Основные способы обработки материалов. Основные виды обработки металлов

Обработка металла берет начало в доисторический период, когда древние люди научились отливать из меди орудья труда и наконечники стрел. Так началась эпоха металла, ископаемого которое и по сей день остается актуальным. Сегодня новые технологии обработки металла позволяют создавать различные сплавы, изменять технологические свойства, получать сложные формы и конструкции.

В наши дни самым востребованным материалом является железо. На его основе отливают множество сплавов с различным содержанием углерода и легирующих добавок. Кроме стали, в промышленности широко применяют цветные металлы, которые также используются в широком разнообразии сплавов. Каждый сплав характеризуется не только эксплуатационными свойствами, но и технологическими, что и определяет способ его обработки:

• литье;
• термическая обработка;
• механическая обработка резанием;
• холодная или горячая деформация;
• сваривание.

Литье – это самый первый способ, который стал применять человек. Первой была медь, а выплавлять железо из руды в сыродутной печи начали в XII веке до н. э. Современные технологии позволяют получать различные сплавы, рафинировать и раскислять металл. Например, раскисление меди фосфором делает ее более пластичной, а переплавка в инертной среде повышает электропроводимость.

Последними достижениями в металлургии стали появление новых сплавов. Разработаны новые, более качественные марки нержавеющей высоколегированной стали аустенитного и ферритного класса. Появились более долговечные и устойчивые к коррозии жаростойкие, жаропрочные, кислотостойкие и пищевые стали AISI 300-ой и 400-ой серии. Некоторые сплавы были усовершенствованны и в их состав в качестве стабилизатора введен титан.

В цветной металлургии также были получены сплавы с оптимальными характеристиками для той или иной отрасли. Вторичный алюминий общего назначения 1105, алюминий высокой чистоты А0 для пищевой промышленности, авиалиний, среди которого наиболее востребованы в авиационной промышленности марки АВ, АД31 и АД 35, устойчивый к морской воде корабельный алюминий 1561 и АМг5, свариваемые алюминиевые сплавы легированные магнием или марганцем, жаропрочные алюминии, такие как АК4. Широкий спектр сплавов на основе меди – бронза и латунь также отличаются характерными особенностями и удовлетворяют все потребности народного хозяйства.

Формирование технологических характеристик сплава

На современном рынке металлопроката представлены различные полуфабрикатные изделия из различных сплавов стали и цветмета. При этом одна и та же марка может предлагаться в различном технологическом состоянии.

Термическая обработка

Посредством термической обработки сплав может доводиться до максимально жесткого и прочного состояния или наоборот до более пластичного. Твердое состояние «Т» ‒ термически закаленный, достигается нагревом до определенной температуры и последующим резким охлаждением в воде или масле. Мягкое состояние «М» ‒ термически отожженный, когда после нагрева остывание производится медленно. Для алюминия также существуют термические методы естественного и искусственного старения.

Для каждой марки определены свои режимы термообработки, изучены влияния напряжения на коррозионные свойства, что также позволяет формировать технологические процессы.

Упрочнение давлением

Этот способ был известен еще нашим предкам. Кузнецы увеличивали плотность материала, куя его на холодную. Это называлось отклепать косу или клинок. Сегодня этот процесс получил название ‒ нагартовка, которая в маркировке проката обозначается «Н». Современные технологии позволяют получать механическое упрочнение любой степени с высокой точностью. Например, «Н2» ‒ полунагартовка, «Н3» ‒ треть нагартовка и т. д.

Метод заключается в максимально возможном механическом обжатии с последующим частичным отожжением до необходимого технологического состояния.

Химическая обработка

Травление поверхности химическими реактивами. Способ применяется для изменения зернистости поверхности и придания ей матового или блестящего оттенка. Обычно методика используется как доработка поверхности проката, произведенного горячей деформацией.

Защита от коррозии

Кроме покрытия защитными лаками или композита с пластиком, в современной металлургии применяют 4 основных способа:

• анодирование – анодная поляризация в растворе электролита с целью получения оксидной пленки, защищающей от коррозии;
• пассивирование – защитный пассивный слой появляется вследствие воздействия окисляющих агентов;
• гальванический метод покрытия одного металла другим. Процесс достигается за счёт электролиза. В частности, покрытие стали никелем, оловом, цинком и другими металлами, устойчивыми к коррозии;
• плакирование – применяется для защиты алюминиевых сплавов, недостаточно устойчивых к коррозии. Методика заключается в механическом покрытии слоем чистого алюминия (прокатом, волочением).

Технология биметаллов

Метод основан на сращивании различных металлов посредством возникновения между ними диффузионной связи. Его суть состоит в необходимости получения материала, обладающего качествами двух элементов. Например, высоковольтные провода должны быть достаточно прочными и характеризоваться высокой электропроводимостью. Для этого сращивают сталь и алюминий. Стальная сердцевина провода принимает на себя механическую нагрузку, а алюминиевая оболочка становится превосходным проводником. В термометрической технике используют биметаллы с различным коэффициентом термического расширения.

В России биметаллы также используются для чеканки монет.

Механическая обработка

Это неотъемлемая часть любого металлообрабатывающего производства, которая выполняется режущим инструментом: резка, рубка, фрезеровка, сверление и др. На современном производстве применяются высокоточные и высокопроизводительные станки и комплексы с ЧПУ. При этом до недавнего времени новые технологии в обработке металлов были недоступны на строительных площадках при сборке металлоконструкций. Механизм выполнения производства работ по месту монтажа предусматривал применение ручных механических и электрических инструментов.

Сегодня разработаны специальные магнитные станки с программным управлением. Оборудование позволяет выполнять сверление на высоте под любым углом. Устройство полностью контролирует процесс, исключая неточности и ошибки, а также позволяет высверливать отверстия большого диаметра, что раннее на высоте было практически невозможно.

Обработка давлением

По способу обработка давлением различается на горячую и холодную деформацию, а по виду ‒ на штамповку, ковку, прокат, вытяжку и высадку. Здесь также внедрена механизация и компьютеризация производства. Это значительно снижает себестоимость продукта, в то же время повышает качество и производительность. Недавним достижением в области холодной деформации стала холодная ковка. Специальное оборудование позволяет с минимальными затратами производить высокохудожественные и одновременно функциональные элементы декора.

Сваривание

Среди ставших уже традиционными методами можно выделить электродуговую, аргонодуговую, точечную, роликовую и газовую сварку. Разделить сварочный процесс можно также на ручной, автоматический и полуавтоматический. При этом для высокоточных процессов сварки применяются новые методы.

Благодаря применению сфокусированного лазера появилась возможность производства сварочных работ на мелких деталях в радиоэлектронике или присоединение твердосплавных режущих элементов к различным фрезам.

В недалеком прошлом технология обходилась достаточно дорого, но с применением современного оборудования, в котором импульсный лазер заменили газовым, методика стала более доступной. Оборудование для лазерной сварки или резки также оснащается программным управлением, а при необходимости производится в вакууме или инертной среде

Плазменная резка

Если по сравнению с лазерной резкой плазменная отличается большей толщиной реза, то по экономичности в разы её превосходит. Это самый распространенный на сегодня метод серийного производства с высокой точностью повторения. Методика заключается в выдувании электрической дуги высокоскоростной струей газа. Уже существуют и ручные плазменные резаки, которые являются превосходящей альтернативой газовой резке.

Новейшие разработки в производстве сложных и малоразмерных деталей

Какая бы совершенная не была механическая обработка у нее есть свой предел по минимальным габаритам производимой детали. В современной радиоэлектронике используются многослойные платы, содержащие сотни микросхем, каждая из которых содержит тысячи микроскопических деталей. Производство таких деталей может показаться волшебством, но это возможно.

Электроэрозионный метод обработки

Технология основана на разрушении и выпаривании микроскопических слоев металла электрической искрой.

Процесс выполняется на роботизированном оборудовании и контролируется компьютером.

Ультразвуковой метод обработки

Этот способ похож на предыдущий, но в нем разрушение материала происходит под воздействием высокочастотных механических колебаний. В основном ультразвуковое оборудование применяют для разделительных процессов. При этом ультразвук используется и в других областях металлообработки ‒ в очистке металла, изготовлении ферритовых матриц и др.

Нанотехнологии

Метод фемтосекундной лазерной абляции остается актуальным способом получения в металле наноотверстий. При этом появляются новые, менее затратные и более эффективные технологии. Изготовление металлических наномембран путем пробивания отверстий методом ионного травления. Отверстия получаются диаметром 28,98 нм с плотностью 23,6х10 6 на мм 2 .

К тому же ученые из США разрабатывают новый, более прогрессивный способ получение металлического массива наноотверстий методом испарения металла по шаблону из кремния. В наши дни свойства таких мембран изучаются с перспективой применения в солнечных батареях.

Детали машин, станков и приборов изготовляют различными методами: отливкой, обработкой давлением (прокаткой, волочением, прессованием, ковкой и штамповкой), сваркой и механической обработкой на металлообрабатывающих станках.

Литейное производство. Сущность литейного производства заключается в том, что изделия или заготовки деталей машин получают заливкой расплавленного металла в формы. Полученная литая деталь называется отливкой.

а - раздельная модель отливки, б - разъемный стержневой ящик, в - отливка втулки с литниковой системой, г - стержень.

Технологический процесс литейного производства состоит из подготовки формовочных и стержневых смесей, изготовления форм и стержней, плавки металла , сборки и заливки формы, удаления отливок из формы и в отдельных случаях термической обработки отливок .

Литье применяют для изготовления самых различных деталей: станин металлорежущих станков, блоков цилиндров автомобилей, тракторов, поршней, поршневых колец, радиаторов отопления и т. п.

Отливки изготовляют из чугуна, стали, медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов, обладающих необходимыми технологическими и техническими свойствами. Наиболее распространенным материалом является чугун - самый дешевый материал, обладающий высокими литейными свойствами и низкой температурой плавления.

Фасонные отливки с повышенной прочностью и высокой ударной.вязкостью изготовляют из углеродистых сталей марок 15Л, 35Л, 45Л и т. д. Буква Л означает литую сталь, а цифры - среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Литейную форму, полость которой представляет собой отпечаток будущей отливки, получают из формовочной смеси при помощи деревянной или металлической модели.

В качестве материала для формовочных; смесей применяют бывшую в употреблении формовочную землю (горелую), свежие составляющие - кварцевый песок, формовочную глину, модифицирующие добавки, связующие вещества (смолы, жидкое стекло и пр.), пластификаторы, разрыхлители и прочие. Выбор их зависит от геометрии отливки, ее веса и толщины стенок, химического состава заливаемого металла.

Стержни, предназначенные для получения в отливках полостей и отверстий, изготовляют из стержневой смеси в специальных ящиках.

Стержневая смесь обычно состоит из малоглинистого песка и связующих веществ.

В индивидуальном и мелкосерийном производстве литейные формы выполняют ручным способом (формуют), используя деревянные модели, в поточно-массовом производстве - на специальных машинах (формовочных), по модельным плитам (металлическая плита с прочно закрепленными на ней частями модели) и в двух опоках.

Чугун плавят в вагранках (шахтных печах), сталь - в конверторах, дуговых и индукционных электрических печах, а цветное литье - в плавильных тигельных горнах. Металл, выплавленный в вагранках, сначала разливается в ковши, а затем через литниковую систему (систему каналов в форме) - в форму.

После заливки и охлаждения отливку вынимают (выбивка) из формы, удаляют прибыли (питатели), очищают от заусенцев, остатков литниковой системы и пригоревшей земли.

Специальные способы литья. Кроме литья в земляные формы, на заводах в настоящее время применяют следующие прогрессивные способы литья: литье в металлические формы (кокили) центробежное литье, литье под давлением, точное литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы. Эти способы позволяют получать детали более точной формы и с небольшими припусками на механическую обработку.

Литье в металлические формы. Этот способ состоит в том, что расплавленный металл заливают не в разовую земляную форму, а в постоянную металлическую, изготовленную из чугуна, стали или других сплавов. Металлическая форма выдерживает от нескольких сот до десятков тысяч заливок.

Центробежное литье. При этом способе расплавленный металл заливается в быстровращающуюся металлическую форму и под действием центробежных сил прижимается к ее стенкам. Металл обычно заливают на машинах с вертикальной, горизонтальной и наклонной осью вращения.

Центробежное литье применяют для изготовления втулок, колец, труб и т. п.

Литье под давлением - это способ получения фасонных отливок в металлических формах, при котором металл в форму заливают под принудительным давлением. Таким способом получают мелкие фасонные тонкостенные детали автомобилей, тракторов, счетных машин и т. д. Материалом для отливок служат медные, алюминиевые и цинковые сплавы.

Литье под давлением производится на специальных машинах.

Точное литье по выплавляемым моделям. Этот способ основан на применении модели из смеси легковыплавляемых материалов - воска, парафина и стеарина. Литье осуществляется следующим образом. По металлической прессформе с большой точностью изготовляют восковую модель, которую склеивают в блоки (елочки) с общей литниковой системой и облицовывают огнеупорным формовочным материалом. В качестве облицовочного материала применяют смесь, состоящую из кварцевого песка, графита, жидкого стекла и других компонентов. При высыхании и обжиге формы облицовочный слой образует прочную корку, которая дает точный отпечаток восковой модели. После этого восковая модель выплавляется, а форма прокаливается. Расплавленный металл заливают в форму обычным способом. Точным литьем изготовляют мелкие фасонные и сложные детали автомобилей, велосипедов, швейных машин и т. п.

Литье в оболочковые формы является разновидностью литья в разовые земляные формы. Подогретая до 220-250°С металлическая модель будущей отливки обсыпается из бункера формовочной смесью, состоящей из мелкого кварцевого песка (90-95%) и термореактивной бакелитовой смолы (10-5%). Под действием тепла смола в слое смеси, соприкасающаяся с плитой, сначала плавится, затем затвердевает, образуя на модели прочную песчано-смоляную оболочку. После просушки оболочковую полуформу соединяют с соответствующей ей другой полуформой, в результате чего получается прочная форма. Корковое литье применяют для отливки стальных и чугунных деталей станков, машин, мотоциклов и т. д.

Основными дефектами отливок в литейном производстве являются: коробление - изменение размеров и контуров отливки под влиянием усадочных напряжений; газовые раковины - пустоты, расположенные на поверхности и внутри отливок, которые возникают от неправильного режима плавки; усадочные раковины - закрытые или открытые пустоты в отливках, получаемые в результате усадки металла при охлаждении.

Незначительные дефекты в отливках устраняют заваркой жидким металлом, пропиткой термореактивными смолами и термической обработкой.

Обработка металла давлением. При обработке металла давлением широко используют пластические свойства металлов, т. е. их способность в определенных условиях под действием приложенных внешних сил изменять, не разрушаясь, размеры и форму и сохранять полученную форму после прекращения действия сил. При обработке давлением изменяются также структура и механические свойства металла.

Чтобы повысить пластичность металла и уменьшить величину работы, затрачиваемой на деформацию, перед обработкой давлением металл необходимо нагреть. Металл обычно нагревают при определенной температуре, зависящей от его химического состава. Для нагрева применяют горны, нагревательные пламенные печи и электронагревательные установки. Большую часть обрабатываемого металла нагревают в камерных и методических (непрерывных) печах с газовым обогревом. Для подогрева под прокатку крупных стальных слитков, поступающих неостывшими из сталеплавильных цехов, используют нагревательные колодцы. Цветные металлы и сплавы нагревают в электрических печах. Нагрев черных металлов производится двумя способами: индукционным и контактным. При индукционном способе заготовки нагреваются в индукторе (соленоиде), по которому пропускают ток высокой частоты, за счет тепла, возникаемого под действием индукционного тока. При контактном электронагреве ток большой величины пропускают через нагреваемую заготовку. Тепло выделяется в результате омического сопротивления нагреваемой заготовки.

К видам обработки металлов давлением относятся прокатка, волочение, прессование, свободная ковка и штамповка.

Прокатка - самый массовый способ обработки металлов давлением, осуществляемый путем пропуска металла в зазор между вращающимися в разных направлениях валками, вследствие чего уменьшается площадь поперечного сечения исходной заготовки, а в ряде случаев изменяется ее профиль. Схема прокатки изображена на рис. 31.

Прокаткой получают не только готовые изделия (рельсы, балки), но и сортовой прокат круглого, квадратного, шестигранного профилей, трубы и т. п. Прокатка производится на блюмингах, слябингах, сортовых, листовых, трубопрокатных и других станах, на гладких и калиброванных валках с ручьями (калибрами) определенной формы. На блюмингах из крупных и тяжелых слитков прокатывают заготовки квадратного сечения, называемые блюмсами, на слябингах - заготовки прямоугольного сечения (стальные диски), называемые слябами .

Сортовые станы используют для прокатки из блюмсов сортовых и фасонных профилей, листовые станы - для листовой прокатки из слябов в горячем и холодном состоянии, а трубопрокатные станы - для прокатки бесшовных (цельнотянутых) труб. Бандажи, дисковые колеса, шарики для подшипников, зубчатых колес и т. п. прокатывают на станах специального назначения

Волочение. Этот способ состоит в протягивании металла в холодном состоянии через отверстие (фильер) в матрице, поперечное сечение которого меньше, чем у обрабатываемой заготовки. При волочении площадь поперечного сечения уменьшается, благодаря чему длина заготовки увеличивается. Волочению подвергают черные и цветные металлы и сплавы в прутках, проволоке и трубах. Волочение позволяет получать материалы точных размеров и с высоким качеством поверхности.

Волочением получают сегментные шпонки, стальную проволоку диаметром 0,1мм, иглы для медицинских шприцев и т. д.

Волочение производят на волочильных станах. В качестве инструмента применяют волочильные доски и матрицы, изготовляемые из инструментальной стали и твердых сплавов.

Прессование. Оно осуществляется продавливанием металла через отверстие матрицы. Профиль прессованного металла соответствует конфигурации отверстия матрицы, оставаясь постоянным по всей длине. Прессованием изготовляют прутки, трубы и различные сложные профили из таких цветных металлов, как олово, свинец, алюминий, медь и т. д. Прессуют обычно на гидравлических прессах усилием до 15тыс. т.

Ковка. Операция, при которой металлу ударами инструментов придают требуемую внешнюю форму, называется ков кой . Ковку, осуществляемую под плоскими бойками, называют свободной, так как изменение формы металла при этом виде обработки не ограничивается стенками особых форм (штампов) и металл «течет» свободно. Свободной ковкой можно изготовлять самые тяжелые поковки - вплоть до 250 т. Свободная ковка разделяется на ручную и машинную. Ручную ковку в основном применяют при изготовлении мелких изделий или при ремонтных работах. Машинная ковка - это основной вид свободной ковки. Она выполняется на ковочных пневматических или паровоздушных молотах, реже - на ковочных гидравлических прессах. При ручной ковке инструментом являются наковальня, кувалда, зубило, пробойники, клещи и т. д. При машинной ковке рабочим инструментом служат бойки ковочных молотов и прессов, вспомогательным - раскатки, прошивки и клеши. Кроме вспомогательного инструмента, применяют машины, называемые манипуляторами, предназначенные для удержания, перемещения и кантовки тяжелых заготовок в процессе ковки.

Основными операциями технологического процесса свободной ковки являются: осадка (уменьшение высоты заготовки), вытяжка (удлинение заготовки), прошивка (получение отверстий), рубка, сварка и т. п.

Штамповка. Способ изготовления изделий давлением при помощи штампов, т. е. металлических форм, очертания и форма которых соответствует очертанию и форме изделий, называют штамповкой. Различают объемную и листовую штамповку. При объемной штамповке поковки штампуют на штамповочных и ковочных прессах. Штампы состоят из двух частей, каждая из которых имеет полости (ручьи). Очертания ручьев соответствуют форме изготовляемой поковки. Поковки можно штамповать и на паровоздушных молотах одинарного и двойного действия падающей частью (бабой) весом до 20-30 т и кривошипных прессах с усилием до 10 тыс. т. При штамповке нагретая заготовка под действием удара молота деформируется и заполняет полость штампа, излишек металла (облой) поступает в специальную канавку и затем обрезается на прессе. Мелкие поковки штампуют из прутка длиной до 1200мм, а крупные - из штучных заготовок.

Листовой штамповкой изготовляют тонкостенные детали из листов и лент различных металлов и сплавов (шайбы, сепараторы подшипников, кабины, кузовы, крылья и другие детали автомобилей и приборов). Листовой металл толщиной до 10мм штампуют без нагрева, более 10мм - с нагревом до ковочных температур.

Листовую штамповку обычно производят на кривошипных и листоштамповочных прессах простого и двойного действия.

В условиях массового производства подшипников, болтов, гаек и других деталей широкое применение находят специализированные кузнечные машины. Наибольшее распространение получила горизонтально-ковочная машина.

Основные дефекты проката и поковок . При прокатке заготовок могут возникать следующие дефекты: трещины, волосовины, плены, закаты.

Трещины образуются из-за недостаточного прогрева металла или при большом обжатии в валках.

Волосовины появляются на поверхности проката в виде вытянутого волоса в тех местах металла, где были газовые пузыри, раковины.

Плены возникают при прокатке некачественных слитков.

Закаты - это дефекты наподобие складок, получающиеся при неправильном прокате.

В кузнечно-штамповочном производстве могут быть следующие виды брака: забоины, недоштамповка, перекос и т. д.

Забоины, или вмятины, - это простые повреждения поковки, образующиеся при неточной укладке заготовки в ручей штампа перед ударом молота.

Недоштамповка, или «недобой», - это увеличение поковки по высоте, возникающее из-за недостаточного количества сильных ударов молота или из-за остывания заготовки, в результате чего металл теряет пластичность.

Перекос, или смещение, - это вид брака, при котором верхняя половина поковки смещается или перекашивается относительно нижней.

Устранение дефектов и брака достигается правильным выполнением технологических процессов прокатки, ковки и штам повки.

Сварка металлов. Сварка - один из важнейших технологических процессов, применяемых во всех областях промышленности. Сущность процессов сварки состоит в получении неразъемного соединения стальных деталей путем местного нагрева до плавления или до пластического состояния. При сварке плавлением металл расплавляется по кромкам соединяемых частей, перемешивается в жидкой ванне и затвердевает, образуя после охлаждения шов. При сварке в пластическом состоянии соединяемые части металла нагревают до размягченного состояния и под давлением соединяют в одно целое. В зависимости от видов энергии, применяемой для нагрева металла, различают химическую и электрическую сварку.

Химическая сварка. При этом виде сварки источником нагрева служит тепло, получаемое при химических реакциях. Она подразделяется на термитную и газовую сварку.

Термитная сварка основана на использовании в качестве горючего материала термита, представляющего собой механическую смесь алюминиевого порошка и железной окалины, развивающего при горении температуру до 3000°С. Этот вид сварки применяют для сварки трамвайных рельсов, концов электрических проводов, стальных валов и других деталей.

Газовую сварку осуществляют нагревом металла пламенем горючего газа, сжигаемого в струе кислорода. В качестве горючих газов при газовой сварке и резке металлов используют ацетилен, водород, природный газ и т. п., но наиболее распространенным является ацетилен. Максимальная температура газового пламени 3100° С.

Аппаратурой для газовой сварки служат стальные баллоны и сварочные горелки со сменными наконечниками, а материалом - конструкционные малоуглеродистые стали. В качестве присадочного материала для сварки сталей используют специальную сварочную проволоку.

Газовой сваркой можно производить сварку чугунов, цветных металлов, наплавку твердых сплавов, а также кислородную резку металлов.

Электрическая сварка. Она подразделяется на дуговую и контактную сварку. При дуговой сварке энергия, необходимая для нагрева и расплавления металла, выделяется электрической дугой, а при контактной электросварке-при прохождении тока по свариваемой детали.

Дуговую электросварку осуществляют на постоянном и переменном токе. Источником тепла для такого вида сварки является электрическая дуга.

Сварочная дуга питается постоянным током от сварочных машин-генераторов, переменным током - от сварочных трансформаторов.

Для дуговой сварки применяют металлические электроды, покрываемые специальной обмазкой для защиты расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, и угольные.

Дуговая сварка может быть ручной и автоматической. Автоматическая сварка осуществляется на сварочных автоматах. Она обеспечивает получение качественного сварного шва и резко увеличивает производительность труда.

Флюсовая защита в этом процессе позволяет без потерь металла повысить силу тока и тем самым увеличить производительность в пять и более раз по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Контактная сварка основана на использовании тепла, выделяемого при прохождении электрического тока через свариваемый участок детали. Свариваемые детали в месте контакта нагревают до сварочного состояния, после чего под давлением получают неразъемные соединения.

Контактная сварка делится на стыковую, точечную и роликовую.

Стыковая сварка - это разновидность контактной сварки. Она используется для сварки рельсов, стержней, инструмента, тонкостенных труб и т. д.

Точечная сварка производится в виде точек в отдельных местах деталей. Она широко применяется для сварки из листового материала кузовов легковых автомобилей, обшивки самолетов, железнодорожных вагонов и т. п.

Роликовая, или шовная, сварка осуществляется при помощи роликовых электродов, подключаемых к сварочному трансформатору. Она позволяет получать на листовом материале сплошной и герметически плотный сварной шов. Роликовую сварку используют для изготовления масляных, бензиновых и водяных баков, труб из листовой стали.

Дефекты сварки. Дефектами, возникающими при сварке, могут быть непровары, шлаковые включения, трещины в сварочном шве и основном металле, коробление и т. д.

Обработка металла резанием. Основное назначение такой обработки - получение необходимых геометрических форм, точности размеров и чистоты поверхности, заданных чертежом.

Лишние слои металла (припуски) с заготовок снимаются режущим инструментом на металлорежущих станках. В качестве заготовок применяют отливки, поковки и заготовки из сортового проката черных и цветных металлов.

Резание металлов является одним из наиболее распространенных способов механической обработки деталей машин и приборов. Обработка деталей на металлорежущих станках осуществляется в результате рабочего движения обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, при котором инструмент снимает стружку с поверхности заготовки.

Металлорежущие станки подразделяются на группы в зависимости от способов обработки, типов и типоразмеров.

Токарные станки предназначаются для выполнения разнообразных токарных работ: точения цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, растачивания отверстий, нарезания резьбы резцом, а также обработки отверстий зенкерами и развертками.

Для работы на токарных станках применяют различные виды режущего инструмента, но основными из них являются токарные резцы.

Сверлильные станки используют для получения в заготовках отверстий, а также для зенкерования, развертывания и нарезания резьбы метчиками.

Для работы на сверлильных станках применяют такой режущий инструмент, как сверла, зенкеры, развертки и метчики.

Сверло - это основной режущий инструмент.

Зенкер служит для увеличения диаметра предварительно просверленных отверстий.

Развертки предназначаются для выполнения точных и чистовых отверстий, предварительно обработанных сверлом или зенкером.

Метчики используют при изготовлении внутренних резьб.

Фрезерные станки предназначаются для выполнения самых разнообразных работ - от обработки плоских поверхностей до обработки различных фигур. Инструментом для фрезерования служат фрезы.

Строгальные станки применяют для обработки плоских и фасонных поверхностей, а также для прорезания прямых канавок у деталей. При работе на строгальных станках металл снимают только во время рабочего хода, так как обратный ход - холостой. Скорость обратного хода в 1,5-3 раза больше скорости рабочего хода. Строгание металла осуществляется резцами.

Шлифовальные станки используют для отделочных операций, обеспечивающих высокую точность размеров и качество обрабатываемых поверхностей. В зависимости от видов шлифования станки подразделяют на круглошлифовальные - для наружного шлифования, внутришлифовальные - для внутреннего шлифования и плоскошлифовальные - для шлифования плоскостей. Детали шлифуют шлифовальными кругами.

Под слесарными работами понимают ручную обработку металла резанием. Они подразделяются на основные, сборочные и ремонтные.

Основные слесарные работы производятся с целью придания обрабатываемой детали форм, размеров, необходимой чистоты и точности, заданных чертежом.

Сборочные слесарные работы выполняются при сборке узлов из отдельных деталей и сборке машин и приборов из отдельных узлов.

Ремонтные слесарные работы осуществляются с тем, чтобы продлить срок службы металлорежущих станков, машин, кузнечных молотов и другого оборудования. Сущность таких работ заключается в исправлении или замене изношенных и поврежденных деталей.

Электрические методы обработки металлов. К ним относятся электроискровой и ультразвуковой методы. Электроискровой метод обработки металлов применяют для изготовления (прошивки) отверстий различной формы, извлечения из отверстий деталей сломанных метчиков, сверл, шпилек и т. п., а также для заточки твердосплавных инструментов. Обработке подвергаются твердые сплавы, закаленные стали и другие твердые материалы, которые не могут быть обработаны обычными способами.

Этот метод основан на явлении электрической эрозии, т. е. на разрушении металла под действием электроискровых разрядов.

Сущность электроискрового метода обработки металлов состоит в том, что к инструменту и изделию, служащим электродами, подводится электрический ток определенной силы и напряжения. При сближении электродов на определенном расстоянии между ними под действием электрического тока происходит пробой этого промежутка (зазора). В вместе пробоя возникает высокая температура, расплавляющая металл и выбрасывающая его в виде жидких частиц. Если к заготовке подвести положительное напряжение (анод), а к инструменту - отрицательное (катод), то при искровом разряде происходит, вырыв металла из заготовки. Чтобы раскаленные частицы, вырванные разрядом из электрода-изделия, не перескакивали на электрод-инструмент и не искажали его, искровой промежуток заполняют керосином или маслом.

Инструмент-электрод выполняют из латуни, меднографитовой массы и других материалов. При изготовлении отверстий электроискровым методом можно получать любой контур в зависимости от формы инструмента-катода.

Кроме электроискрового метода обработки металлов, в промышленности применяют ультразвуковой метод, основанный на использовании упругих колебаний среды со сверхзвуковой частотой (частота колебаний более 20 тыс. гц). При помощи ультразвуковых установок можно обрабатывать твердые сплавы, драгоценные камни, закаленную сталь и т. д

Транскрипт

1 МИНИСТЕРСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» НОЯБРЬСКИЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА (филиал) РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ для специальности Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям) г. Ноябрьск, 2010 г.

2 2 ОДОБРЕНА Предметной (цикловой) комиссией нефтепромысловых дисциплин Протокол 9 от «13» мая 2010г. Председатель А.Ю.Туголукова Председатель ПЦК ОПД и СД С.Н. Фаренюк СОСТАВЛЕНА в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности и на основе примерной программы учебной дисциплины «Технология обработки материалов», ИПР СПО Минобразования России, «УТВЕРЖДАЮ» Заместитель директора УМР Э.В. Бакиева «14» мая 2010г. Разработал: Новичкова Г.В. - преподаватель общепрофессиональных дисциплин Рецензенты: Пискарёва И.А. - преподаватель общепрофессиональных и специальных дисциплин Демьянов А.А. Генеральный директор ООО «ЯмалСпецЦентр»

3 3 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа учебной дисциплины «Технология обработки материалов» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» (по отраслям), и является единой для всех форм обучения в системе СПО. Учебная дисциплина «Технология обработки материалов» является общепрофессиональной. В результате изучения учебной дисциплины студент должен: иметь представление: о взаимосвязи дисциплины «Технология обработки материалов» с другими общепрофессиональными и специальными дисциплинами; о прикладном характере дисциплины в рамках специальности; о перспективах развития и о роли общепрофессиональных знаний в профессиональной деятельности; о современных тенденциях развития обработки материалов; о литейном производстве; об обработке давлением; о сварочном производстве; о заготовительной обработке заготовок; о физических процессах и явлениях, сопровождающих стружкообразование; об электрохимических способах обработки деталей; назначение, классификацию, принцип работы и область применения металлорежущих станков; конструкцию основных металлорежущих инструментов; правила безопасности при работе на металлорежущих станках; оснащение приспособлениями металлообрабатывающих станков; основные положения технологической документации; методику расчѐта режимов резания; основные технологические методы формирования заготовок; устройство и принцип действия металлообрабатывающих станков; уметь: выбирать рациональный способ обработки деталей; оформлять технологическую и другую документацию в соответствии с действующей нормативной базой; производить расчѐты; заполнять технологическую карту механической обработки заготовки;

4 выбирать конструкцию и геометрические параметры резца для заданных условий обработки; выбирать средства и контролировать геометрические параметры инструмента; определять оптимальную скорость резания для заданных условий обработки; определять тип станка по его модели; определять главные и вспомогательные движения в станке; читать кинематическую схему станка; определять типовые механизмы станка; составлять перечень операций обработки, выбирать режущий инструмент и оборудование для обработки вала, отверстия, паза, резьбы и зубчатого колеса. Формируемые у студентов в процессе изучения дисциплины представления, знания, умения по разделам (темам) приведены в разделе «содержание учебной дисциплины» данной программы. Преподавание учебной дисциплины должно имеет практическую направленность и проводиться в тесной взаимосвязи с общепрофессиональными и специальными дисциплинами. Использование междисциплинарных связей обеспечивает преемственность в изучении материала и исключает дублирование, что позволяет рационально распределять время. В процессе изучения учебной дисциплины постоянно обращается внимание студентов на вопросы техники безопасности, охраны труда, промышленной санитарии, пожарной безопасности, экологической безопасности производства и охраны окружающей среды. При изложении материала соблюдается единство терминологии, обозначений, единиц измерения в соответствии с действующими стандартами. Для лучшего усвоения студентами учебного материала занятия предусмотрено проводить с применением современных технических средств обучения. Всего на изучение данной дисциплины отведено 104 часа, из низ 80 часов аудиторных занятий, которые включают в себя: 50 часов лекционных и комбинированных занятий; для закрепления теоретического материала и приобретения навыков в выборе элементной базы предусматривается выполнение лабораторно-практических занятий в количестве - 30 часов и 24 часа отведено на самостоятельную внеаудиторную работу. Формы и виды контроля: -текущий контроль является одним из основных видов проверки знаний, умений и навыков студентов. При организации текущего контроля необходимо добиваться сознательного усвоения студентами учебного материала, не допуская больших интервалов в контроле каждого студента, в этом случае студенты перестают регулярно готовиться к занятиям, а 4

5 следовательно, и систематически закреплять пройденный материал. Рубежный контроль позволяет определить качество изучения студентами учебного материала по разделам, темам предмета. Такой контроль проводиться несколько раз в семестр: в форме 1обязательной контрольной работы, контрольно-зачетных и зачетно-обобщающих уроков, зачетов по лабораторным работам и практическим занятиям. Итоговый контроль по дисциплине «Технология обработки материалов» проводится в соответствии с рабочим учебным планом в конце изучения курса (4 семестр) в форме дифференцированного зачета. 5

6 6 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Наименование разделов и тем Максим. учебная нагрузка студента Количество аудиторных часов Всего в том числе ЛПЗ Введение 2 2 Раздел 1 Технологические методы производства заготовок 1.1 Технологические процессы в машиностроении 1.2 Основы литейного производства 1.3 Технология обработки давлением 1.4 Технология производства заготовок сваркой 1.5 Технология производства неразъемных соединений Раздел 2 Методы механической обработки поверхностей деталей машин 2.1 Предварительная обработка заготовок Самост. работа студента Обработка металлов резанием Раздел 3 Виды обработки металлов резанием. Металлорежущие инструменты и станки Металлорежущие станки Токарная обработка, применяемые станки и инструменты 3.3 Строгание и долбление, применяемый инструмент и станки

7 7 3.4 Сверление, зенкерование и развертывание, применяемый инструмент и станки 3.5 Фрезерование, применяемый инструмент и станки 3.6 Зубонарезание, резьбонарезание, применяемые инструменты и станки 3.7 Протягивание, применяемый инструмент и станки 3.8 Шлифование, применяемый инструмент и станки 3.9 Основы автоматизации металлорежущих станков 3.10 Методы электрохимической обработки металлов, методы лучевой обработки Раздел 4 Изготовление деталей на станках типовых 4.1 Обработка наружных поверхностей вращения 4.2 Обработка внутренних поверхностей вращения 4.3 Обработка плоскостей, пазов, фасонных поверхностей 4.4 Обработка резьбовых и зубчатых поверхностей Контрольная работа 2 2 Зачёт Всего по дисциплине: Перечень практических занятий: 1. Структура технологического процесса 2. Правила оформления технологических документов. 3. Технология паяния. 4. Технология склеивания.

8 5. Определение времени, затрачиваемого на рубку, правку заготовок, разрезание прутков, центрование. 6. Измерение геометрических параметров сверл, зенкеров и разверток. 7. Изучение процесса фрезерования. 8. Изучение инструментов для нарезания зубчатых колѐс. 9. Изучение инструмента для резьбонарезания. 10. Изучение процесса шлифования. 11. Электрохимическая обработка металлов. 12. Типовой технологический процесс обработки ступенчатого и гладкого вала. 13. Типовой технологический процесс изготовления втулок. 14. Типовой технологический процесс изготовления корпусных деталей. 15. Типовой технологический процесс изготовления зубчатых колес. 8

9 9 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ВВЕДЕНИЕ связь дисциплины «Технология обработки материалов» с другими дисциплинами; историю возникновения и развития науки о резании металлов; задачи дисциплины «Технология обработки материалов»; достижения новаторов производства. Содержание дисциплины «Технология обработки материалов», ее связь с другими учебными дисциплинами. Перспективы развития машиностроения, станкостроения и инструментальной промышленности. Содружество науки и производства, достижения новаторов производства. Раздел 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК Тема 1.1 Технологические процессы в машиностроении определение производственного и технологического процесса и его структуру; виды технологических документов и правила их оформления. Производственный и технологический процесс. Структура технологического процесса. Виды технологических процессов. Виды технологической документации. Правила оформления технологических документов. Практическая работа 1 Структура технологического процесса Практическая работа 2 Правила оформления технологических документов. Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики

10 10 Тема 1.2 Основы литейного производства технологию литья методом формовки в опоках; технологию и способы литья специальным способом; достоинства каждого вида специального литья и его область применения. Классификация способов изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах. Понятие об изготовлении отливок специальными способами литья в оболочковых формах, по выплавляемым моделям, в металлических формах (кокилях), центробежным литьем, литьем под давлением. Тема 1.3. Технология обработки давлением сущность процессов, происходящих при холодной и горячей обработке давлением; разновидности обработки давлением; температурный режим холодной и горячей обработки давлением; операции ковки и инструменты, применяемые при ковке; процесс прокатки, волочения, ковки, прессования, штамповки. Холодная и горячая деформация. Пластичность металлов и сопротивление деформированию. Назначение нагрева перед обработкой давлением. Понятие о температурном интервале обработки давлением. Классификация видов обработки давлением. Прокатка. Понятие о технологическом процессе прокатки. Продукция прокатного производства. Волочение, исходные заготовки и готовая продукция. Сущность ковки. Основные операции, инструмент. Понятие о технологическом процессе ковки. Горячая объѐмная штамповка, понятие о технологическом процессе горячей объѐмной штамповки. Тема 1.4. Технология производства заготовок сваркой применение сварки в машиностроении; особенности сварки плавлением и давлением;

11 11 различные виды сварки; виды сварных соединений в зависимости от свариваемых деталей; способы сварки в зависимости от свариваемых материалов. Основы сварочного производства. Применение сварки в машиностроении. Сварка плавлением: ручная дуговая сварка, полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом, электрошлаковая сварка, в среде защитных газов. Сварка давлением: контактная электрическая сварка, стыковая контактная сварка, точечная, шовная, конденсаторная сварка. Сварка трением, холодная сварка. Тема 1.5. Технология производства неразъемных соединений технологию паяния и склеивания; основные технологические методы формообразования заготовок; уметь: выбирать рациональный способ получения заготовки; определять параметры качества получаемых поверхностей; характеризовать способ получения заготовки; выполнять пайку и склеивание изделий. Пайка и склеивание деталей. Применение паяния и склеивания в машиностроении. Виды припоев, флюсов. Разновидности клея. Технология паяния и склеивания. Практическая работа 3 Технология паяния. Практическая работа 4 Технология склеивания. Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики Тема 2.1. Предварительная обработка заготовок разновидности предварительной обработки заготовок; технологию рубки, правки, обдирки прутков, разрезания прутков, центрования; уметь:

12 определять время, затрачиваемое на выполнение заготовительных операций. Рубка, правка заготовок, обдирка прутков, разрезание прутков, центрование. Практическая работа 5 Определение времени, затрачиваемого на рубку, правку заготовок, разрезание прутков, центрование. Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики Тема 2.2. Обработка металлов резанием физические явления, сопровождающие процесс резания металлов, их влияние на качество обработки заготовки; влияние различных факторов на скорость резания; силы, возникающие при резании металлов. Физические основы процесса резания. Деформация металла в процессе резания, процесс образования стружки, типы стружки. Явления наростообразования, причины возникновения нароста на резце. Наклеп и усадка стружки. Силы резания, тепловыделение при резании. Работа, совершаемая при резании. Источники образования тепла. Мощность, затрачиваемая при резании.ьскорость и факторы, влияющие на скорость резания. Определение оптимальной скорости при помощи формул и таблиц. Нормирование станочных работ. Определение времени, затрачиваемого на обработку детали. Раздел 3 ВИДЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ И СТАНКИ Тема 3.1. Металлорежущие станки классификацию металлорежущих станков; значение букв и цифр в марках станка; передачи в станках; паспортные данные станков. 12

13 13 Классификация станков по степени универсальности. Группы и типы станков по системе ЭНИИМС. Значение букв и цифр в марках станков. Движения в станках: главные, вспомогательные. Передачи в станках. Кинематические схемы станков, кинематические цепи. Настройка кинематической цепи. Паспортные данные станков. Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики Тема 3.2. Токарная обработка, применяемые станки и инструменты виды и конструкции резцов в зависимости от обработки; углы резца; поверхности заготовки; основные показатели резания; разновидности токарных станков, область их применения; уметь: определять группу, тип, параметры металлорежущего станка по марке; определять мощность станка, корректировать показатели резания по паспортным данным станка; определять главные движения и вспомогательные движения в станке; выбирать конструкцию и геометрические параметры резца для заданных условий обработки; назначать оптимальные режимы резания при токарной обработке; работать с кинематикой токарных станков. Процесс токарной обработки. Виды и конструкция резцов для токарной обработки. Основные элементы резца. Поверхности обрабатываемой резцом заготовки. Исходные плоскости для определения углов. Углы резца. Конструкции резцов в зависимости от их назначения и видов обработки. Расширение номенклатуры резцов за счет оснащения отдельными пластинами. Способы крепления пластин к державкам резца. Основные показатели резания: глубина резания, подача, скорость резания. Износ резцов, стойкость резца, критерии износа резца. Токарные станки: винторезные, револьверные, лобовые и карусельные, токарные автоматы и полуавтоматы, принцип их работы. Общие сведения о станках, назначение и область их применения, рассмотрение кинематики данных станков.

14 14 Тема 3.3. Строгание и долбление, применяемый инструмент и станки особенности процесса строгания и долбления; классификацию и назначение строгальных и долбежных станков; разновидности строгальных и долбежных станков, их кинематику, основные узлы. Процесс строгания и долбления. Геометрия строгальных и долбежных резцов.режимы резания при строгании и долблении, их особенности. Определение силы и мощности резания при строгании и долблении. Нормирование строгальных работ. Техника безопасности. Разновидности строгальных и долбежных станков, их кинематика. Основные узлы и кинематическая схема. Тема 3.4. Сверление, зенкерование и развертывание, применяемые инструмент и станки особенности процесса сверления, зенкерования и развертывания; движения при сверлении, зенкеровании и развертывании; разновидности сверл, зенкеров и разверток; элементы конструкции сверл, зенкеров и разверток; расчет режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании; разновидности сверлильных и расточных станков, принцип их работы; уметь: выбирать режущий инструмент и определять оптимальный режим резания при строгании для заданных условий обработки; определять основное технологическое время при строгании; выбирать режущий инструмент для производства отверстия; определять глубину, подачу, частоту вращения сверла, зенкера и развертки; определять основное технологическое время при сверлении, зенкеровании, развертывании; составлять уравнение кинематического баланса для различных кинематических цепей строгальных, сверлильных, расточных станков; определять геометрические параметры сверл, зенкеров, разверток. Процесс сверления, зенкерования и развертывания. Основные движения,

15 особенности процессов. Элементы конструкций сверл, зенкеров и разверток, геометрические параметры. Особенности элементов конструкции инструментов. Силы, действующие на сверло, крутящий момент. Последовательность расчета режимов резания при сверлении, зенкеровании и развертывании. Разновидности сверлильных и расточных станков. Назначение, характеристика, основные узлы, кинематическая схема, выполняемые работы. Практическая работа 6 Измерение геометрических параметров сверл, зенкеров и разверток. Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики Тема 3.5. Фрезерование, применяемый инструмент и станки особенности процесса фрезерования; назначение фрезерования; разновидности, конструкции фрез и их геометрию; виды фрезерования; виды фрезерных станков и их обозначение; назначение делительных головок; уметь: выбирать фрезу и определять оптимальный режим резания при фрезеровании для заданных условий обработки; определять основное технологическое время при цилиндрическом и торцовом фрезеровании; выполнять настройку кинематической цепи фрезерного станка; выбирать тип фрезерного станка для заданных условий обработки; производить настройку кинематической цепи делительной головки фрезерного станка для заданных условий работы. Процесс фрезерования. Назначение, разновидности, конструкция и геометрические параметры фрез. Особенности процесса фрезерования. Схемы резания при фрезеровании. Силы, действующие на фрезу. Особенности торцового фрезерования. Нормирование фрезерных работ. Фрезерные станки. Их назначение и область применения. Горизонтальнофрезерные, вертикально-фрезерные, продольно-фрезерные, карусельнофрезерные, копировально-фрезерные станки. Движения в станках. Основные узлы и кинематические схемы. Делительные головки, их виды и устройство. Настройка делительной головки на различные виды работ. Практическая работа 7 15

16 16 Изучение процесса фрезерования. Тема 3.6. Зубонарезание, резьбонарезание, применяемые инструменты и станки особенности методов копирования, обкатки и накатки зубчатой поверхности; конструктивные элементы метчика и плашки; конструктивные элементы дисковой модульной, червячной фрез; принцип работы зубообрабатывающих и резьбофрезерного станков; уметь: выбирать режущий инструмент и определять оптимальный режим резания для конкретного вида обработки зубчатой и резьбовой поверхности; составлять уравнение кинематического баланса для различных кинематических цепей зубо- и резьбообрабатывающих станков. Методы нарезания зубчатых поверхностей. Зубонарезные инструменты, работающие по методу копирования: дисковые и концевые модульные фрезы, головки для контурного долбления, область их применения. Зубонарезные инструменты, работающие по методу обкатки. Инструменты для нарезания цилиндрических колес: зуборезные гребенки, червячные модульные фрезы, зуборезные долбяки, шеверы. Инструменты для нарезания конических колес: парные строгальные резцы, парные фрезы, резцовые головки. Инструменты для обработки червячных колес: червячные фрезы, червячные шеверы. Основные сведения о зубонакатывании. Процесс резьбонарезания. Способы образования резьбы и резьбонарезные инструменты: метчики и плашки, машинно-ручные метчики, ручные метчики, гаечные метчики, резьбонарезные резцы и гребенки, гребенчатые фрезы, шлифовальные круги. Элементы режима резания при зубонарезании и резьбонарезании. Общие сведения о резьбонакатывании. Зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие станки. Их классификация. Зубофрезерный станок, зубошевинговальный станок. Резьбофрезерный станок. Практическая работа 8 Изучение инструментов для нарезания зубчатых колѐс. Практическая работа 9 Изучение инструмента для резьбонарезания. Самостоятельная работа студентов

17 17 Приготовить презентацию, найти видеоролики Тема 3.7. Протягивание, применяемый инструмент и станки режущий инструмент и оптимальный режим резания при протягивании для заданных условий обработки; технологические возможности протяжного станка. Процесс протягивания, его особенности и область применения. Классификация протяжек, элементы конструкции и геометрические параметры протяжек. Схемы протягивания. Прошивка, ее отличие от протяжки. Нормирование работ при протягивании. Назначение и типы протяжных станков, их применение. Кинематика, гидропривод и принцип действия протяжного горизонтального станка. Тема 3.8. Шлифование, применяемый инструмент и станки особенности процесса шлифования; различные виды шлифования, их применение; классификацию шлифовальных станков, принцип их работы; разновидности шлифовальных станков, принцип их работы, устройство; разновидности доводочных станков, их назначение и принцип их работы. Процесс шлифования, его особенности и область применения. Характеристика абразивного инструмента, классификация абразивных материалов. Основные виды шлифования, режим резания при плоском шлифовании. Процесс хонингования. Шлифовальные станки, их классификация. Плоскошлифовальные, круглошлифовальные, бесцентровошлифовальные, внутришлифовальные станки, их основные узлы, назначение, гидрокинематическая схема станков. Основные узлы, принцип работы. Доводочные станки. Движения в станках. Устройство хонинговальных головок. Притирочные станки, работа на них. Сущность суперфиниширования. Практическая работа 10 Изучение процесса шлифования.

18 18 Тема 3.9. Основы автоматизации металлорежущих станков иметь представление: об автоматических линиях и станках ЧПУ. Основные направления автоматизации металлорежущих станков. Автоматические поточные линии, обрабатывающие центры. Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики Тема Методы электрохимической обработки металлов, методы лучевой обработки иметь представление: об электрохимических методах обработки материалов; сущность электрической обработки материалов. Сущность методов. Электрохимическое полирование Метод обработки электронным и световым лучом. Практическая работа 11 Электрохимическая обработка металлов. и шлифование. Раздел 4 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ Тема 4.1 Обработка наружных поверхностей вращения технические требования, предъявляемые к валам; заготовки, применяемые для изготовления валов; типовой технологический процесс изготовления валов. Конструктивные формы валов. Технические требования, предъявляемые к валам. Подготовка заготовок валов к механической обработке. Типовой технологический процесс обработки ступенчатого и гладкого вала.

19 Практическая работа 12 Типовой технологический процесс обработки ступенчатого и гладкого вала. Тема 4.2. Обработка внутренних поверхностей вращения технические требования, предъявляемые к втулкам; заготовки, применяемые для изготовления втулок; типовой технологический процесс изготовления втулок. Характеристика отверстий по способу их обработки. Требования, предъявляемые к отверстиям. Типовой технологический процесс изготовления втулок. Практическая работа 13 Типовой технологический процесс изготовления втулок. Тема 4.3. Обработка плоскостей, пазов, фасонных поверхностей технические требования, предъявляемые к корпусным деталям; заготовки, применяемые для изготовления корпусных деталей; типовой технологический процесс изготовления корпусных деталей; уметь: выбирать заготовку для корпусных деталей; составлять перечень операций, выбирать режущий инструмент и оборудование для обработки корпусных деталей. Основные требования, предъявляемые к плоскостным деталям. Выбор метода обработки плоских поверхностей. Типовой технологический процесс изготовления корпусных деталей. Практическая работа 14 Типовой технологический процесс изготовления корпусных деталей. Тема 4.4. Обработка резьбовых и зубчатых поверхностей технические требования, предъявляемые к зубчатым колесам и резьбовым деталям; 19

20 заготовки, применяемые для изготовления зубчатых колес и резьбовых деталей; типовой технологический процесс изготовления зубчатых колес и резьбовых деталей. Требования, предъявляемые к зубчатым колесам и резьбовым поверхностям. Выбор метода обработки зубчатой поверхности. Выбор метода обработки резьбовой поверхности. Типовой технологический процесс изготовления зубчатых колес. Практическая работа 15 Типовой технологический процесс изготовления зубчатых колес Самостоятельная работа студентов Приготовить презентацию, найти видеоролики Контрольная работа. Зачёт. 20

21 21 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная: 1 Никитенко В.М. Технологические процессы в машиностроении. Ульяновск: УлГТУ, с 2 Материаловедение и технология металлов: Учебник для ВУЗОВ / Под ред. Сильмана Г.П. и др. -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, Черпаков Б.И. Металлорежущие станки. М.: Издательский центр «Академия», с. Дополнительная: 1. Чернов Н.Н. Технологическое оборудование (металлорежущие станки). Учебное пособие М.: Машиностроение, с.

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛИПЕЦКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЛАСТНОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЛИПЕЦКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» УТВЕРЖДАЮ Директор ГОАПОУ «Липецкий

Процессы формообразования и инструменты 1. Цель и задачи дисциплины Целью освоения дисциплины «Процессы формообразования и инструменты» является ознакомление с основными закономерностями, имеющими место

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ ГБОУ СПО (ССУЗ) «ЧЕЛЯБИНСКИЙ МЕХАНИКО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ» Рекомендована цикловой методической комиссией технического профиля Протокол заседания

Управление образования и науки Тамбовской области. Тамбовское областное государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Котовский индустриальный техникум» Рабочая

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Минский государственный машиностроительный колледж» 2015 г. 2016 г. 2017 г. ПЕРЕЧЕНЬ теоретических вопросов к экзамену по учебной дисциплине

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УТВЕРЖДЕНО Министерством образования Республики Беларусь..00 г. ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ

Аннотация дисциплины «Технология конструкционных материалов» Направление подготовки 150700.62 Общая трудоемкость изучаемой дисциплины составляет 4 ЗЕТ(144 час.). Цели и задачи дисциплины: Целью дисциплины

СОДЕРЖАНИЕ 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ стр. 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 5. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 9. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Аннотация к рабочей программе дисциплины «Технология конструкционных материалов» Цель преподавания дисциплины Целью дисциплины является получение студентами общеинженерной технологической подготовки, которая

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ. ОП.05 «Общие основы технологии металлообработки и работ на металлорежущих станках» Наименование разделов и тем Тема 1. Физические основы процесса резания

Приложение 1 к протоколу 2 от 28.03.2017 ПРОГРАММА вступительных испытаний по предмету «ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» для экзамена при поступлении на специальность «Машины и аппараты легкой,

Локтев Д.А. Металлорежущие станки инструментального производства Автор: Локтев Д.А. Издательство: Машиностроение Год: 1968 Страниц: 304 Формат: DJVU Размер: 11,5 Мб Качество: хорошее Язык: русский 1 /

СОДЕРЖАНИЕ стр. 1 ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4 1.1 Область применения программы 4 1. Место учебной дисциплины в структуре образовательной программы 4 1.3 Цели и задачи учебной дисциплины

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Производственное оборудование и инструменты» V V V V S пр Министерство образования и науки РФ ФГБОУ

ДЛЯ ВУЗОВ Ä.Â. Êîæåâíèêîâ, Â.À. Ãðå èøíèêîâ, Ñ.Â. Êèðñàíîâ, Ñ.Í. Ãðèãîðüåâ, À.Ã. Ñõèðòëàäçå ÐÅÆÓÙÈÉ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒ Ïîä îáùåé ðåäàêöèåé ïðîôåññîðà äîêòîðà òåõíè åñêèõ íàóê Ñ.Â. Êèðñàíîâà Èçäàíèå 4-å, ïåðåðàáîòàííîå

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ Государственная профессиональная образовательная организация Тульской области «Тульский государственный машиностроительный колледж имени Никиты Демидова» (ГПОО

Министерство образования республики Беларусь Учреждение образования Брестский государственный технический университет «УТВЕРЖДАЮ» Ректор УО «БрГТУ» П.С.Пойта 2016 г. ПРОГРАММА вступительного испытания

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина Ф а к у л ь т е т з а о ч н о г о о б р а з о в а н и я К а ф е д р а т е

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТ Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Станки и инструмент» V V V V S пр Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная

1. Цели освоения дисциплины Цель освоения дисциплины «Режимы процессов формообразования» являются формирование у студентов комплекса знаний о назначении режимов резания для различных операций механической

Министерство образования Республики Беларусь Филиал учреждения образования «Брестский государственный технический университет» Политехнический колледж УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по учебной работе С.В. Маркина

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.04 Выполнение работ на сверлильных, токарных, фрезерных, копировальных, шпоночных и шлифовальных станках ПМ.04 Выполнение работ на сверлильных,

Оглавление Предисловие...9 Введение...11 Глава 1. Инструментальные материалы...13 1.1. Основные свойства инструментальных материалов...13 1.2. Углеродистые и легированные инструментальные стали...14 1.3.

1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Оборудование машиностроительных производств» является овладение знаниями по устройству, наладке и эксплуатации технологического оборудования различного

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МСХА имени К.А.

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ Письменное испытание проводится по программе, базирующейся на основной образовательной программе бакалавриата по направлению 15.04.01 «Машиностроение» код и наименование

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Мозырский государственный педагогический университет имени И.П. Шамякина. УТВЕРЖДАЮ: Проректор по учебной работе И.М. Масло 2010г. Регистрационный

М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ф едеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высш его профессионального образования «Томский государственны й педагогический

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЕРСКИЙ ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ Понятие о производственном и технологическом процессах. Структура технологического процесса (ГОСТ 3.1109-83). Виды и типы производства. Технологические характеристики типов производства

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы Пищевой колледж 33 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02«Материаловедение»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ Бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Удмуртской Республики «ИЖЕВСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Каспийский государственный университет технологий и инжиниринга имени Ш. Есенова Кафедра «Нефтегазовое машиностроение» Государственный экзамен по профилирующей дисциплине специальности 5В071200 Машиностроение

Программа вступительного испытания по направлению подготовки для поступающих на 1 курс по программе магистратуры МГТУ «СТАНКИН» в 2017 г. направление подготовки 15.04.05 «Конструкторско-технологическое

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ

Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина «Методы деталей, станки и инструмент» является дисциплиной вариативной части. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями

Цели и задачи дисциплины. Дать студентам основы знаний о современном машиностроительном производстве и технологических процессах изготовления изделий в машиностроении.. Дать базовые знания по специальным

1 Цели и задачи дисциплины 1.1 Дать студентам основы знаний о современном машиностроительном производстве и технологических процессах изготовления изделий в машиностроении. 1.2 Дать базовые знания по специальным

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева КАИ» (КНИТУ КАИ) Зеленодольский

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Аннотация рабочей программы дисциплины «Б1.В.14 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ» 1 Цель и задачи освоения дисциплины Целью освоения дисциплины Б1.В.14 «Материаловедение и технология

МИНОБРНАУКИ РОССИИ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасская государственная педагогическая академия» (КузГПА) Технолого-экономический факультет Кафедра

Ид занятия Форма проведения Количеств о часов Количеств о часов ид Форма Структура и содержание программы «Токарь» п/п Тема занятия, содержание Аудиторная работа Самост оятель ная работа Контроль знаний

Оглавление Предисловие...... 3 Р а зд е л I, М а т ер и а л о в ед ен и е 1. Основные сведения о свойствах и методах испытания металлов и сплавов... 6 1.1. Классификация металлических материалов...6 1.2.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Институт промышленных

Байкалова В.Н. Приходько И.Л. Колокатов А.М. Основы технического нормирования труда в машиностроении: Учебное пособие. М.: ФГОУ ВПО МГАУ 2005. 105 с. ПРИЛОЖЕНИЯ 2 Формулы основного времени ПРИЛОЖЕНИЕ 1

УДК 621.9 ББК 34.5 Ч-77 Металлообрабатывающие станки, режущий и мерительный инструменты: рабочая программа по учебной практике / Чихранов А.В. Димитровград: Технологический институт филиал ФГОУ ВПО «Ульяновская

1 Цели и задачи дисциплины 1.1 Изучение основ технологической науки и практики. 1. Приобретение навыков разработки технологических процессов механическоой обработки деталей и сборки узлов автомобилей.

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Технология машиностроения» 621(07) Ф157 С.А. Фадюшин, Д.Ю.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» БОРИСОГЛЕБСКИЙ ФИЛИАЛ (БФ ФГБОУ ВО «ВГУ») УТВЕРЖДАЮ Декан

Министерство образования Иркутской области ГБПОУИО «Иркутский авиационный техникум» Утверждаю Зам. директора по УР Коробкова Е.А. «3» августа 205 г. КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН на 205-206 учебный год

«Утверждаю» Ректор университета А. В. Лагерев «19» 09 2007 г. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ГЕОМЕТРИЯ Методические указания к выполнению лабораторной

Комитет образования ЕАО Областное государственное профессиональное образовательное бюджетное учреждение «Политехнический техникум» Рассмотрено на заседании ПЦК Утверждено зам. директора по ООД (протокол

ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «КАМАЗ» Ремонтно-инструментальный завод Изготовление инструмента 2017 Сверла спиральные Сверла шнековые Сверла с утолщенной сердцевиной Сверла центровочные Сверла спиральные

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный университет» Филиал

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ...8 Изготовление осей и валов...8 Заготовки и способы закрепления...8 Основные варианты изготовления осей и валов...9 Выбор оборудования

Термообработка представляет собой совокупность процессов нагрева металлов до заданной температуры, выдержки и охлаждения с целью придания заготовке определенных физико-механических свойств в результате изменения структуры (внутреннего строения) детали. Материал для заготовок – цветные металлы, сталь.

Основные виды термообработки:

1. Отжиг 1-го или 2-го рода. В процессе нагрева металлов до определенной температуры, после выдержки и охлаждения получается равновесная структура, повышается вязкость и пластичность, снижается твердость и прочность заготовки.
2. Закалка с полимерным превращением или без. Цель термообработки – повысить параметры прочности и твердости материала за счет образования неравновесной структуры. Применяется для тех сплавов, которые претерпевают фазовые превращения в твердом состоянии при процессах нагрева и охлаждения.
3. Отпуск. Ему подвергаются прочные стали, закаленные металлические сплавы. Основные параметры метода – температура нагрева, скорость охлаждения, время выдержки.
4. Старение применяется к сплавам, которые были подвержены закалке без полиморфного превращения. После закалки повышается прочность и твердость магниевых, алюминиевых, никелевых, медных сталей.
5. Химико-термическая обработка. Технологический процесс изменяет химический состав, структуру и свойства поверхности деталей. После обработки повышается износостойкость, твердость, сопротивление усталости и контактной выносливости, антикоррозийная устойчивость материала.
6. Термомеханическая обработка. Этот вид включает процесс пластической деформации, с помощью которой создается повышенная плотность дефектов (дислокации) кристаллического строения заготовки. Применяют данный метод для сплавов алюминия и магния.

Сварочный, электрический и токарный способ обработки

Сварка – получение неразъемного соединения детали из стали за счет нагрева до плавления или до высокопластического состояния. В процессе обработки материал расплавляется по краю соединяемых частей, перемешивается и затвердевает, при этом образуется шов после охлаждения. Различают электрическую (дуговую или контактную) и химическую (термитную или газовую) сварку.

Токарный способ обработки – ручные работы на специальных станках с целью удаления лишнего слоя и придания деталям определенных форм, шероховатости, точности, габаритов. Основные виды в зависимости от назначения работ: основные, ремонтные и сборочные.

К электрическим методам металлообработки относят:

1. Электроискровой способ. Этот метод основан на явлении разрушения прочных металлов под действием электроискровых разрядов.
2. Ультразвуковой метод. При помощи специальных установок обрабатываются драгоценные камни, твердые сплавы, закаленная сталь и прочие материалы.

Литье металлов

Технологический процесс литья состоит в том, что детали получаются после заливки расплавленного металла в определенные формы. Применяют различные материалы:

• чугун;
• сталь;
• медные, магниевые, алюминиевые и цинковые сплавы.

16 Сен 2017 Suhih Victor

Несмотря на появление новых инновационных материалов, металл остаётся основой промышленности и строительства. Новые технологии машиностроения позволяют разработать новые способы обработки металлов, что и является главной задачей технологов и конструкторов. Обработка металлов по новым технологиям ведется с целью улучшения качества, повышения точности обработки, производительности и уменьшения количества отходов.

Различают три основных направления обработки металлов:

• Формоизменение при помощи высокоточных методов пластического деформирования.
• Применение традиционных способов обработки металлов, но отличающихся повышенной точностью и производительностью.
• Использование высокоэнергетических методов.

Выбор оптимального метода обработки металлов определяется производственными требованиями и серийностью производства. Например, очень тяжелые конструкции оборудования вызывают повышенный расход энергии, а сниженная точность изготовления отдельных деталей и узлов – низкую производительность техники. Некоторые технологии не могут обеспечить необходимые прочностные свойства и микроструктуру металла, что в итоге сказывается на долговечности и стойкости деталей, пусть даже и изготовленных с минимальными допусками. Новая технология обработки металла основана на использовании нетрадиционных источников энергии, которые обеспечивают его размерное плавление, испарение или формообразование.

Механическая обработка металла, связанная со снятием стружки, развивается в направлении изготовления особо высокоточных изделий преимущественно в мелкосерийном производстве. Поэтому традиционные станки уступают место оперативно переналаживаемым металлообрабатывающим комплексам с ЧПУ (Числовое Программное Управление). Числовое Программное Управление — станок, работающий на числовом программном управлении, способен совершать те или иные действия, которые ему задаются при помощи специальной программы. Параметры работы станка задаются посредством цифр и математических формул, после этого он выполняет работу согласно указанным программой требованиям. Программа может задавать такие параметры, как:

• мощность;
• скорость работы;
• ускорение;
• вращение и многое другое.

Сравнительно невысокий коэффициент использования материала (при механической обработке он редко когда превышает 70…80%) компенсируется минимальными допусками и высоким качеством финишной поверхности изделий.

Производители систем с числовым управлением делают основной упор на расширенные технологические возможности рассматриваемого оборудования, использовании современных высокостойких инструментальных сталей и исключении ручного труда оператора. Все подготовительно-заключительные операции на таких комплексах выполняет робототехника.

Энергосберегающие методы пластического деформирования металлов

Технология обработки металлов давлением, кроме повышенного коэффициента использования металла, обладает и другими существенными достоинствами:

• В результате пластического деформирования улучшается макро- и микроструктура изделия;
• Производительность оборудования для штамповки в разы превышает аналогичный показатель для металлорежущих станков;
• После обработки давлением повышается прочность металла, возрастает его стойкость от динамических и ударных нагрузок.

Прогрессивные процессы холодной и полугорячей штамповки – дорнование, точная резка, выдавливание, ультразвуковая обработка, штамповка в состоянии сверхпластичности, жидкая штамповка. Многие из них реализуются на автоматизированном оборудовании, оснащаемом компьютерными системами контроля и управления. Точность изготовления штампованных изделий во многих случаях не требует последующей их доводки – правки, шлифования и т.д.

Высокоэнергетические способы формоизменения металлов

Высокоэнергетические технологии обработки металлов применяются в тех случаях, когда традиционными методами изменять форму и размеры металлической заготовки невозможно.

При этом используются четыре вида энергии:

• Гидравлическая — давления жидкости, либо отдельных элементов, приводимых ею в движение.
• Электрическая, при которой все процессы съёма материала выполняются с помощью разряда – дугового или искрового.
• Электромагнитная, реализующая процесс обработки металлов при воздействии на заготовку электромагнитного поля.
• Электрофизическая, действующая на поверхность направленным лучом лазера.

Существуют и успешно развиваются также комбинированные способы воздействия на металл, при которых используются два и более источника энергии.

Гидроабразивная обработка металлов основана на поверхностном воздействии жидкости высокого давления. Подобные установки применяются, в основном, с целью повышения качества поверхности, снятия микронеровностей, очистки поверхности от ржавчины, окалины и т.п. При этом струя жидкости может воздействовать на изделие как непосредственно, так и через абразивные компоненты, находящиеся в потоке. Абразивный материал, содержащийся в эмульсии, постоянно обновляется, чтобы обеспечить стабильность получаемых результатов.

– процесс размерного разрушения (эрозии) поверхности металла при воздействии на него импульсного, искрового или дугового разряда. Высокая плотность объёмной тепловой мощности источника приводит к размерному плавлению микрочастиц металла с последующим выносом их из зоны обработки потоком диэлектрической рабочей среды (масла, эмульсии). Поскольку при обработке металла одновременно происходят процессы локального нагрева поверхности до весьма высоких температур, то в результате твёрдость детали в зоне обработки существенно увеличивается.

Заключается в том, что обрабатываемое изделие помещается в мощное электромагнитное поле, силовые линии которого воздействуют на заготовку, помещённую в диэлектрик. Таким способом производят формовку малопластичных сплавов (например, титана или бериллия), а также листовых заготовок из стали. Аналогичным образом на поверхность действуют и ультразвуковые волны, генерируемые магнитострикционными или пьезоэлектрическими преобразователями частоты. Высокочастотные колебания применяются также и для поверхностной термообработки металлов.

Наиболее концентрированным источником тепловой энергии является лазер. – единственный способ получения в заготовках сверхмалых отверстий повышенной размерной точности. Ввиду направленности теплового действия лазера на металл, последний в прилегающих зонах интенсивно упрочняется. Лазерный луч способен производить размерную прошивку таких тугоплавких химических элементов, как вольфрам или молибден.

– пример комбинированного воздействия на поверхность химическими реакциями, возникающими при прохождении через заготовку электрического тока. В результате происходит насыщение поверхностного слоя соединениями, которые могут образовываться лишь при повышенных температурах: карбидами, нитридами, сульфидами. Подобными технологиями может выполняться поверхностное покрытие другими металлами, что используется для производства биметаллических деталей и узлов (пластин, радиаторов и т.д.).

Современные технологии обработки металлов непрерывно совершенствуются, используя новейшие достижения науки и техники.