Сварка и резание металлов (стр. 2 из 3)

Специальные виды сварки

При изготовлении сварных изделий производительность труда может быть повышена за счет организационных и технических мероприятий, а также применения специальных способов сварки: трением, холодной, диффузионной, лазерной и др. Все это дает большие возможности увеличения производительности труда и улучшения качества. Сварка трением осуществляется за счет тепла, выделяющегося при взаимном трении поверхностей свариваемых деталей. При сварке трением одна из деталей вращается вокруг своей оси со скоростью около 3000 об./мин., а вторая деталь прижимается к ней осевым давлением. Сварку трением применяют для соединения деталей встык (стержней, труб), различных режущих инструментов и для образования Т-образных труб. Холодная сварка — сварка, при которой соединение образуется при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых поверхностей. Сварное соединение при этом способе получается внедрением одного металла в другой при их соприкосновении под местным давлением. Свариваемость металлов при холодной сварке зависит от их пластичности и качества подготовки поверхностей. Хорошо свариваются пластичные сплавы алюминия, меди, серебра, золота и подобные металлы, и сплавы в. однородных и разнородных сочетаниях.

Диффузионная сварка в вакууме. При этом способе сварки соединяемые детали. Помещают в вакуумную камеру и нагревают до необходимой температуры, а затем соединяют друг с другом с усилием. Выбор режима при диффузионной сварке зависит от рода свариваемых металлов. Диффузионную сварку применяют для соединения трудно свариваемых металлов и сплавов, цветных металлов, металлокерамических изделий, пластин из твердых сплавов с державкой режущего инструмента, металлов с керамикой, кроме того, этим способом можно получить различные биметаллы, триметаллы.

Электронно-лучевая сварка. Одним из эффективных способов соединения деталей из тугоплавких металлов (молибдена, вольфрама, тантала и др.) и металлов химически активных (цирконий, уран, бериллий), сильно реагирующих с кислородом, азотом, окисью углерода, является огарка электронным лучом в вакууме.

Лазерная сварка. Для получения сварного соединения при лазерной сварке не пользуется когерентный световой высокой плотности оптического квантового генератора – лазера. Температура луча столь высока, что его прямому воздействий ничто нё; может противостоять. Уменьшая диаметр луча, можно довести мощность до очень высоких значений. Лазерный луч способен преломлять призмами и зеркалами. Это позволяет сваривать любое место свариваемого изделия сваривать любое место свариваемого изделия. Можно сваривать детали, помещенные внутрь герметично; закрытого объема, в котором создай вакуум.

Газокислородная резка металлов

Резкой называют процесс разделения на части (заготовки) металла сортового или листового проката окислением или плавлением его или посредством того другого. Сущность резки плавлением состоит в нагреве места резки сильным концентрированным источником до температуры выше температуры плавления металла и выдувании расплавленного металла из места реза дугой с газами, участвующими в процессе резки.

Основными видами термической резки окислением (горением) являются газокислородный и кислородно-дуговой. Основными видами термической резки плавлением являются плазменно-дуговой, газолазерный, газо-дуговой. Наибольшее распространение для резки стали получила газокислородная резка. Достоинствами ее являются несложность применения оборудования и приемов работы, большая универсальность и экономичность процесса.

Резка стали осуществляется специальными режущими горелками — резаками, которые отличаются от сварочных горелок наличием канала для поступлением кислорода. Когда металл разогреется, пускают струю кислорода, сжигающую железо и выдувающую окислы (шлак). Выделяющееся при сгорании железа тепло вместе с теплом подогревающего пламенем нагревает близлежащие слои метала и при перемещений резака в структуре кислорода сгорают новые частицы металла, образуя рез по ходу движения резака.

рис.22 Схема обработки резанием

В машиностроении основным видом обработки является станочная обработка, которая выполняют на металлорежущих станках. Чтобы обработать ту или иную поверхность и получить детали формы необходимо закрепить заготовку и инструмент и перемещать их в процессе обработки относительно друг к другу

1) главное движение резания, при котором лезвие инструмента, врезаясь в материал отделяет об него стружку

2) движение подачи, необходимо для подвода под лезвие новых слоев метала.

Эти движения могут быть вращательными и поступательными.

При точении главное движение сообщается обрабатываемому изделию, вращающемуся вокруг своей оси. При фрезеровании главное движение – вращательное сообщается инструменту, а поступательное движение подачи. При шлифовании главное движение сообщать инструмент, а движение подачи может сообщаться как заготовки, так и инструменты

Припуски на обработку и выбор заготовок

При обработке резанием с обрабатываемого изделия (заготовки) снимается слой материала для получения готового изделия (детали). Этот слой материала называется припуском на обработку. Размер припуска определяют разностью между размерами заготовки и размером детали по рабочему чертежу. Припуски подразделяют на общее, т.е удаляемые в течении всего процесса обработки данной поверхности и межоперационные удаляемые при выполнении отдельных операций. Размер припуска обеспечивается изготовление заготовки, однако повышение требованиям точности в ряде случаев повышают и себестоимость их изготовление.

Понятия об основных элементах процесса резания

Различные способы обработки резанием характеризуются элементами резания; глубиной резания, подачей при резании и скоростью резания. Сочетание этих элементов называется режимом резания. Слой материала, снимаемый с поверхности заготовки за один проход инструмента или одно пёремещёние заготовки, толщиной t мм называется глубина резания. Непрерывность резания обеспечивается передвижением инструмента относительно обрабатываемой/поверхности. Перемещение инструмента за определенное перемещение детали называется подачей, S. Скорость, с которой какая-либо точка обрабатываемой поверхности детали перемещается в единицу времени относительно, но режущей кромки инструмента, называется скоростью резания, У. Выбор режима резания заключается в определении глубины резания, подачи и скорости резания. Как правило, первые два фактора определяются заданными условиями обработки: глубина — величиной припуска на обработку, а да дача — требуемой чистоты.

В зависимости от конкретных условий работы скорость резания изменяется в очень широких пределах, она определяется материалом и формой обрабатываемого изделия, геометрией резания инструмента, глубиной резания, подачей, охлаждением, устойчивостью изделия и инструмента.

Металлорежущие станки, их классификация и условные обозначения

Машины, предназначенные для обработки резанием металлов, сплавов и других материалов, называются металлорежущими станками. Эти станки находят широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. Металлорежущие станки классифицируются по различным признакам, зависящим от методов обработки, характера главного движения и движения подачи, степени автоматизации вида и особенностей применяемых инструментов и т. д. Для классификации станков пользуются системой, разработанной экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС). По этой системе станки подразделяются на 9 групп. В свою очередь, каждая группа делится на девять подгрупп (типов) в соответствии с конструктивными и технологическими особенностями специализации и т. д. Тип (модель) металлорежущего станка обозначают соответствующим номером» Первая цифра в номере указывает группу станка, вторая — его подгруппу (тин), третья и четвертая цифры показывают условные размеры станка размер обрабатываемой детали и прочее (для токарных станков - высоту центров, для сверлильных — наибольших диаметров отверстия). По степени универсальности различают станки универсальные, специализированные и специальные. Первые предназначены для обработки деталей разнообразной номенклатуры вторые – для конфигурации, но имеющих различные размеры; на специальных станках обрабатывают детали одного типоразмера.

По степени точности станки делятся на пять классов;

Н - нормальной

П - повышенной

В - высокой

А - особо высокой

С - особо точной (мастер станки)

В зависимости от размеров различаются станки настольные, мелкие, средние, крупные и тяжелые.

По степени автоматизации – обыкновенные, полуавтоматические и автоматические станки.

Автоматические станочные линии

Для единичного и мелкосерийного производства характерно групповое расположение оборудования с концентрацией станков определенного технологического назначения на отдельных участках механического цеха (участок токарных ставков, участок фрезерных станков и т. д.). В массовом производстве наиболее эффективно расположения оборудования по ходу технологического процесса, что значительно сокращает длину пути, проходимого обрабатываемого деталью, и уменьшает цикл производства. Наибольшее распространение получили автоматические станочные линии. Их основным оборудованием являются металлорежущие станки-автоматы, выполняющие цикл операций по обработке заготовок резанием. В зависимости от типа используемых станков различают из универсальных, специальных, типовых и агрегатных станков. Автоматические линии из специальных станков создаются для обработки определенных деталей и не допускают переналадки. Переналадочные станочные линии создаются из типовых станков-автоматов и применяются для обработки валов, втулок и др. деталей.