Материалы и их технологии
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Материаловедение
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 533
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-009532-5
ISBN-онлайн: 978-5-16-100743-3
Артикул: 262300.04.01
Доступ онлайн
от 640 ₽
В корзину
Приведены сведения по материаловедению металлов и неметаллов, включая наноматериалы. Рассмотрены основы порошковой металлургии, литья, термической обработки, а также различные способы обработки заготовок. Описаны методика проектирования заготовок и способы обеспечения точности и качества производства деталей, способы повышения их надежности и эксплуатационных свойств в режиме ресурсосбережения и экономической эффективности производства.
Для студентов технических вузов. Будет полезен учащимся колледжей, а также слушателям системы повышения квалификации и переподготовки кадров.
Обзор методов обработки материалов и технологий: от основ до наноструктур
В книге представлен всесторонний обзор технологий обработки материалов, охватывающий широкий спектр методов, от традиционных до современных, с акцентом на их принципах, применении и влиянии на качество конечного продукта.
Основы и классификация методов обработки
В начале рассматриваются фундаментальные принципы обработки материалов, подчеркивается ее цель – придание заготовкам требуемой формы, размеров, качества поверхности и упрочнения. Представлена классификация методов обработки, основанная на ГОСТах и принятой в научно-технической литературе терминологии. Рассматриваются механические, электрофизико-химические и комбинированные методы, включая резание, поверхностное пластическое деформирование, электроэрозионную, электрохимическую, импульсно-механическую, лучевую и плазменную обработки. Особое внимание уделяется отделочной обработке, обеспечивающей точность размеров, формы, относительного положения и микрогеометрии поверхностей деталей.
Лезвийная обработка и ее особенности
Подробно анализируется лезвийная обработка, включая точение, фрезерование, сверление, строгание, долбление и протягивание. Рассматриваются схемы формообразования, классификация металлорежущих станков, условные обозначения на кинематических схемах. Детально описывается теория резания, включая геометрические параметры, схемы резания, типы стружек, влияние температуры и смазочно-охлаждающих веществ (СОЖ) на процесс. Рассматриваются параметры режима обработки (скорость, подача, глубина резания) и методы их определения.
Технологическая оснастка и ее роль
Рассматривается роль технологической оснастки, включая инструменты и приспособления, в обеспечении точности и качества обработки. Дается классификация приспособлений по целевому назначению, степени специализации, механизации и автоматизации. Подробно описываются установочные и зажимные элементы, элементы для направления и обеспечения кинематики перемещения инструмента, корпуса и вспомогательные устройства. Рассматриваются особенности базирования и закрепления заготовок, а также размерная настройка на обработку.
Абразивная обработка и ее виды
Рассматривается абразивная обработка, включая шлифование, доводку, полирование, хонингование и суперфиниширование. Описываются виды шлифования, шлифовальные круги и их характеристики.
Обработка поверхностным пластическим деформированием
Анализируется обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД), включая отделочно-упрочняющую обработку, оборудование и инструменты. Рассматриваются приспособления, микрогеометрия поверхности и состояние металла при обработке ППД, а также комбинированные процессы и расчет параметров режима.
Слесарная обработка и ее приемы
Описывается слесарная обработка, включая разметку, рубку, правку, гибку, разрезание, опиливание и шабрение. Рассматриваются инструменты, приспособления и приемы разметки, а также виды брака и техника безопасности.
Электрофизические, электрохимические, плазменные, лучевые и импульсные методы обработки
Рассматриваются электрофизические, электрохимические, плазменные, лучевые и импульсные методы обработки, включая электроэрозионную, электроконтактную, плазменную, лучевую и электрохимическую обработки.
Размерные особенности и технологии наноструктурных материалов
В заключительной главе рассматриваются размерные эффекты в наноструктурных материалах и их использование, а также нанотехнологии и средства их обеспечения.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.01: Машиностроение
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 15.03.03: Прикладная механика
- 15.03.04: Автоматизация технологических процессов и производств
- 15.03.05: Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
- 22.03.01: Материаловедение и технологии материалов
- ВО - Специалитет
- 15.05.01: Проектирование технологических машин и комплексов
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В.А. ГОРОХОВ Н.В. БЕЛЯКОВ А.Г. СХИРТЛАДЗЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ТЕХНОЛОГИИ В 2 частях Часть 2 Под редакцией В.А. Горохова Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области автоматизированного машиностроения в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Автоматизированные технологии и производства» Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области автоматизации технологических процессов, производств и управления в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Технология, оборудование и автоматизация машиностроения», «Автоматизированные технологии и производства», «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» Москва «ИНФРА М» 2020
ФЗ № 436-ФЗ Издание не подлежит маркировке в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11 УДК [621.7.+621.9](075.8) ББК 34я73 Г70 Р е ц е н з е н т ы: профессор кафедры «Технология конструкционных материалов» Полоцкого государственного университета, доктор технических наук, профессор В.П. Иванов; директор Института технологии металлов НАН Беларуси, академик, доктор технических наук, профессор Е.И. Марукович Г70 Горохов, В.А. Материалы и их технологии. В 2 ч. Ч. 2 : учебник / В.А. Горохов, Н.В. Беляков, А.Г. Схиртладзе ; под ред. В.А. Г орохова — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 533 с. : ил. — (Высшее образование: Бакалавриат). ISBN 978-5-16-009531-8 (ИНФРА-М, общий, print). ISBN 978-5-16-009532-5 (ИНФРА-М, ч. 2, print). ISBN 978-5-16-100743-3 (ИНФРА-М, online). Приведены сведения по материаловедению металлов и неметаллов, включая наноматериалы. Рассмотрены основы порошковой металлургии, литья, термической обработки, а также различные способы обработки заготовок. Описаны методика проектирования заготовок и способы обеспечения точности и качества производства деталей, способы повышения их надежности и эксплуатационных свойств в режиме ресурсосбережения и экономической эффективности производства. Для студентов технических вузов. Будет полезен учащимся колледжей, а также слушателям системы повышения квалификации и переподготовки кадров. УДК [621.7.+621.9](075.8) ББК 34я73 ISBN 978-5-16-009531-8 (ИНФРА-М, общий, print). ISBN 978-5-16-009532-5 (ИНФРА-М, ч. 2 print). ISBN 978-5-16-100743-3 (ИНФРА-М, online). © Г орохов В.А., Беляков Н.В., Схиртладзе А.Г., 2014 © ООО «Новое знание», 2014
Оглавление Глава 7. Физические основы, способы, средства оснащения и компоненты технологических процессов обработки резанием. ......................................................................................................6 7.1. Методы обработки материалов и формообразования поверхностей деталей. ............................................................................................6 7.2. Классификация металлорежущих станков и обозначения на их кинематических схемах...........................................................................11 7.3. Теория резания, параметры режима обработки и смазочно-охлаждающие вещества...............................................................24 7.4. Назначение и структура технологической оснастки, размещение заготовок и инструмента в приспособлениях. ...................48 7.5. Базирование и закрепление заготовок, размерная настройка на их обработку......................................................................................................72 7.6. Методика определения параметров режимов резания............................89 7.7. Структурные компоненты технологического процесса обработки заготовок.............................................................................................97 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................102 Глава 8. Лезвийная обработка резанием.........................................................104 8.1. Точение...................................................................................................................104 8.2. Фрезерование.......................................................................................................124 8.3. Осевая обработка и растачивание................................................................ 146 8.4. Обработка с поступательным движением резания................................167 8.5. Зубонарезание. .....................................................................................................180 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................198 Глава 9. Абразивная обработка...........................................................................199 9.1. Шлифование, его виды и инструменты.....................................................199 9.2. Применение СОЖ при шлифовании. ......................................................... 210 9.3. Круглое наружное шлифование. ................................................................... 214 9.4. Круглое внутреннее шлифование. ................................................................ 221 9.5. Координатно-планетарное шлифование.................................................... 225 9.6. Плоское шлифование........................................................................................229 9.7. Доводка. ..................................................................................................................236 9.8. Полирование. ........................................................................................................242 9.9. Хонингование.......................................................................................................248 9.10. Суперфиниширование. ...................................................................................255 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................259
Оглавление 4 Глава 10. Обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД). .....................................................................................262 10.1. Отделочно-упрочняющая обработка ППД, оборудование и инструменты................................................................................................... 262 10.2. Приспособления, микрогеометрия поверхности и состояние металла при отделочно-упрочняющей обработке ППД....................276 10.3. Комбинированные процессы и расчет параметров режима отделочно-упрочняющей обработки ППД..............................................292 10.4. Формообразующая обработка ППД фасонных поверхностей........297 10.5. Упрочняющая обработка ППД. ................................................................... 303 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................313 Глава 11. Слесарная обработка...........................................................................315 11.1. Разметка...............................................................................................................315 11.1.1. Назначение и технические требования разметки. .................. 315 11.1.2. Инструмент, приспособления и приемы разметки................ 318 11.1.3. Комбинированная разметка сложных сопряженных профилей. ...................................................................329 11.2. Рубка, правка и гибка..................................................................................... 338 11.2.1. Назначение слесарной рубки.........................................................338 11.2.2. Инструмент, применяемый при рубке металла. ...................... 341 11.2.3. Способы выполнения рубки...........................................................345 11.2.4. Брак при рубке и техника безопасности. ................................... 346 11.2.5. Средства оснащения, применяемые при правке..................... 347 11.2.6. Приемы ручной и машинной правки..........................................350 11.2.7. Сущность слесарной гибки, ее виды и средства технологического оснащения. .........................................................356 11.2.8. Виды брака и безопасность при правке и гибке.....................364 11.3. Разрезание металла. .........................................................................................365 11.3.1. Пример оснастки и этапы процесса разрезания..................... 365 11.3.2. Ручное разрезание металла.............................................................368 11.3.3. Механизированное разрезание металла.....................................374 11.3.4. Электрические методы разрезания металлов..........................379 11.4. Опиливание металла.......................................................................................382 11.4.1. Сущность операции опиливания, ее обеспечение и назначение..........................................................382 11.4.2. Виды опиливания...............................................................................392 11.5. Шабрение............................................................................................................402 11.5.1. Сущность, область применения и обеспечение . шабрения................................................................................................402 11.5.2. Подготовка к работе и приемы шабрения. ................................ 408
Оглавление 5 11.5.3. Точность шабрения и контроль качества. ..................................417 11.5.4. Механизация процесса шабрения. ................................................419 11.6. Заклепочные соединения и их сборка. .....................................................420 11.6.1. Типы заклепок и технология обеспечения клепки................ 420 11.6.2. Обеспечение и контроль качества клепки................................423 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................425 Глава 12. Электрофизические, электрохимические, плазменные, лучевые и импульсные (ЭФХПЛИ) методы обработки. ..........................428 12.1. Электроэрозионная и электроконтактная обработка.........................428 12.2. Плазменная обработка. ...................................................................................444 12.3. Лучевая обработка...........................................................................................448 12.4. Электрохимическая обработка....................................................................455 12.5. У льтразвуковая обработка. ............................................................................462 12.6. Электрогидроимпульсная и магнитно-импульсная обработка.......474 12.7. Комбинированная обработка.......................................................................479 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................492 Глава 13. Размерные особенности и технологии наноструктурных материалов....................................................................................................................495 13.1. Размерные эффекты в наноструктурных материалах и их использование..........................................................................................495 13.2. Нанотехнологии и средства их обеспечения.........................................504 Вопросы и задания для самопроверки..................................................................516 Словарь терминов. ......................................................................................................518 Список использованных источников..................................................................529
Глава 7 Физические основы, способы, средства оснащения и компоненты технологических процессов обработки резанием 7.1. Методы обработки материалов и формообразования поверхностей деталей Всякая обработка направлена либо на формообразование, либо на отделку поверхностей деталей, либо на упрочнение подповерхностного слоя материала. Многие виды обработки обеспечивают одновременно формообразование и отделку поверхностей; отделку поверхностей и упрочнение материала; формообразование (калибрование), отделку поверхностей и упрочнение материала. Обработка может быть механической, электрофизико-химической и комбинированной (совмещенной). К методам обработки относятся резание, поверхностное пластическое деформирование, электроэрозионная, электрохимическая и химическая, импульсномеханическая, лучевая и плазменная обработки. Каждый из методов включает определенные виды (способы). Так, среди видов (способов) обработки резанием выделяются точение, фрезерование, сверление, строгание (долбление), протягивание, шлифование, которые, в свою очередь, делятся на более мелкие составляющие. Например, абразивная обработка подразделяется на ш л и ф о в а н и е, д о в о д к у, п о л и р о в а н и е, х о н и н г о в а н и е, с у п е р ф и н и ш и - р о в а н и е. Классификация методов и видов обработки (рис. 7.1) составлена в соответствии с ГОСТ 25761–83, ГОСТ 25330–82, ГОСТ 25331–82,
7.1. Методы обработки материалов и формообразования поверхностей деталей 7 Прочие виды обработки Суперфиниширование Электроабразивная обработка Хонингование Плазменно-механическая обработка Полирование Магнитно-абразивная обработка Доводка Анодно-механическая обработка Шлифование Зубодолбление Электрогидроимпульсная обработка Зубострогание Ультразвуковая обработка Протягивание Электрохимическая отделочная обработка Долбление С импульсным воздействием Электрохимическая формообразующая обработка Строгание Электронно-лучевая обработка Ценкование Светолучевая (лазерная) обработка Зенкование Плазменная обработка Развертывание С химическим воздействием Электроконтактная обработка Зенкерование Электроэрозионная обработка Рассверливание Виброударная Сверление Дробеструйная С тепловым воздействием Резьбофрезерование Методы и виды (способы) обработки материалов Упрочняющая Шлиценакатывание Зубошлицефрезерование Зубонакатывание Круглое Резьбонакатывание Торцовое Абразивная обработка Лезвийная обработка Периферийное Дорнование Обработка ППД Разрезание Рис. 7.1. Классификация методов и видов (способов) обработки материалов Вибровыглаживание Формообразующая отделочноупрочняющая Подрезание Вибронакатывание Растачивание Алмазное выглаживание Точение Фрезерование Осевая обработка Обработка с поступательным движением Обтачивание Отделочноупрочняющая Накатывание Обработка резанием Электрофизико-химическая, лучевая и плазменная обработка Комбинированная обработка с сочетанием воздействий Механическая обработка
Глава 7. Основы, способы, оснащение обработки резанием 8 ГОСТ 3.1109–82, ГОСТ 25762–83 и другими действующими стандартами, отраслевыми руководящими техническими материалами и принятой в научно-технической литературе терминологией. Наиболее ответственной является отделочная обработка поверхностей заготовок. Этот процесс, как правило, должен обеспечивать точность размеров и формы поверхностей деталей, соответствующую квалитетам точности от 5 до 8, и уровни относительной геометрической точности В и С; способствовать размерной стабильности деталей и зазоров соединений; обеспечивать микрогеометрию (шероховатость) поверхностей по параметру Ra от 0,1 до 1,2 мкм; исключать загрязнение поверхностей деталей в процессе их производства и уменьшать загрязнение зазоров соединений при эксплуатации изделий; способствовать уменьшению дефектов (мелких раковин и пор) материала и покрытий деталей; обеспечивать рациональное для конкретных условий эксплуатации состояние подповерхностного слоя материала; способствовать улучшению эксплуатационных свойств деталей. Метод обработки характеризуется видом используемой энергии, способом воздействия инструмента на заготовку и схемой обработки определенной поверхности заготовки. При обработке материалов используются следующие виды энергии: механическая (резание и ППД), электрическая, химическая, светолучевая, ультразвуковая и плазменная или их сочетание. По способу воздействия инструмента на заготовку различают вид контакта (точечный, линейный, по плоскости, пространственный) и характер контакта (непрерывный, прерывистый, импульсный, вибрационный). На схеме обработки в зависимости от используемого оборудования показывается условное изображение заготовки и инструмента в конечном положении, их закрепление и формообразующие (обрабатывающие) движения. Формообразующая обработка основана на снятии слоя материала для обеспечения требуемой геометрической формы, точности размеров, относительного положения и микрогеометрии поверхностей деталей. Слой металла, снимаемый с заготовки при ее обработке, называется припуском. Для снятия припуска инструменту и заготовке сообщаются относительные движения. Движения, обеспечивающие снятие с заготовки припуска или изменение состояния обрабатываемой поверхности, называют движениями резания или другого метода обработки. К ним относятся главное движение резания (обработки) Dг и движения подачи DS (ГОСТ 25762–83). Для примера на рис. 7.2 показана схема шлифования заготовки 1, установленной на столе плоскошлифовального станка 2, шлифовальным кругом 3.
7.1. Методы обработки материалов и формообразования поверхностей деталей 9 DSв Dг 3 А Б z 1 2 DSn DSnp Рис. 7.2. Схема обработки заготовки на плоскошлифовальном станке: Dг — главное движение резания; Dsпр, DSв, Dsп — соответственно продольное, вертикальное и поперечное перемещения подачи; А — обрабатываемая поверхность; Б — обработанная поверхность, с которой снят припуск Каждому сочетанию вида обработки, инструмента и станка соответствует строго определенный метод формообразования поверхностей. Все детали имеют пространственную форму, ограниченную плоскими, круговыми цилиндрическими и коническими, сферическими, торовыми и другими поверхностями. Любую геометрическую поверхность можно представить совокупностью последовательных положений следов производящей линии, называемой образующей, движущейся по другой производящей линии, называемой направляющей. Так, для образования круговой цилиндрической поверхности необходимо образующую в виде прямой линии перемещать по направляющей в виде окружности. При обработке поверхностей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев являются воображаемыми. Они воспроизводятся сочетанием движений заготовки и инструмента, скорости которых строго согласованы. Движения резания являются формообразующими. При механической обработке заготовок деталей машин и приборов реализуются обычно пять методов формообразования (копирования, следов, касания, комбинированный и обкатка). Образование поверхностей методом копирования (рис. 7.3, а) состоит в том, что режущая кромка инструмента является реальной образующей линией 1. Направляющая линии 2 воспроизводится во времени вращением заготовки. Формообразующим в том случае является главное движение резания Dг. Движение подачи Dsп нужно для получения геометрической поверхности определенного размера (диаметра). Метод копирования используется при обработке фасонных
Глава 7. Основы, способы, оснащение обработки резанием 10 а б в Dr 1 Dr 1 Dr DSn 1 2 2 DSnр 2 DSnр г Dr 1 DSв 2 DSnр DSnр Рис. 7.3. Схемы формообразования поверхностей деталей методами: а — копирования; б — следов; в — касания; г — комбинированный поверхностей заготовок на токарных, фрезерных, протяжных и шлифовальных станках. Образование поверхностей по методу следов (рис. 7.3, б) заключается в том, что линия 1 является траекторией движения точки на главной режущей кромке инструмента, а направляющая линия 2 — траекторией движения точки заготовки. В этом случае образующими являются движения резания Dг и Dsпр. Метод следов наиболее широко распространен в машино- и приборостроении. При образовании поверхностей по методу касания (рис. 7.3, в) образующей линией 1 является режущая кромка инструмента (фрезы), а направляющей линией 2 поверхности служит касательная к ряду геометрических вспомогательных линий — траекторий точек режущей кромки фрезы. Здесь формообразующим является движение Z > s подачи. На рис. 7.3, г приведен комбинированный метод формообразования прямолинейной фасонной канавки, содержащий в себе элементы предыдущих методов. Образующей линией 1 является фасонная режущая кромка фрезы, соответствующая форме сечения канавки. При этом направляющей линией 2 будет касательная к траектории точек режущей кромки инструмента. Движение Dsв вертикальной подачи заготовки может быть использовано для получения высотного размера канавки (глубины) при обработке за несколько проходов. Образование поверхностей по методу обкатки (рассмотрен) чаще всего применяется при изготовлении зубчатых колес.
Доступ онлайн
от 640 ₽
В корзину