06.11.2020г

ПРЕДМЕТ " МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ"

ГРУППЫ №310 ,№303

Группа № 310 темы уроков: "Сверление,зенкование", " Зенкерование и развертывание".

                                      СВЕРЛЕНИЕ, ЗЕНКОВАНИЕ.

 Сверлением называется процесс образования отверстий в сплошном материале режущим инструментом -- сверлом. Для сверления применяют спиральные сверла различных диаметров, электросверлилки и другие инструменты.

Спиральное сверло состоит из рабочей части и хвостовика, которым оно закрепляется в шпинделе станка.

Рабочая часть сверла состоит из цилиндрической и режущей. На цилиндрической части расположены две винтовые канавки 4, которые предназначаются для отвода стружки в сторону. По краям канавок находятся ленточки 5. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия в детали.

Режущая часть сверла состоит из конуса, на котором находятся две режущие кромки 3, поперечная кромка 1 и задняя поверхность 2. Угол заточки в зависимости от металла детали мо жет колебаться в пределах 110--150°.

* Хвостовики бывают двух типов: конические и цилиндрические. Конический хвостовик удерживает сверло в шпинделе благодаря трению, возникающему между конусом хвостовика и переходной конусной втулкой. Сверло с цилиндрическим хвостовиком укрепляют в шпинделе станка при помощи кулачкового патрона. Лапка -- концевой часть сверла -- служит упором при выбивании сверла из гнезда или патрона.

При сверлении на станках и при помощи электросверлилок надо выполнять следующие правила техники безопасности. Шкивы, гибкие или зубчатые передачи должны быть надежно ограждены. При сверлении отверстий в мелких деталях нельзя удерживать эти детали в руках; надо закреплять в ручных или настольных тисках.

Зенкерование является либо окончательной обработкой отверстия, либо промежуточной операцией перед развертыванием отверстия, поэтому при зенкеровании оставляют еще небольшие припуски для окончательной отделки отверстия разверткой.

Зенкерование обеспечивает точность обработки отверстий в пределах 3--5-го классов точности и 4--6-го шероховатости обрабатываемой поверхности. Зенкерование -- операция более производительная, чем сверление, так как при равных (примерно) скоростях резания подача при зенкеровании допускается в 2,5-- 3 раза больше, чем при сверлении.

По конструкции зенкеры бывают цилиндрические и конические. Цилиндрические зенкеры применяют для более точной обработки отверстий в заготовках, полученных литьем, штамповкой, а также после сверления. Цилиндрические зенкеры бывают цельные, насадные и со вставной твердосплавной пластинкой.

Для обработки отверстий диаметром 12--35 мм применяют зенкеры цельной конструкции, а для обработки отверстий диаметром в пределах 24--100 мм -- насадные зенкеры. Для снятия фасок у отверстий, получения конических и цилиндрических углублений под головки винтов и, заклепок и т. п. применяют зенкование.

Зенковки цилиндрические применяют для обработки цилиндрических гнезд. Для достижения соосности с точно обработанными отверстиями зенковки имеют направляющую цапфу. Зенковки конические применяют для обработки конусных гнезд центровых отверстий. Конусная часть зенковки может быть заточена под углом 60, 90 и 120°.

Отверстия припуски на зенкерование должны составлять: для зенкеров диаметром до 25 мм -- 1 мм, диаметром от 26 до 35 мм -- 1,5 мм и диаметром от 36 до 45 мм -- 2 мм.

Зенкерованием обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные (рис. 5, а). Припуск под зенкерование (после сверления) равен 0,5–3 мм на сторону. Зенкеры выбирают в зависимости от обрабатываемого материала, вида обрабатываемого отверстия (сквозное, ступенчатое, глухое), диаметра отверстия и заданной точности. Отверстие, обработанное зенкером, получается более точным, чем обработанное сверлом. Зенкер имеет три и более режущие кромки, он прочнее сверла, поэтому сечение стружки при зенкеровании получается тоньше, а подача в 2,5– 3 раза больше, чем при сверлении. Зенкерование может быть как предварительным (перед развертыванием), так и окончательным. Зенкерование применяют также для обработки углублений и торцовых поверхностей.

Развертывание является операцией чистовой обработки отверстий, обеспечивающей высокую точность размеров и чистоту поверхности. Эта операция выполняется с помощью инструмента, называемого разверткой. Развертывание отверстий производится на сверлильных станках специальными машинными развертками (с короткой режущей частью) и вручную. При ручной развертке инструмент вращается с помощью воротка, который надевается на квадратный конец хвостовика развертки. Отверстия под развертку сверлят с припуском по диаметру не более 0,2—0,3 мм на черновую развертку и не более 0,05—0,1 мм на чистовую. Развертку предварительно смазывают и вводят в отверстие таким образом, чтобы ее ось совпала с осью отверстия.

Группа №303 темы уроков: "Значение металлов в промышленности.", "История развития металлургии".

Изучить материал и составить краткий конспект.

Металлы были известны человеку с древних времен, однако, их они не нашли применения, пока их не научились обрабатывать. В истории развития человечества по длительности и интенсивности использования соответствующих материалов выделяют каменный, медный, бронзовый и железный века:

Обратите внимание, медь – первый металл, который стали использовать для изготовления орудий труда и оружия. Почему медь, а не железо? Ведь железо гораздо более распространенный в природе металл, чем медь (массовая доля железа на Земле 4,1%, а меди – 0,005%).

Объясняется это двумя факторами. Во-первых, железо встречается в природе в самородном состоянии крайне редко, в отличие от меди. Слово «железо» в переводе с древнегреческого означает «звездный». В чистом виде железо в природе встречается в составе осколков метеоритов. Во-вторых, медь можно легко получить из медной руды.

Если смешать черный порошок оксида меди (II) с углем и нагреть пробирку в пламени спиртовки, то через некоторое время цвет порошка станет красным, т.е. образуется медь.

Легко представить, как древние люди на костре могли получить медь из медной руды.

Следующий период в истории человечества – бронзовый век. Бронза – это сплав меди с оловом. Бронза имеет ряд преимуществ перед медью, она тверже и прочнее.

С середины I тысячелетия до н.э. человек научился добывать железо из руды.  Наступил железный век.

Благодаря металлам, производительность труда настолько возросла, что позволила высвободить одних людей для управления государством, других – для занятия ремеслом, литературой, искусством. Использование человеком металлов можно считать условием, предопределившим становление цивилизации.

Золото и серебро тоже издавна использовались человеком. Эти металлы использовали как эквиваленты обмена. Золото определяло могущество и власть.

                                          ИСТОРИЯ  РАЗВИТИЯ  МЕТАЛЛУРГИИ.

Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданеке, Плоднике и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре винчу), Болгарии (5000 лет до н. э.), Португалия, Испании, Стоунхендже (Великобритания). Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён. В культуре ранних времён присутствуют серебро, медь, олово и метеоритное железо, позволявшие вести ограниченную металлообработку. Так, высоко ценились «Небесные кинжалы» -- египетское оружие, созданное из метеоритного железа 3000 лет до н. э. Но, научившись добывать медь и олово из горной породы и получать сплав, названный бронзой, люди в 3500 годы до н. э. вступили в Бронзовый век. Получение железа из руды и выплавка металла было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века. Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян. Следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях. Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока, древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония. Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи, чугун, сталь, гидр молоты и т. п.). Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки. Металлургия в первоначальном значении - искусство извлечения металлов из руд. Возникла металлургия еще в глубокой древности. При раскопках были найдены следы выплавки меди, датированные еще 7-6-м тысячелетием до н.э. И примерно в то же время человеку стали известны такие самородные металлы, как серебро, золото, медь, железо с метеоритов. Сначала железо и медь обрабатывали в холодном состоянии. Металл поддавался такой обработке. Более широкое распространение медные изделия получили с изобретением ковки - горячей кузнечной обработки. Затем широко распространилась бронза (2-е тысячелетие до н.э.). Бронза - это сплав меди с оловом, по качеству она намного превосходила медь. Это и устойчивость против коррозии, и твёрдость, и острота лезвия, и лучшее заполнение литейных форм. Это был переход к бронзовому веку. Следующим этапом человек научился получать из руд железо. Процесс его получения заключался в использовании сыродутных горнов и был малопроизводителен. Этот процесс стали улучшать - ввели обогащение железа углеродом и последующую его закалку. Так получилась сталь. И к 1-му тысячелетию до н.э. железо стало наиболее распространенным среди используемых человеком материалов (Европа, Азия). Металлургия железа не менялась, наверное, порядка 3 тысячелетий. Но процесс постепенно улучшался, и к середине 14 века появились первые доменные печи. Увеличение высоты этих печей и, соответственно, более мощная подача дутья, привели к удобному получению чугуна. Появился так называемый кричный передел (передел чугуна в ковкое железо). Кричный процесс как способ получения стали был более выгоден и практически вытеснил прежние способы ее получения на основе сыродутного железа. Хотя из него и делалась та самая, знаменитая дамасская сталь. В Англии в 1740 г. появилась тигельная плавка (уже известная на Востоке). А в последней четверти 18 века - пудлингование. Тигельная плавка - это был первый способ производства литой стали. Но эти процессы не могли конкурировать с развивающейся быстрыми темпами металлургией чугуна. Перелом произошел с изобретением трех новых процессов получения литой стали. В 1856 году - это бессемеровский процесс. В 1864 году - мартеновский, а в 1878 - томасовский процесс. К середине 20 века производство стали уже потеснило чугун в процентном отношении. Дальше производство развивалось путем всё большего увеличения производительности агрегатов, различными улучшениями в технологии, широкой автоматизацией производственных процессов. В электропечах начала производиться высококачественная (легированная) сталь. Использовался переплав металла в дуговых вакуумных печах, в плазменных установках. Начали развиваться способы прямого получения железа, за которыми будущее. А добывали золото, серебро, олово, свинец, медь, ртуть. В доисторические времена золото получали из россыпей путем промывки. Оно выходило в виде песка и самородков. Затем начали применять рафинирование золота (удаление примесей, отделение серебра), во второй половине 2-го тысячелетия до н.э. В 13-14 веках научились применять азотную кислоту для разделения золота и серебра. А в 19 веке был развит процесс амальгамации (хоть он и был известен в древности, но нет доказательств, что его использовали для добычи золота из песков и руд). 

В конце XIX века -- почти одновременно внедряются три новых процесса получения стали: бессемеровский, мартеновский и томасовский. Производительность плавки стали возрастает резко (до 6 т/час).В середине XX века внедряются кислородное дутье, автоматизация процесса и непрерывная разливка стали. Продувка кислородом расплавленного металла в бессемеровском конверторе из-за резкого увеличения поверхности соприкосновения металла с окислителем (кислородом) в тысячу раз ускоряет химические реакции по сравнению с пудлинговой печью.