титаном, цирконием. Карбид кремния SiC (карборунд) получают сплавлением в электропечах кремнезема, содержащегося в кварцевом песке, с углеродом (коксовым порошком). Он бывает двух видов: менее качественный черный (53С—55С) и зеленый (63С, 64С), для из­готовления которого используют более чистые исходные мате­риалы. J Карбид бора В₄С по твердости приближается к алмазу, но обладает еще большей хрупкостью, чем карбид кремния. Поэто­му его обычно применяют в свободном состоянии для доводки различных твердых материалов и сплавов. В качестве абразив­ных материалов в последнее время широко используют также эльбор и синтетические алмазы, описанные в 8.7. Чистота обработанной поверхности при абразивной обработ­ке в значительной степени зависит от размеров зерен, которые принято делить на четыре основные группы: шлифзерно, шлиф-порошки, микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки. Зернистость, характеризующая размеры зерен, обозначается для первых двух групп в сотых долях миллиметра и определяет­ся по размеру стороны квадратной ячейки сита в «просвете», через которые не проходят зерна при просеивании. Например, при зернистости 80 зерна задерживаются на сите с ячейками 0,8 х 0,8 мм Важная характеристика абразивных инструментов — твер­дость, под которой понимают способность связки удерживать абразивные зерна от выкрашивания под действием внешних сил. Чем мягче инструмент, тем легче из него выкрашиваются зерна, прежде всего затупившиеся.

Правка и гибка металла

Правкой называется операция по устранению дефектов загото­вок и деталей в виде вогнутости, выпуклости, волнистости, короб­ления, искривления и т. д. Ее сущность заключается в сжатии выпуклого слоя металла и расширении вогнутого Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии. Выбор того или иного способа правки зависит от вели­чины прогиба, размеров и материала изделия. Правка может быть ручной — на стальной или чугунной пра­вильной плите или машинной — на правильных вальцах или прес­сах. Ручную правку производят специальными молотками с круглым, радиусным или вставным из мягкого металла бойком. Тонкий ли­стовой металл правят киянкой. При правке металла очень важно правильно выбрать места, по которым следует наносить удары. Силу удара необходимо соизме­рять с величиной кривизны металла и уменьшать по мере перехода от наибольшего прогиба к наименьшему. Для правки полосового металла полосу кла­дут на плиту и, поддерживая ее левой рукой, правой наносят удары молотком по выпуклым местам. По мере необходимости полосу по­ворачивают с одной стороны на другую Правку металла круглого сечения с диамет­ром до 12 мм можно производить также на плите или наковальне. Если пруток имеет несколько изгибов, то правят сначала край­ние, а затем расположенные в середине. По мере выправления из­гиба силу ударов уменьшают, заканчивая правку легкими ударами и поворачиванием прутка вокруг оси. Наиболее сложной является правка листового ме­талла. Лист кладут на плиту выпуклостью вверх. Поддержи­вая лист левой рукой, правой наносят удары молотком от края листа по направлению к выпуклости. Под действием ударов ровная часть листа будет вытягиваться, а выпуклая — выправляться.

Гибка металлов по приемам работы и характеру рабочего про­цесса близка к правке. Сущность ее заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на какой-либо заданный угол. Напряжения изгиба должны превышать пре­дел упругости, а деформация заготовки — быть пластической. Только в этом случае заготовка сохранит приданную ей форму после снятия нагрузки. Гибка металлов применяется для придания заготовке. изогну­той формы согласно чертежу. Ручную гибку производят в тисках с помощью слесарного мо­лотка и различных приспособлений. Последовательность выполне­ния гибки зависит от размеров контура и материала заготовки. Гибку тонкого листового металла произво­дят киянкой. При использовании для гибки металлов различных оправок их форма должна соответствовать форме профиля детали с учетом деформации металла. Выполняя гибку заготовки, важно правильно определить ее размеры. Расчет длины заготовки выполняют по чертежу с учетом радиусов всех изгибов. Для деталей, изгибаемых под прямым уг­лом без закруглений с внутренней стороны, припуск заготовки на изгиб должен составлять от 0,6 до 0,8 толщины металла. При гибке надо учитывать, что после снятия нагрузки угол загиба несколько увеличивается. Изготовление деталей с очень малыми радиусами изгиба свя­зано с опасностью разрыва наружного слоя заготовки в месте из­гиба Гибку труб производят с наполнителем (обычно сухой речной песок) или без него. Это зависит от материала трубы, ее диаметра и радиуса изгиба. Наполнитель предохраняет стенки трубы от образования в местах изгиба складок и морщин (гофров). Холодную гибку труб с наполнителем выполняют в следующем порядке. Один конец трубы плотно за­крывают деревянной пробкой. Через второй наполняют трубу су­хим песком. При этом слегка постукивают по трубе молотком чтобы песок уплотнился. После этого второй конец трубы также забивают пробкой. Намечают мелом место изгиба и устанавливают трубу в приспособление (рис. 68). Если труба сварная, то шов должен находиться сбоку изгиба. Берут трубу за длинный конец и осторожно сгибают на заданный угол. После проверки получен­ного угла шаблоном или по образцу вынимают трубу из приспо­собления, выбивают пробки и высыпают песок. Горячую гибку труб выполняют, как правило, с наполнителем. Труба также заполняется песком, но в пробках дела­ют небольшие отверстия для выхода газов, образующихся при на­гревании трубы. Нагревают место изгиба паяльной лампой или газовой горелкой до температуры 850—900 °С и сгибают в при­способлении до заданного угла. Длина нагреваемого участка при изгибе под углом 90° должна быть равной шести диаметрам трубы, при угле 60° — четырем, а при угле 45° — трем диаметрам трубы. Закончив гибку, трубу охлаждают водой, выбивают пробки и осво­бождают ее от песка.

25. Клепка металла (типы заклепок, виды швов)

Клепкой называется процесс соединения нескольких деталей (обычно из листового материала) при помощи заклепок.\ Заклепочные соединения применяют при изготовлении различных металлических конструкций. Широкое распространение они имеют в самолетостроении, судостроении и других отраслях производств

Рис. 87. Основные типы заклепок:

а — заклепочное соединение (/ — стержень заклепки; 2 — замыкающая головка; S — закладная головка); б — заклепка с полукруглой головкой; в — заклепка с полупотай­ной головкой; г — заклепка с потайной головкой; д — заклепка с плоскоконической головкой; е — заклепка с плоской головкой; ж — заклепка с сердечником; э» заклеп­ка с сердечником повышенной прочности; и ■— взрывная заклепка.

Заклепка (рис. 87, а) состоит из стержня и закладной головки. Замыкающую головку образуют непосредственно при клепке. Го­ловки заклепок бывают полукруглые, потайные, полупотайные и плоские (рис. 87, б — е). Изготовляют заклепки из стали, цветных металлов и сплавов. Разделяют клепки на холодную, т. е. выполняемую без нагрева заклепок, и горячую — с нагревом стальных заклепок до 1000 — 1100 °С. В практике занятий в учебных мастерских используют обычно холодную клепку с применением заклепок диаметром не свыше 8 мм. Диаметр отверстия под заклепку делают несколько больше, чем диаметр самой заклепки. Длину заклепки выбирают такой, чтобы ее свободный конец (выходящий за край отверстия) состав­лял 1,25—1,5 диаметра стержня и можно было образовать полу­круглую головку. Для образования потайной головки эта вели­чина должна составлять 0,8—1,2 диаметра стержня. Место соединения деталей заклепками называют заклепочным швом. Заклепочные швы подразделяют на прочные (выдерживаю­щие большие нагрузки), плотные (герметичные) и прочноплотные (рассчитанные на одновременное действие больших механических нагрузок и высоких давлений). Швы могут быть однорядными (заклепки расположены в один ряд) и многорядными. Расстояние между центрами заклепок на­зывают шагом заклепочного шва.

Основные методы обработки металлов резанием.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки. Та часть металла, которая снимается при обработке, называется припуском. Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 2.1).

Точеие — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении (рис. 2.1, 1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 2.1, 2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 2.1, 3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгальных станках (рис. 2.1, 4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 2.1, 5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Рис. 2.1. Основные методы обработки металлов резанием

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании (рис. 2.1, 6) вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 2.1, 7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное и реже вращательное (рис. 2.1, 8).