- •Оглавление.
- •Раздел I введение в технологию
- •Глава 1
- •Основные понятия и определения
- •§ 1.1. Предмет и содержание курса технологии отраслей промышленности
- •§ 1.2. Связь технологии с экономикой
- •§ 1.3. Понятие о технологических процессах: принципы их классификации
- •§ 1.4. Материальные и энергетические (тепловые) балансы
- •§ 1.5. Понятие о себестоимости и качестве промышленной продукции
- •§ 1.6. Общие положения по технике безопасности и охране труда на промышленных предприятиях
- •Глава 2 сырье, вода и энергия в промышленности § 2.1. Сырье в промышленности
- •Минеральное сырье
- •Растительное и животное сырье
- •Обогащение сырья
- •Комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов
- •§ 2.2. Вода в промышленности
- •Промышленная водоподготовка
- •Промышленные сточные воды и их очистка
- •§ 2.3. Роль энергии в технологических процессах
- •Рациональное использование энергии
- •Глава 3 научно-техническая революция и научно-технический прогресс в промышленности § 3.1. Сущность, значение и основные направления научно-технического прогресса
- •§ 3.2. Нтр и технология
- •§ 3.3. Химизация народного хозяйства - важное направление нтп
- •§ 3.4. Нтп в области промышленных материалов
- •§ 3.5. Нтп в области орудий труда. Механизация, автоматизация и роботизация производства
- •§ 3.6. Применение вычислительной техники и асу в технологии
- •§ 3.7. Экологические проблемы нтп
- •Раздел II
- •§ 4.2. Основные закономерности, определения и классификация химических процессов
- •§ 4.3. Понятие о скорости и равновесии химических процессов
- •§ 4.4. Выход продукции в химико-технологических процессах
- •§ 4.5. Общие принципы интенсификации химико-технологических процессов
- •Перспективы развития и совершенствования химико-технологических процессов
- •Глава 5. Высокотемпературные процессы § 5.1. Сущность и значение высокотемпературных процессов
- •Влияние температуры на процессы, идущие в кинетической области
- •Влияние температуры на скорость процессов в диффузионной области
- •Условия, ограничивающие применение высоких температур
- •Типовое оборудование
- •§ 5.2. Тенденции совершенствования высокотемпературных процессов
- •§ 5.3. Высокотемпературные процессы в металлургии
- •Высокотемпературные процессы черных металлов в производстве
- •§ 5.4. Высокотемпературные процессы в производстве строительных материалов
- •§ 5.5. Высокотемпературная переработка топлива
- •Термические процессы переработки нефти и нефтяных фракций
- •§ 5.6. Высокотемпературные процессы в химической промышленности
- •Глава 6 электрохимические процессы § 6.1. Значение и сущность электрохимических процессов
- •Основные закономерности электрохимических процессов
- •§ 6.2. Электролиз водных растворов Электрохимическое производство хлора и едкого натра (каустической соды)
- •Электролиз воды
- •Электрохимическое производство продуктов окисления
- •§ 6.3. Гидроэлектрометаллургия
- •§ 6.4. Электролиз расплавленных сред
- •Свойства расплавленных электролитов
- •Глава 7 каталитические процессы § 7.1. Роль каталитических процессов, основные закономерности и определения
- •§ 7.2. Применение каталитических процессов в промышленности
- •§ 7.3. Производство аммиака
- •§ 7.4. Каталитические процессы нефтепереработки
- •Глава 8 процессы, идущие под повышенным или пониженным давлением § 8.1. Роль давления в технологии
- •§ 8.2. Давление как фактор интенсификации газообразных процессов
- •§ 8.3. Роль давления в жидкофазных и твердофазных процессах
- •Глава 9 биохимические процессы § 9.1. Основные понятия и определения
- •§ 9.2. Применение биотехнологических процессов в промышленности
- •Глава 10 фотохимические процессы
- •Глава 11 радиационно-химические процессы
- •Глава 12 плазмохимические процессы § 12.1. Общие понятия и определения
- •§ 12.2. Виды плазмохимических процессов
- •Глава 13 общие сведения о физических процессах химической технологии § 13.1. Значение физических процессов и их классификация
- •§ 13.2. Виды физических процессов Физико-механические процессы
- •Массообменные процессы
- •Раздел III
- •§ 14.2. Кислоты, щелочи Неорганические кислоты
- •§ 14.3. Минеральные удобрения
- •§ 14.4. Полимеры Общие сведения о полимерах, их строении, свойствах и способах получения
- •Пластмассы, их свойства, значение и применение в народном хозяйстве
- •Химические волокна и их применение в народном хозяйстве
- •Каучуки и резина
- •§ 14.5. Нефтепродукты
- •Глава 15 строительные материалы § 15.1. Общие сведения
- •§ 15.2. Основные виды строительных материалов Природные (естественные) материалы, применяемые в строительстве
- •Керамические материалы
- •Огнеупорные материалы
- •Минеральные вяжущие
- •Бетон, железобетон и строительные растворы
- •Силикатные (автоклавные) материалы
- •Асбестоцементные материалы
- •Стекло и изделия на его основе
- •Теплоизоляционные материалы
- •Глава 16 металлы и сплавы § 16.1. Общие сведения
- •§ 16.2. Методы определения качества металла (сплава)
- •§ 16.3. Термическая и химико-термическая обработка
- •§ 16.4. Черные металлы и сплавы
- •Материалы со специальными свойствами (стали, сплавы)
- •Магнитные материалы
- •Инструментальные материалы
- •§ 16.5. Цветные металлы и их сплавы
- •§ 16.6. Коррозия металлов
- •Классификация коррозионных процессов
- •Электрохимическая коррозия металлов
- •§ 16.7. Защита металлов от коррозии Защита металлов от химической коррозии
- •Экономия на 1 т листа
- •Защита металлов от электрохимической коррозии
- •Технико-экономические показатели и выбор методов защиты
- •Раздел IV
- •Типы производств
- •Типизация технологических процессов
- •Технологичность конструкций изделий
- •Качество изделий
- •Понятие о точности обработки
- •Основные методы и средства контроля качества изделий
- •Шероховатость поверхности
- •Выбор заготовок
- •§ 17.2. Экономическая оценка технологического процесса
- •Глава 18
- •Литье в песчано-глинистые формы
- •Специальные способы литья
- •§ 18.2. Основы технологии производства заготовок методами пластической деформации
- •Формообразование заготовок, изделий из пластмасс и резины методами пластической деформации
- •Формообразование деталей методами порошковой металлургии
- •§ 18.3. Изготовление неразъемных соединений Понятие о неразъемных соединениях. Виды неразъемных соединений
- •Сущность процессов сварки материалов и их классификация
- •Сварка плавлением
- •Огневая резка материалов
- •Сварка давлением
- •Контроль качества сварных соединений
- •Клеевая технология
- •§ 18.4. Обработка конструкционных материалов резанием
- •Обработка на станках-автоматах и полуавтоматах
- •Чистовая обработка наружных поверхностей тел вращения
- •Обработка внутренних поверхностей тел вращения.
- •Обработка плоских поверхностей
- •Обработка фасонных поверхностей
- •Методы изготовления деталей зубчатых зацеплений
- •Обработка резанием неметаллических материалов
- •Обработка заготовок на агрегатных станках
- •§ 18.5. Электрофизические методы обработки
- •Применение ультразвука в промышленности
- •Плазменная обработка материалов
- •Лазерная обработка
- •Глава 19 основные технологические процессы электроники и микроэлектроники § 19.1. Технология изготовления интегральных микросхем
- •Фотолитография в микроэлектронике
- •Нанесение тонких пленок в вакууме
- •Осаждение из газовой фазы
- •§ 19.2. Технология изготовления печатных плат
- •Технологические процессы изготовления пп
- •Субстрактивные методы изготовления печатных плат
- •Технология изготовления многослойных печатных плат
- •Аддитивные методы изготовления печатных плат
- •Печатные платы с многопроводным монтажом
- •Глава 20 технология сборочных процессов § 20.1. Понятие о технологическом процессе сборки и его организационных формах
- •§ 20.2. Контроль и испытание готовых изделий
- •Глава 21 основы технологии строительного производства § 21.1. Роль капитального строительства в развитии народного хозяйства ссср
- •§ 21.2. Строительные работы
- •§ 21.3. Основные направления совершенствования строительства
- •Глава 22 оптимизация технологических процессов § 22.1. Общая постановка задач оптимизации технологических процессов
- •§ 22.2. Методы оптимизации технологических процессов
- •Регрессионный и корреляционный методы анализа при оптимизации технологических процессов
- •Методы планирования эксперимента для оптимизации технологических процессов
Обработка внутренних поверхностей тел вращения.
Обработка внутренних поверхностей — отверстий по сравнению с обработкой наружных более трудоемка, часто требует применения нескольких режущих инструментов и различных измерительных средств. Предварительная обработка отверстий в сплошном материале выполняется, в основном, спиральными сверлами.
Главное и вспомогательное рабочие движения при сверлении осуществляет инструмент. Однако имеются станки, в которых главное рабочее движение выполняет заготовка, а движение подачи — инструмент. Например, при сверлении на токарном станке заготовка вращается, а сверло подается; то же — на револьверном станке. При сверлении отверстий небольших диаметров (до 15 мм) можно получить меньшую шероховатость, чем при получении отверстий больших размеров. Достижимая точность при сверлении — 12-й квалитет.
Для получения точных отверстий, имеющих малую шероховатость, применяют последовательную обработку различными инструментами (рис. 18.45): а — сверлом, б — зенкером, в — черновой и г — чистовой разверткой. Зенкеры применяют для обработки уже полученных отверстий, обеспечивая точность, соответствующую 11-му квалитету. Ими можно обрабатывать отверстия как после сверления, так и отверстия, полученные в заготовках литьем, ковкой. Зенкеры изготовляют цельные трехзубые диаметрами 12— 35 мм и насадные четырехзубые диаметрами 25-100 мм.
Чистовые операции — калибрование отверстий выполняют развертками, обеспечивающими точность по 5 — 7-му квалитетам. Развертки являются самоцентрирующим инструментом, т. е. устанавливаются в шарнирном приспособлении. Они состоят из рабочей и хвостовой частей. Рабочая часть включает заборный (режущий) конус, калибрующую часть и обратный конус, предохраняющий обработанную поверхность при выходе развертки из отверстия.
Количество зубьев развертки z рассчитывают по формуле
где d - диаметр развертки.
Все указанные операции выполняют на токарных и револьверных станках, а также на станках сверлильной группы, которые подразделяют на следующие типы: вертикально-сверлильные (настольные, настенные и на колонке) для сверления отверстий до 80 мм; радиально-сверлильные; многошпиндельные сверлильные станки.
Для установки и закрепления заготовок на вертикально-сверлильных станках, быстрого и правильного ориентирования режущего инструмента относительно заготовки применяют специальные приспособления — кондукторы, имеющие закаленные направляющие втулки, фиксирующие положение инструмента.
Радиально-сверлильные станки применяют для обработки нескольких отверстий, лежащих в одной плоскости крупногабаритной заготовки, которую устанавливают неподвижно на столе станка. Инструмент закрепляют в шпиндельной головке, которая может перемещаться по направляющим траверсы в горизонтальной плоскости, а траверса имеет возможность поворачиваться вокруг колонны. Таким образом, в любой точке заготовки можно обработать отверстие.
Отверстия можно обрабатывать также расточными резцами на токарных, револьверных и других станках, в том числе на расточных, которые подразделяются на горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-расточные.
На горизонтально-расточных станках резцы закрепляют в специальных вращающихся оправках — борштангах, а заготовки — неподвижно на столе станка.
На координатно-расточных станках получают высокое качество обработанных отверстий с точными межцентровыми расстояниями. Обработка на таких станках трудоемка. Поэтому координатно-расточные станки применяют в единичном и мелкосерийном производствах, например в инструментальных цехах.
Алмазно-расточные станки используют для чистовой обработки цилиндрических отверстий.
Сверление глубоких отверстий выполняется на горизонтально-сверлильных станках. В этих станках заготовка вращается, а через отверстие в неподвижном сверле под давлением обильно подается охлаждающая жидкость.
Для обработки ступенчатых отверстий целесообразно применять ступенчатые зенкеры и ступенчатые перовые сверла, а также комбинированный инструмент, состоящий из нескольких разнородных инструментов, например сверло — зенкер и т. д.
Чистовая обработка отверстий кроме развертывания и алмазной расточки может выполняться протяжками (рис. 18.46, а) и прошивками. Основными элементами протяжки (рис. 18.46,6) являются: хвостовик l1, который служит для закрепления инструмента в приспособлении приемной части станка (тянущего устройства). Шейка l2, соединяющая хвостовик с направляющей частью l3 протяжки. Режущая часть l4, состоящая из режущих зубьев, диаметр которых последовательно увеличивается на толщину срезаемого слоя (0,03 — 0,15 мм). Размер последнего режущего зуба соответствует размеру отверстия, указанному в чертеже. Во впадинах между режущими зубьями должен полностью укладываться срезаемый материал — стружка, для чего на режущих зубьях наносят в шахматном порядке стружкодробильные канавки.
Калибрующая часть l5 состоит из ряда калибрующих зубьев, придающих отверстию размер с требуемой точностью и необходимую шероховатость поверхности; задняя направляющая часть протяжки l6 необходима для поддержания протяжки в горизонтальном положении.
Преимущества протягивания: идентичность размеров бработанных отверстий (с точностью по 5-6-му квалитетам), малая шероховатость поверхностей, большая производительность процесса, возможность его автоматизации. Основным недостатком является высокая стоимость изготовления протяжек, относящихся к специальным инструментам. Поэтому протягивание применяют в крупносерийном и массовом производствах.
Прошивки отличаются от протяжек отсутствием хвостовика, вместо которого на них изготовляют направляющий конус. Прошивки применяют на вертикально-протяжных станках или прессах.
Протягиванием можно обрабатывать не только цилиндрические, но и любые фасонные отверстия (шлицевые, квадратные и т. д.).
К чистовой обработке резанием внутренних поверхностей тел вращения относятся также шлифование, хонингование, притирка и полирование.
В механических цехах выполняют калибрование отверстий без снятия стружки стальным закаленным шариком или оправкой - дорном, которые с натягом перемещаются вдоль оси отверстия, сглаживая неровности, повышая точность размеров отверстия и упрочняя его поверхность за счет пластического деформирования. Калибровать можно только достаточно жесткие заготовки, материал которых не проходил упрочняющей термообработки.
Калибрование проводят на прессах или горизонтально-протяжных станках. Обрабатываемая заготовка не закрепляется, а инструмент (оправка) монтируется в самоустанавливающемся шарнирном приспособлении.
Калибрование стальных и бронзовых заготовок проводится со смазкой сульфофрезолом (веретенное масло с добавлением серы), а чугунных — керосином.
Поверхность отверстия после калибрования получает наклеп, и во избежание появления трещин такие заготовки нельзя подвергать последующей термической обработке.
К чистовой обработке внутренних поверхностей без снятия стружки относится также раскатывание отверстий. Сущность метода состоит в том, что поверхностные слои материала обрабатываемой заготовки подвергают пластическому деформированию инструментом, имеющим большую твердость. В качестве инструмента применяют раскатку с одним или несколькими роликами.
Рис. 18.47
Давление передается на материал заготовки только в зоне контакта инструмента с поверхностью.
Раскатывание выполняют на токарных и карусельных, а также сверлильных станках для глубокого сверления. В процессе обработки применяют смазку веретенным маслом или керосином.
Иногда внутренние поверхности тел вращения обрабатывают вибронакатыванием, нанося на них упрочняющие канавки специальным инструментом, совершающим колебательные движения с необходимыми амплитудой и частотой.
Шлифование назначается только для чистовой обработки отверстий термически обработанных (закаленных) заготовок. Для шлифования применяют: внутри-шлифовальные станки; станки с планетарной подачей и бесцентрово-шлифовальные станки.
На внутришлифовалъном станке заготовка и шлифовальный круг вращаются соответственно со скоростями vзаг и vk, а круг, кроме того, продольно перемещается с подачей Snp (рис. 18.47, а).
Станки с планетарной подачей применяют лишь для шлифования отверстий в особо крупных заготовках, которым придать вращательное движение не представляется возможным. В этом случае вращение и движение продольной подачи совершает шлифовальный круг. Кроме того, круг с помощью планетарного механизма получает планетарное движение по отношению к поверхности обрабатываемого отверстия заготовки, закрепляемой неподвижно на столе станка.
Шлифование отверстий на бесцентровых станках применяют крайне редко. Здесь заготовка устанавливается на три ролика, расположенных под углом 120° друг с другу. Один ролик — ведущий, приводящий заготовку во вращение, другой — опорный, а третий — прижимает заготовку к двум другим роликам. Вращение и движение продольной подачи осуществляет шлифовальный круг.
Шлифование отверстий мало производительно и вызывает большой износ абразивного круга. В значительной степени это объясняется малым диаметром круга (меньше диаметра отверстия заготовки). При небольшом диаметре круга имеет место низкая скорость резания и большая дуга контакта поверхностей обрабатываемого отверстия и круга, вызывающая его интенсивный износ и частую правку.
Внутреннее шлифование обеспечивает точность по 6-му квалитету.
Хонингование применяют для получения цилиндрических отверстий по 5-му квалитету точности. В основном данным методом обрабатывают закаленные стальные, чугунные и бронзовые заготовки.
Хонингование выполняется на специальных хонинговальных станках, которые имеют 4, 6 или 8 шпинделей, или на модернизированных сверлильных станках.
Инструментом служит хон, шарнирно закрепляемый в патроне на шпинделе станка. Хон несет 3, 6, 9 или 12 брусков (рис. 18.47,6), изготовленных из электрокорунда или карбида кремния на керамической связке. Иногда для брусков применяют бакелитовую связку.
Бруски хона имеют возможность раздвигаться в радиальном направлении в пределах заданного припуска на хонинговалъную операцию. В процессе обработки хон совершает вращательное и возвратно-поступательное движения, сочетание которых образует на обработанной поверхности характерный микропрофиль в виде сетки. Действительная скорость резания определяется как геометрическая сумма vB и vn (рис. 18.47, б). Лучшее качество обработки достигается при таких соотношениях vв и vm когда угол α= 15÷30°.
Хонингование проводится с охлаждением керосином, в который добавляется машинное масло или парафин. Размер припуска под хонингование зависит от диаметра обрабатываемого отверстия и качества предшествующей обработки его, а также от материала заготовки.
Хонингование является достаточно производительным процессом обработки отверстий, который исправляет погрешности его формы — конусность, овальность и др. Расположение оси отверстия хонингованием не исправляется, так как хон является самоцентрирующимся инструментом.
Притирка и полирование отверстий идентичны операциям, выполняемым при обработке наружных поверхностей тел вращения.