Третьяков_Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов (514588), страница 17
Текст из файла (страница 17)
На этих машинах получаютзаготовки квадратного, прямоугольного или круглого сечения,которые после резки на мерные длины используют в прокатномпроизводстве.Для изготовления машиностроительных профилей на металлургических предприятиях применяют в основном прокатку ипрессование.Для производства сортовых профилей прокаткой используютзаготовки квадратного сечения с размером 120…450 мм, получен87ные на МНЛЗ. Затем на сортовых прокатных станах заготовкипроходят через несколько пар вращающихся ручьевых валков, врезультате чего получают профили простой геометрической формы (квадрат, круг, шестигранник, прямоугольник) и фасонные(швеллер, рельс, угловые, тавровые профили и др.).
Чем большеразность в размерах поперечных сечений исходной заготовки иконечного изделия и чем сложнее профиль последнего, тем большее число последовательно расположенных пар валков прокатногостана требуется для его получения. Так, для производства рельсовтребуется 9 пар валков, а при прокатке проволоки диаметром 6,5мм их число достигает 21.Рис.
9.3. Схема машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ):1 – ковш; 2 – промежуточное разливочное устройство; 3 – кристаллизатор;4 – затвержевающий слиток; 5 – тянущие валки; 6 – форсунки; 7 – зона резки;8 – газовый резакШирокое распространение в мировой практике получилопроизводство горячекатаных листов на широкополосных прокатных станках из слябов толщиной 200…250 мм, полученных наМНЛЗ. Традиционный производственный комплекс состоит изсталеплавильного цеха с отделением непрерывного литья и ши88рокополосного стана горячей прокатки. Сооружение подобногорода комплексов требует применения печей для нагрева слитковперед прокаткой.Исходным материалом для холодной прокатки листа толщинойменее 1,5 мм обычно служат горячекатаные рулоны. На современных станах холодной прокатки производят листовую сталь с минимальной толщиной 0,15 мм и ленты с толщиной до 0,0015 мм.При прокатке бесшовных труб первой операцией являетсяпрошивка цилиндрической заготовки, в результате чего образуетсяотверстие.
Эту операцию выполняют в горячем состоянии на прошивных станах. Последующую прокатку прошитой заготовкиосуществляют на раскатных станах для получения труб с заданными размерами.Периодические профили в основном изготавливают поперечной и поперечно-винтовой прокаткой. На станах поперечновинтовой прокатки получают не только периодические профили,но и заготовки шаров подшипников качения.Прессованием наиболее часто изготавливают профили изцветных металлов и сплавов, в том числе: прутки диаметром3…250 мм, трубы диаметром 20…400 мм со стенкой толщиной1,5…12 мм. Прессованием стальных заготовок получают трубы свнутренним диаметром 30…160 мм и стенкой толщиной 2…10 мм,профили с полкой толщиной 2…2,5 мм и линейными размерамипоперечных сечений до 200 мм.Волочением обрабатывают сортовой прокат или прессованныепрутки и трубы из стали, цветных металлов и их сплавов.
Сортамент изделий, изготавливаемых волочением, очень разнообразен:проволока диаметром 0,002…5 мм и фасонные профили. Волочением калибруют стальные трубы диаметром от капиллярных до200 мм, стальные прутки диаметром 3…150 мм. Поскольку волочение, как правило, осуществляют в условиях холодной деформации, получаемые изделия обладают высокой точностью и низкойшероховатостью поверхности.Вопросы для самоконтроля1.
Назовите основные способы внепечной обработки и переплава слитков. С какой целью уменьшают содержание в сталивредных примесей, газов и неметаллических включений?2. Объясните сущность и назначение основных способов повышения качества выплавляемой стали.893. Какой способ внепечной обработки стали обеспечивает удаление серы и практическое отсутствие в стали оксидов железа?4. Назовите основные преимущества и недостатки вакуумнодугового переплава стальных заготовок. Какова основная цельэтого способа рафинирования?5.
Какие способы плавки использованы для получения особовысококачественной стали 12Х18Н1ОТ-ШП?6. Почему для слитков, полученных на МНЛЗ, характерныплотное строение, мелкозернистая структура и отсутствие усадочных раковин?7. Назовите виды обработки давлением, обеспечивающие получение машиностроительных профилей и их сортамент.8.
Какие причины вызывают анизотропию (векториальность)механических свойств профилей, изготавливаемых прокаткой,прессованием и волочением?90Лекция № 10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК РЕЗАНИЕМВ этой лекции вы ознакомитесь с кинематикой резания, узнаете о физических закономерностях механической обработкирезанием, ознакомитесь с показателями, характеризующими качество обработанной поверхности.10.1. Особенности технологических процессовмеханической обработки заготовокОбработка металлов резанием представляет собой процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовок слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрическойформы, а также точности размеров, взаимного положения и качества поверхностей изделий.
Большинство деталей сложной формыизготавливают путем механической обработки заготовок. С помощью режущего инструмента могут быть получены разные изделия –от деталей часовых механизмов до сосудов высокого давления диаметром свыше 3 м и других крупногабаритных изделий.Существует большое разнообразие видов механической обработки заготовок резанием. Наиболее широкое применение срединих получили точение, растачивание, сверление, фрезерование,строгание, долбление и шлифование.Механическая обработка резанием базируется на целенаправленном, управляемом разрушении поверхностного слоя.
Металл,удаляемый в процессе обработки заготовки, подвергается пластическому деформированию и разрушению. В результате этого материал, отделяемый от обрабатываемой заготовки, приобретает характерную форму, и в таком виде его принято называть стружкой.Для разрушения поверхностного слоя необходимо сообщитьрежущему инструменту и заготовке относительные движения. Перемещения рабочих органов станков подразделяют на движениярезания, установочные и вспомогательные.91Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слояметалла или вызывают изменение состояния обрабатываемой поверхности, называют движениями резания. К ним относятся главное движение резания и движение подачи.За главное движение резания (Dr) принимают движение, определяющее скорость деформирования поверхностного слоя заготовки и отделение стружки.
Движение режущего инструмента илизаготовки, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала по всей обрабатываемой поверхности, принято называть движением подачи (Ds). Скорость главного движения резания обозначают v, скорость движения подачи – vs, приэтом v > vs.Большинство принципиальных кинематических схем резанияпредусматривает сочетание двух движений – главного и подачи.При сложных сочетаниях трех одновременно осуществляемыхдвижений дополнительное определяет специфику формообразования, например изготовление зубчатого колеса методом обкатки.Эти движения в совокупности определяют плоскую или пространственную траекторию результирующего перемещения точек главной режущей кромки.Движение, обеспечивающее взаимное положение инструментаи заготовки для срезания с нее определенного слоя материала, называют установочным.
К вспомогательным движениям относяттранспортирование заготовки, закрепление заготовки и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка.Для любого процесса резания можно составить схему обработки,на которой показывают обрабатываемую заготовку, способ ее базирования, закрепления и положениеинструмента относительно заготовки, а также движения резания (рис.10.1). Инструмент показывают вположении, соответствующем окончанию обработки поверхности изделия.
Движение подачи может бытьпродольным (ПР), поперечным (П),вертикальным (В), круговым (КР) идр. В процессе резания на заготовкеразличают обрабатываемую поверхность 1, обработанную поверхность3 и поверхность резания 2Рис. 10.1. Схема обработки(см.рис.10.1).заготовки точением92Пространственную форму детали определяют сочетанием различных поверхностей. Для облегчения механической обработкипри проектировании детали стремятся использовать простые геометрические поверхности: плоские, цилиндрические, конические,шаровые и торовые.10.2. Физические закономерностимеханической обработки резаниемМеханическая обработка является сложным процессом взаимодействия режущей части инструмента и заготовки, заключающимся в упругопластическом деформировании в зоне резания,тепловыделении и изнашивании инструмента. Процесс резаниязаготовки резцом можно упрощенно представить в виде схемы(рис.
10.2).Рис. 10.2. Зона деформации при превращении срезаемого слоя в стружку:θ – угол сдвига; γ – передний угол инструмента; α – задний уголСложное упруго-напряженное состояние металла приводит кпластической деформации, а рост ее – к сдвиговым деформациям,которые происходят в зоне стружкообразования АВС, причем деформации начинаются по плоскости АВ и заканчиваются по плоскости АС, в которой образуется стружка.
Далее процесс повторяется и образуется следующий элемент стружки. Принято считать,что сдвиговые деформации происходят по плоскости ОО, которуюназывают условной плоскостью сдвига или скалывания. Она располагается под углом θ ≈ 30º.93Схема напряженного состояния объема металла, расположенного на условной плоскости сдвига, и эпюры изменения касательных и нормальных напряжений вдоль указанной линии изображены на рис. 10.3. Независимо от свойств обрабатываемого материала, переднего угла инструмента γ (см. рис. 10.2), толщины срезаемого слоя и скорости резания касательные напряжения τ вдоль условной плоскости сдвига имеют постоянное значение. Нормальные напряжения σу, сохраняя постоянство знака, увеличиваютсяпри приближении к лезвию (см.
рис. 10.3).Рис. 10.3. Схема напряженного состояния на условной плоскости сдвига:γ – передний угол; δ – угол режущего клина; α – задний угол;t – толщина срезаемого слоя (глубина резания); θ – угол сдвигаСрезаемые стружки имеют различную форму, зависящую отсвойств материала обрабатываемой заготовки, толщины срезаемого слоя, геометрических параметров режущего инструмента, режима резания и других факторов. Все стружки по внешнему видуи строению разделяют на четыре основных типа: сливная, суставчатая, элементная и надлома (рис. 10.4).94авбгРис. 10.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
