- •Брянский колледж железнодорожного транспорта материаловедение
- •Введение
- •1 Технология металлов
- •1.1 Основы металловедения
- •Механические свойства:
- •Определение механических свойств металлов
- •1 Испытание на прочность при растяжении
- •2 Определение твёрдости
- •3 Испытание на ударную вязкость
- •4 Испытание на усталость
- •Аллотропные формы железа
- •Углеродистые конструкционные обыкновенного качества.
- •Углеродистые инструментальные стали
- •I . Конструкционные низколегированные стали
- •II . Инструментальные стали:
- •III. Специальные стали
- •5) Поверхностная закалка стали токами bч
- •Химико – термическая обработка стали
- •1. 3 Сплавы цветных металлов Сплавы на основе меди
- •Химический состав и типичные механические свойства некоторых деформируемых алюминиевых сплавов после закалки и старения
- •Химический состав и типичные механические свойства сплавов алюминия, не упрочняемые термической обработкой
- •2) Литейные сплавы.
- •Химический состав(%) кальциевых баббитов
- •2 Электротехнические материалы Проводниковые материалы Классификация и назначение
- •Материалы высокой проводимости
- •Сплавы высокого сопротивления
- •Жаростойкие сплавы
- •Металлокерамические и электроугольные изделия
- •Электроизоляционные материалы
- •1) Электрические характеристики:
- •4)Физико- химические характеристики:
- •1) Нефтяные масла
- •2) Синтетические жидкие диэлектрики
- •4) Асбест и асбоматериалы
- •Проводниковые изделия
- •Силовые кабели
- •Полупроводниковые материалы
- •2. 4 Магнитные материалы
- •1 ) Магнитно-мягкие материалы
- •2)Магнитно-твёрдые материалы
- •Способы обработки металлов
- •Обработка металлов давлением
- •Электроконтактная.
- •3 ) Газовая сварка и резка.
- •Специальные виды сварки
- •6) Отделочные операции:
- •7) Электрическая и ультразвуковая обработка:
- •8)Понятие о станках с чпу
Электроконтактная.
а) стыковая сварка
- стыковая сварка оплавлением - торцы деталей, без подготовки, приводят в соприкосновение при подведенном электрическом напряжении (U до 5 В, I = 100 … 1000 А). После разогрева соединения, делают осадку усилием до десятков тонн;
- стыковая сварка давлением – свариваемые поверхности тщательно разделывают ( для надежного контакта), детали сжимают торцами и включают ток. После разогрева соединения, ток выключают и делают осадку. Применяют для стержней сечением до 10 см2;
в) точечная сварка - применяется для соединений внахлёстку. Свариваемые детали сжимают медными водоохлаждаемыми электродами и включают ток. Осадку выполняют давлением на электроды. Применяют обычно для сваривания обшивки локомотивов, вагонов, автомобилей и др..
г) Роликовая (шовная сварка) - выполняется аналогично точечной с применением роликовых электродов, позволяющих получить сплошной или прерывистый шов. Обычно применяют при сварке резервуаров.
3 ) Газовая сварка и резка.
Основана на использовании тепла газового пламени. Обычно используют ацетилено-кислородные смеси, дающие при сгорании в горелках t = 3100…3300 0С. Кислород хранят в голубых баллонах, ацетилен - в белых или вырабатывают в газогенераторах.
Различают:
а) газовую сварку плавлением;
б) сварку давлением – нагрев мест соединения выполняют специальными многопламенными горелками до пластичного состояния , а затем детали сжимают;
в) кислородную резку – основана на способности металлов гореть в струе кислорода. Резак – представляет собой специальную газовую горелку с отдельной подачей кислорода.
Специальные виды сварки
Паяние металлов
При пайке соединение образуется в результате диффузии припоя в металл соединяемых деталей. Поверхности деталей предварительно зачищают, при пайке используют флюсы (для растворения окислов и защиты места пайки от окисления, для снижения температуры плавления припоя и лучшей его растекаемости).
Для электротехнических и герметичных паек используют мягкие припои марок ПОС (оловянно-свинцовые), температура плавления 180…280 0С. Механическая прочность шва невысокая. Для снижения температуры плавления в сплавы ПОС добавляют висмут, сурьму и кадмий (при ванной пайке).
Флюсы: хлористый цинк, нашатырь, канифоль - для электротехнических паек.
Для конструкционных паек используют твёрдые припои с температурой плавления 700…900 0С:
а) медно-цинковые (латунные) - марок ПМЦ;
б) медно-фосфористые - МФ;
в) серебряные припои - ПСр.
Флюсы: бура ,борная кислота и их смеси.
Обработка металлов резанием
Металлорежущие станки:
Токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные, разрезные, зубо- и резьбообрабатывающие, шлифовальные, полировальные, вспомогательные.
Обрабатываемые поверхности:
Плоские, цилиндрические, конические, фасонные, сложной формы (зубья, кулачки и др.).
Движение рабочих органов станков:
а) основное – при котором снимается слой материала. Оно состоит из главного движения и движения подачи;
б) вспомогательное – подвод и отвод режущего инструмента.
Элементы резания:
Обрабатываемая поверхность.
Поверхность резания.
Обработанная поверхность.
|
t – глубина резания, S – подача (перемещение резца за один оборот), b – ширина срезаемого слоя, а – толщина срезаемого слоя, ƒ – площадь поперечного сечения стружки.
|
Элементы геометрии резца:
|
|
Режущие свойства резца зависят от его геометрии, т.е. углов заточки.
Углы резца измеряются от основной плоскости (горизонтальной, параллельной продольной и поперечной подаче) и плоскости резания (касательной к поверхности резания и проходящей через главную режущую кромку).
|
α – главный задний угол (~8 %) – способствует уменьшению трения при резании; β – угол заострения; γ –главный передний угол – облегчает процесс образования стружки;
φ – главный угол; ε – угол при вершине резца; φ1 – вспомогательный угол; λ - угол наклона передней поверхности, влияет на направление схода стружки.
|
При резании возникает сложная деформация металла (смятие, сдвиг, срез сопровождаемый трением). При этом возможно образование трех видов стружки:
а) сливная – непрерывная спиральная лента (вязкие металлы);
б) скалывания (менее вязкие);
в) надлома – отдельные частицы неправильной формы (хрупкие металлы).
Режимы резания:
а) скорость резания – путь пройденный в минуту точкой лежащей на обрабатываемой поверхности – характеризует производительность. По ней устанавливается частота вращения шпинделя станка;
б) сила резания и мощность при точении – необходимы для расчёта привода и мощности двигателя.
Точение – выполняют на станках токарной группы. Виды работ:
обтачивание черновое и чистовое цилиндрических, конических, торцевых, фасонных поверхностей; подрезание и отрезание; возможно также: сверление, растачивание отверстий, нарезание резьбы.
Станки – токарно-винторезные, револьверные, многорезцовые, карусельные, лобовые и др.
Основные части токарно-винтового станка:
Станина, передняя бабка с коробкой скоростей, суппорт с фартуком, задняя бабка, механизм передачи движения от шпинделя к суппорту (включает: коробку подач, ходовой винт и ходовой валик).
Сверление – выполняется спиральными, перовыми, центровочными и свёрлами глубокого сверления.
Зенкерование – обработка резанием стенок отверстий. Различают зенкеры: для расширения отверстий, для получения цилиндрических и конических углублений, для зачистки торцевых поверхностей.
Развёртывание – обработка стенок отверстий для получения высокой точности и чистоты поверхности.
Виды станков – вертикально- и радиально сверлильные, расточные и специальные.
Фрезерование – обработка металлов многолезвийным режущим инструментом – фрезой. Фреза имеет главное вращательное движение, а обрабатываемая заготовка – поступательное (подача).
Виды фрез:
а) цилиндрические и торцевые – для обработки плоскостей;
б) дисковые, пазовые, угловые, Т- образные – для изготовления пазов и шлицов;
в) фасонные, модульные, червячные – для изготовления зубчатых колес;
г) отрезные (пилы).
Виды станков:
горизонтально-, вертикально-, продольно- и копировально-фрезерные.
Строгание – выполняется резцами на продольно-, поперечно-строгальных и долбёжных станках.
5) Протягивание – механическая обработка многолезвийными инструментами - протяжками, на протяжных станках.
Шлифование – обработка поверхностей абразивными инструментами.
Применяют и для обдирочных работ и как отделочную операцию.
Виды работ при шлифовании: плоское, круглое наружнее, круглое внутреннее,
Абразивные инструменты – самозатачивающиеся. Применяют абразивы естественные и искусственные:
а) электрокорунд – кристаллический оксид алюминия;
б) карборунд – карбид кремния;
в) карбид бора;
г )алмазы (естественные и искусственные).
Виды связки: керамическая, вулканитовая, бакелитовая.