книги из ГПНТБ / Макиенко, Н. И. Слесарное дело с основами материаловедения учебник

изготовляемых изделий. Штампы йзготовляются из твердых и прочных сталей с одним пли несколькими ручьями (углублениями или выступами). Они делаются разъемными. Верхняя половина штампа обычно носит название пуансона, а нижняя — матрицы.

При горячей штамповке поковки получают на штамповочных паровоздушных молотах и кривошипных ковочно-штамповочных прессах. При штамповке нагретая заготовка под действием удара молота деформируется и заполняет полость штампа (ручьи), а из­ лишек металла (облой) поступает в специальную канавку и затем обрезается на прессе.

ПакоВка

Рис. 48. Многоручьевон штамп и операции штамповки

: -На рис. 48 показаны многоручьевой штамп и операции получе-: ния поковки. Штамповка по сравнению с ковкой имеет ряд преиму­ ществ: высокая производительность (ковкой в течение часа можно получить несколько поковок, а штамповкой — несколько десятков и.даже сотен); однородность и точность получаемых изделий, по­ верхности которых обрабатываются только в местах сопряжений;' высокие точность и качество изделии. Штамповка вытесняет обра­ ботку резанием.

Недостатки штамповки: ограниченность веса штампованных изделий и высокая стоимость инструмента (штампов). Штамповку применяют в крупносерийном и массовом производствах.

і08

Г л а в а X!I

СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

§35. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ВИДЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Св а р к о й называется процесс получения неразъемного соеди­ нения металлических частей путем местного нагревания их до те­ стообразного или расплавленного состояния. Сварка может осу­ ществляться с применением давления для сжатия свариваемых де­

талей или без применения его.

Рнс. 49. Виды сварных’соединений и швов:

с — стыковые, 6 — угловые, б — с накладками, г — тавровые, д электрозаклепками

Сварку применяют при изготовлении железнодорожных ваго­ нов, котлов, ответственных частей морских и речных судов, подъ­ емно-транспортных сооружений, мостов, сельскохозяйственных ма­ шин и др... Очень широко сварка и резка металла используются в ремонтных и восстановительных работах, где они позволяют быстро и с наименьшими затратами восстановить изношенное или вышед­ шее из строя оборудование и сооружения (доменные печи, мосты, морские суда, газопроводные линии и т. д.).

Сварка применяется для соединений и наплавки разнообразных металлов: чугуна, стали, меди, бронзы, алюминия и др., для сое­ динения металлов с неметаллами. Но не все металлы свариваются хорошо. Хорошо свариваются углеродистая сталь с содержанием углерода от 0,12 до 0,22%, низколегированные стали20ХГС,2ХМА и др. Ограниченно свариваются стали с содержанием углерода от 0,42 до 0,55%, низколегированные ЗОХМА, ЗОХі С и др. Плохо сва­ риваются углеродистые стали с содержанием углерода более 0,55%, низколегированные 35ХГС, 40ХГС и др.

109

ются. Сваркой трением соединяют однородные и разнородные ме­

таллы.

Х о л о д н а я с в а р к а производится без подогрева, но при больших удельных давлениях. Она применяется для меди, алюми­ ния, свинца, никеля, серебра и их сплавов. Холодная сварка делит­ ся на стыковую, точечную и шовную.

У л ь т р а з в у к о в а я с в а р к а основана на преобразовании ультразвуковых колебаний в механические, что приводит к пла­ стической деформации поверхностей свариваемых деталей и сра­ станию кристаллов. Этот способ применяется для соединений ме­ таллов внахлестку, а также для сварки пластмасс.

(вольфрама, молибдена и др.). На место, подлежащее сварке, на­ правляют фокусированный электронный луч, под действием кото­ рого металл расплавляется и сваривается.

§ 41. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРКА

Электрическая сварка металлов — русское изобретение. Русский ученый Василий Владимирович Петров в 1802 г. от­

крыл явление электрической дуги и показал возможность плавления металлов в дуге. В 1882 г. русский инженер Николай Николаевич

трансформаторов. Дуговая сварка может быть ручной и автомати­ ческой. Автоматическая обеспечивает получение высококачествен­ ного шва и резко увеличивает производительность труда.

При электродуговон сварке электрический ток по одному про­ воду подводится к свариваемому металлу, а по другому — к элект­ рододержателю, в котором зажат электрод. При приближении электрода к металлу между ними образуется электрическая дуга, расплавляющая металл.

. При сварке листов 1 (рис. 50) металлическим электродом 3 по способу Н. Г. Славянога электрод сам плавится в сварочной дуге 2 и образует жидкий металл, заполняющий промежутки между сва-

111

рнваемыми частями. Для повышения качества наплавляемого ме­ талла электрод покрывается специальной обмазкой, которая также расплавляется и покрывает капли жидкого металла слоем шлака, защищая его от вредного влияния кислорода п азота окружающе­ го воздуха. Ток к электроду подводится через электрододержатель 4

выделяющегося при прохождении электрического тока через сва­ риваемый участок. Свариваемые детали в месте контакта нагрева­ ют до пластического состояния и сдавливают под определенным усилием, получая таким образом неразъемное соединение. Кон­ тактная сварка делится на стыковую, точечную и роликовую.

§ 42. ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА

Г а з о в а я с в а р к а относится к способам сварки плавлением. При этом способе сварки кромки свариваемых деталей соединяются

Рис. 52. Газовая сварка:

а — схема процесса, б — строение пламени

112

швом совершенно так же, как при дуговой сварке, но источником тепла служит не дуга, а сварочное пламя, которое образуется при

Рис. 53. Ацетиленовый резак:

/ — наконечник., 2, 5, 6 — трубки, Зс 4, 7 — вентили, 8 — инжектор, 9 — смесительная камера

Подвод газового пламени осуществляется сварочной горелкой (рис. 52, с), в которой происходит смешивание кислорода и горюче­ го газа, а корпус 1 позволяет удерживать горелку в рабочем поло­ жении. На корпусе расположены вентили 2, регулирующие подвод кислорода и ацетилена. На конце горелки имеется мундштук 3, через который выходит из смесительной камеры горючая смесь.

При сварке горелку продвигают вдоль шва, соблюдая необхо­ димый' угол наклона мундштука и проволоки к свариваемой по­

рельсов, сортового проката; при вырезке деталей сложного контура из толстого листа. Кроме резки, струей кислорода прожигают от­ верстия в металле толщиной от 100 до 3000 мм.

Газокислородную резку выполняют вручную и специальными машинами. - Для • ручной резки применяют универсальный резак, имеющий сменные мундштуки — два подогревательных и пять ре­ жущих. Конструкция резака (рис. 53) в той части, где обеспечива­

р о ч н ых работ . К обслуживанию сварочных установок и аппа­ ратуры, к производству сварочных работ допускаются только ра­ бочие, знающие правила техники безопасности и имеющие право на производство этих работ.

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1.Каково значение сварки в технике и народном хозяйстве?

2.Перечислите способы сварки, расскажите об особенностях их.

3.Какие примеси в металле влияют на свариваемость? Какие стали не сва­ риваются?

4.Что такое контактная сварка и как она выполняется?

5.В чем заключаются особенности газовой сварки?

6.Как осуществляется термитная сварка?

7. Для выполнения каких работ применяют газовую резку металлов?

Г л а в а XIII

ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ

§ 43. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

с величиной, принимаемой за единицу. Единицы измерения регла­ ментируются Государственными общесоюзными стандартами (ГОСТ).

В современном машиностроении технические измерения явля­ ются одной из важнейших основ производства, ни одна технологи­ ческая операция не выполняется без измерений размеров. Детали машин и механизмов изготовляются в разных цехах, а иногда и на разных заводах, а в процессе сборки эти детали должны сопрягать­ ся одна с другой без дополнительной обработки, что требует высо­ кой точности изготовления, которую без правильного и точного измерения осуществить невозможно.

Состояние производства измерительных средств характеризует­ ся резким увеличением выпуска высокоточных (прецизионных) приборов и инструментов для автоматического контроля размеров. Выпускаются оригинальные конструкции пневматических, электри­ ческих и оптических измерительных приборов, в том числе и конт­ рольные автоматы.

В большинстве случаев в машиностроении требуемая точность измерений колеблется от 0,1 до 0,001 мм. В соответствии с этим разработаны и конструкции измерительных инструментов и при­ боров.

По м е т о д у и з м е р е н и я измерительные средства подразде­ ляются на следующие четыре основные группы:

инструменты с непосредственным отсчетом измеряемого разме­ ра, к ним относятся штриховые меры длины и штаигенинструменты, имеющие шкалы;

инструменты для измерения методом сравнения, называемые калибрами; их применяют для проверки диаметров валов и отвер­ стий, шлицевых сопряжений и других поверхностей;

плоскопараллельные концевые меры, которые можно было бы отнести к первой и второй группам измерительных инструментов,

114

но ввиду того, что они имеют особо важное значение и широко применяются, их выделяют в отдельную группу;

измерительные приборы и аппараты, подразделяющиеся на ме­ ханические, оптико-механические, оптические, электрические, пнев­ матические и жидкостные.

§44. ТОЧНОСТЬ И ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ. ИНСТРУМЕНТЫ

СНЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ОТСЧЕТОМ ИЗМЕРЯЕМОГО РАЗМЕРА

Ни одно измерение не может быть проведено абсолютно точно. Между измеренным значением величины и ее действительным зна­ чением существует всегда некоторая разница, которая называется п о г р е ш н о с т ь ю и з м е р е н и я . Чем меньше погрешности изме­ рения, тем, естественно, выше точность измерения.

Точность измерения характеризует ту ошибку, которая неизбеж­ на при работе самым точным измерительным инструментом пли прибором определенного вида. На точность измерения оказывают влияние свойства материала измерительного инструмента и конст­ рукция его. Точность измерения может быть достигнута только при условии, если измерение производят по правилам.

Основными причинами, понижающими точность измерения, мо­

гут быть:

неудовлетворительное состояние инструмента: поврежденные грани, загрязненность, неправильное положение нулевой отметки, неисправность;

нагрев инструмента; неточность установки инструмента или измеряемой детали от­

носительно инструмента; разность температур, при которых производится измерение

(нормальная температура, при которой следует производить изме­ рения, + 20° С);

незнание измерительного инструмента или неумение пользо­ ваться им, неправильный выбор инструмента для измерения.

Повышения точности измерения можно добиться повторным измерением с последующим определением среднего арифметиче­ ского, полученного в результате нескольких измерений.

К и н с т р у м е н т а м с н е п о с р е д с т в е н н ы м о т с ч е т о м и з м е р я е м о г о р а з м е р а относятся штриховые меры длины и штангенинструмснты, имеющие шкалы, позволяющие непосред­ ственно определять искомую величину в миллиметрах и долях миллиметра.

Для грубых измерений применяются:

ной или двумя шкалами, с верхними пределами измерений 150, 300, 500 и 1000 мм. Цена делений 0,5 мм и 1,0 мм;

ме т р ы с к л а д н ы е м е т а л л и ч е с к и е (ГОСТ 7259—68), предназначенные для линейных измерений путем непосредственно­ го сравнения измеряемых размеров со шкалой мер. Метры нзго-

товляготся длиной 1000 мм (в развернутом виде) и состоят из 10 стальных упругих пластин-звеньев, шарнирно соединенных меж­ ду собой. Точность измерения до 1 мм;

р у л е т к и и з м е р п т е л ь н ы е м е т а л л н ч е с к н е (ГОСТ 7502—69) со штриховыми шкалами, предназначенные для изме­ рения путем непосредственного сравнения определяемых расстоя­ ний и размеров со шкалой рулеток. Рулетки изготавливаются сле­

§ 45. ШТАИГЕНИИС7РУМШТЫ

Штангенинструменты являются распространенными в машино­ строении видами измерительного инструмента. Их применяют для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глу­ бин и т. д. Все штангенинструменты основаны на применении нониусов, по которым отсчитывают дробные доли делений основ­ ных шкал.

Рис. 54. Штангенциркуль ШЦ-І:

0—125 мм (ШЦ-І); 0—200 и 0—320 мм (ШЦ-П); 0—500; 270—710; 320—1000; 500—1-Ю0; 800—2000 (ШЦ-ІІІ) и с величиной отсчета 0,1 мм (ШЦ-І и ШЦ-Ш), 0,05—0,1 мм (ШЦ-ІІ).

Ш т а н г е н ц и р к у л ь ШЦ-І применяется для измерения на­ ружных, внутренних размеров и глубин с величиной отсчета по нониусу 0,1 мм. Штангенциркуль (рис. 54) имеет штангу 1, на кото­ рой нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На одном кон­ це этой штанги имеются неподвижные измерительные губки 2 и 7, а. на другом конце линейка 6 для измерения глубин. По штанге перемешается подвижная рамка 3 с губками 2 и 7.

Рамка в процессе измерения закрепляется на штанге зажимом 4.

116

Нижние губки 7 служат для измерения наружных размеров,- а

и захватывать деталь недалеко от губок (рис. 55, а). Правая рука должна поддерживать штангу,

при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до сопри­ косновения с проверяемой поверхностью, не допуская перекоса гу­ бок и добиваясь нормального измерительного усилия.

Рамку закрепляют зажимом большим и указательным пальцами правой руки, поддерживая штангу остальными пальцами этой руки; левая рука при этом должна поддерживать нижнюю губку штанги (рис. 55,6). При чтении показаний штангенциркуль дер­ жат прямо перед глазами (рис. 56, а). Целое число миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо нулевым штрихом нониуса. Дробная величина (количество десятых долей миллимет­ ра) определяется умножением величины отсчета (0,1 мм) на по­ рядковый номер штриха нониуса, не считая нулевого, совпадаю­ щего со штрихом штанги. Примеры отсчета показаны на рис. 56, б.

Ш та н ген ц и р к у л ь ШЦ-П (рис. 57, а) с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм предназначен для наружных и внутренних изме­ рений и разметки. Это инструмент высокой точности. Верхние губ­

117