Материаловедение

При продольной прокатке, когда металл проходит между валками, высота его сечения уменьшается, а длина и ширина увеличиваются (рис. 3.2). Разность высот сечения металла до и после прохода между валками называется линейным (абсолютным) обжатием:

Δh = h₀ — h₁.

где h₀ – толщина металла до прокатки,

       h₁ – толщина металла после прокатки.

       

        Рисунок - 3.1 Схема продольной (а), поперечной (б) и винтовой (в) прокатки: 1 — прокатываемый металл; 2 и 3 — валки.

       

        Рисунок 3.2 - Схема винтовой прокатки круглых периодических профилей.

        Рисунок 3.3 - Схема деформации металла при продольной прокатке.

 

Прокатный стан машина для  обработки давлением металла  и других материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении — автоматическая система или линия машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции: транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упаковку, передачу на склад готовой продукции и др.

Классификация и устройство прокатных станов.

Главный признак, определяющий устройство прокатного стана, — его назначение в зависимости от сортамента продукции или выполняемого технологического процесса. По сортаменту продукции прокатные станы разделяют на заготовочные, в том числе станы для прокатки Слябов и Блюмов, листовые и полосовые, сортовые, в том числе балочные и проволочные, трубопрокатные и деталепрокатные (бандажи, колёса, оси и т.д.). По технологическому процессу прокатные станы делят на следующие группы: литейно-прокатные (агрегаты), обжимные (для обжатия слитков), в том числе слябинги и блюминги, реверсивные одноклетевые, тандемы, многоклетевые, непрерывные, холодной прокатки. Размер прокатного стана, предназначенного для прокатки листов или полос, характеризуется длиной бочки валков, для заготовки или сортового металла — диаметром валков, а трубопрокатного стана — наружным диаметром прокатываемых труб.

Скорости прокатки весьма различны и зависят главным образом  от требуемой производительности П. с., сортамента прокатываемой продукции и технологического процесса. У обжимных, заготовочных, толстолистовых, крупносортных станов скорость прокатки около 2—8 м/сек. Наибольшие скорости характерны для непрерывных станов: при прокатке сортового металла 10—20 м/сек; полосового 25—35 м/сек; проволоки 50—70 м/сек; при холодной прокатке жести 40 м/сек.

 

Вопрос №75. Проклассифицировать токарные резцы по виду и характеру обработки, направлению подачи, по форме рабочей части, по роду материала и способу изготовления. Вычкртить эскизы следующих токарных резцов: проходного правого прямого, проходного левого отогнутого, подрезного правого отогнутого, отрезного и расточного упорного для глухого отверстия.

 

Резец (англ. tool bit) — режущий  инструмент, предназначен для обработки деталей различных размеров, форм, точности и материалов. Является основным инструментом, применяемым при токарных, строгальных и долбёжных работах (и на соответствующих станках).

Для достижения требуемых  размеров, формы и точности изделия  с заготовки снимаются (последовательно срезаются) слои материала при помощи резца. Жёстко закреплённые в станке резец и заготовка в результате относительного перемещения контактируют друг с другом, происходит врезание рабочего элемента резца в слой материала и последующее его срезание в виде стружки. Рабочий элемент резца представляет собой острую кромку (клин), который врезается в слой материала и деформирует его, после чего сжатый элемент материала скалывается и сдвигается передней поверхностью резца (поверхностью схода стружки). При дальнейшем продвижении резца процесс скалывания повторяется и из отдельных элементов образуется стружка. Вид стружки зависит от подачи станка, скорости вращения заготовки, материала заготовки, относительного расположения резца и заготовки, использования СОЖ и других причин.

В процессе работы резцы  подвержены износу (режущие кромки притупляются, а у резцов с твердосплавными пластинками наблюдается выкрашивание режущей части), поэтому осуществляют их переточку.

 

Классификация резцов

 

По направлению подачи бывают:

Правые. Правым называется резец, у которого при наложении на него сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к его вершине, главная режущая кромка будет находиться под большим пальцем. На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, то есть к передней бабке станка.

Левые. Левым называется резец, у которого при наложении  на него левой руки указанным выше способом главная режущая кромка окажется под большим пальцем.

По конструкции бывают:

Прямые — резцы, у  которых ось головки резца является продолжением или параллельна оси державки.

Отогнутые — резцы, у  которых ось головки резца  наклонена вправо или влево от оси державки.

Изогнутые — резцы, у  которых ось державки при виде сбоку изогнута.

Оттянутые — резцы, у  которых рабочая часть (головка) уже державки.

Конструкции токарей- и  конструкторов-новаторов (частные случаи) и прочие.

Конструкции Трутнева —  с отрицательным передним углом  γ, для обработки весьма твердых материалов.

Конструкции Меркулова  — с повышенной стойкостью.

Конструкции Невеженко — с повышенной стойкостью.

Конструкции Шумилина —  с радиусной заточкой на передней поверхности, применяются на высоких скоростях обработки.

Конструкции Лакура —  с повышенной виброустойчивостью, которая  достигается тем, что главная  режущая кромка расположена в одной плоскости с нейтральной осью стержня резца.

Конструкции Борткевича — имеет криволинейную переднюю поверхность, что обеспечивает завивание стружки и фаску, упрочняющую режущую кромку. Предназначен для получистовой и чистовой обработки стальных деталей, а также для обточки и подрезки торцов.

Расточный резец Семинского — высокопроизводительный расточный  резец.

Расточный резец «улитка» Павлова — высокопроизводительный расточный резец.

Резьбонарезной резец  Бирюкова.

Круглые чашечные самовращающиеся.

 

По сечению стержня  бывают:

прямоугольные.

квадратные.

круглые.

 

По способу изготовления бывают:

цельные — это резцы, у которых головка и державка изготовлены из одного материала.

составные — режущая  часть резца выполняется в  виде пластины, которая определённым образом крепится к державке из конструкционной углеродистой стали. Пластинки из твердого сплава и рапида припаиваются или крепятся механически.

 

По роду материала  бывают:

из инструментальной стали.

из углеродистой стали. Обозначение такой стали начинается с буквы У, её применяют при малых скоростях резания.

из легированной стали. Теплостойкость легированных сталей выше, чем у углеродистых и поэтому  допустимые скорости резания для  резцов из легированных сталей в 1,2-1,5 раза выше.

из быстрорежущей стали (высоколегированной). Обозначение такой стали начинается с буквы Р (Рапид), резцы из неё обладают повышенной производительностью.

из твердого сплава. Резцы, оснащённые пластинками из твёрдых  сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания, чем резцы из быстрорежущей стали.

металлокерамические.

вольфрамовые. Сплавы группы ВК состоят из карбида вольфрама, сцементированного кобальтом.

титановольфрамовые. Сплавы группы ТК состоят из карбидов вольфрама и титана, сцементированных кобальтом.

титанотанталовольфрамовые. Сплавы группы ТТК состоят из карбидов вольфрама, титана и тантала, сцементированных кобальтом.

минералокерамические. Материалы  на основе технического глинозема (Аl2O3) обладают высокой теплостойкостью, но в то же время и высокой хрупкостью, что ограничивает их широкое применение.

керметовые. Основой этих материалов является минералокерамика, но для снижения хрупкости в нее  вводят металлы и карбиды металлов.

эльборовые. На основе кубического  нитрида бора.

алмазные.

 

По характеру установки относительно обрабатываемой детали резцы могут быть двух типов:

радиальные. Работают с  установкой перпендикулярно оси  обрабатываемой детали. Имеют широкое применение в промышленности за счет простоты своего крепления и более удобного выбора геометрических параметров режущей части.

тангенциальные. При работе тангенциального резца усилие Рг направлено вдоль оси резца, благодаря чему тело резца не подвергается изгибу. Применяется главным образом на токарных автоматах и полуавтоматах, где основой является чистота обработки.

 

По характеру обработки  бывают:

обдирочные (черновые).

чистовые. Чистовые резцы  отличаются от черновых увеличенным  радиусом закругления вершины, благодаря чему шероховатость обработанной поверхности уменьшается.

резцы для тонкого точения.

 

По виду обработки

 

По применяемости на станках резцы разделяются на

токарные

строгальные

долбежные

 

Токарные резцы

проходные — для протачивания заготовок вдоль оси ее вращения.

подрезные — для подрезания уступов под прямым углом к  основному направлению обтачивания или для выполнения торцевания.

отрезные — для  отрезки заготовок под прямым углом к оси вращения или для  прорезания узких канавок под стопорное кольцо и др.

расточные — для растачивания отверстий.

фасочные — для  снятия фасок.

фасонные — для индивидуальных токарных работ. При обработке фасонных деталей обычные токарные резцы не обеспечивают точности получения профиля и малопроизводительны. В крупносерийном и массовом производстве в качестве основного вида режущего инструмента для обработки сложных деталей находят применение специальные фасонные резцы. Они обеспечивают идентичность формы (шаблона), точность размеров и высокую производительность.

прорезные (канавочные) —  для образования канавок на наружных и внутренних цилиндрических поверхностях.

резьбонарезные —  для нарезания резьб.

Рисунок 4.3 - Эскиз проходного прямого правого резца.

Рисунок 4.4 - Проходной левый отогнутый.

 

Рисунок 4.5 - Подрезной правый отогнутый.

 

Рисунок 4.6 - Резец отрезной.

Рисунок 4.7 - Резец расточной упорный для глухих отверстий.

 

Вопрос №107. Расшифровать марки сплавов: Ст3Гпс, сталь 65Г, 35ХГ2, КЧ55, БрА10ЖЗМц2, ПСр-70.

 

Сплав Ст3Гпс - сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества с содержанием углерода 0,14…0,22%.

Сплав 65Г - сталь конструкционная рессорно-пружинная с содержанием углерода 0,65%.

Сплав 35ХГ2 -  сталь конструкционная легированная с содержанием углерода 0,35%.

Сплав КЧ55 -  чугун ковкий

Сплав БрА10Ж3Мц2 -  бронза безоловянная литейная с содержанием алюминия 10%, железа 2 %, марганца 2%.

Сплав ПСр-70 - серебряные припои

 

 

Вопрос №115. Произвести расчеты, необходимые для настройки универсальной делительной головки УДГД-250А для нарезания зубчатого колеса с числом зубьев z = 43.

 

(простое деление неприменимо).

Задаемся z_ф = 43, тогда

Выбираем концентрическую  окружность с 54-ю отверстиями и  раздвигаем ножки сектора на 48 промежутков. Подбираем сменные колеса гитары

.

 

Литература

 

1. Целиков А. И., Основы теории прокатки, М., 1965;

2. Смирнов В. С., Теория прокатки, М., 1967;

3. Целиков А. И., Гришков А. И., Теория прокатки, М., 1970;

4. Тетерин П. К., Теория поперечно-винтовой прокатки, М., 1971; Т

5. Третьяков А. В., Зюзин В. И., Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением, М., 1973;

6. Луговской В. М., Алгоритмы систем автоматизации листовых станов, М., 1974.