Что такое обработка конструкционных материалов

Урок 15. Технологии обработки конструкционных материалов

Урок 15. Технологии обработки конструкционных материалов

Почему технологии, основанные на методе резания, являются самыми распространенными в современном производстве?

Вы узнаете, что такое процесс резания и для чего он применяется на производстве.

Вы познакомитесь с видами технологий резания.

Вы научитесь разбираться во всех видах технологий по их предназначению.

резание, разрезание, пиление, сверление, строгание, долбление, точение, фрезерование, шлифование, полирование, резание водяной струёй

Основное содержание урока

Обработка конструкционных материалов резанием — это технологический процесс изготовления деталей заданных размеров и форм, а также требуемого качества поверхностного слоя путем удаления припуска с заготовки в виде стружки.

Основными технологиями обработки конструкционных материалов в условиях производства являются разрезание, пиление, сверление, строгание, долбление, точение, фрезерование, шлифование.

Разрезание небольших заготовок проводят ручными механическими или электрифицированными ножницами. Для разрезания тонколистового металла на производстве применяют специальные гидравлические гильотинные ножницы.

На производстве в распиловочных станках устанавливают дисковые вращающиеся пилы. Такие станки используются при обработке практически всех видов материалов. Широко применяются в производстве распиловочные станки с ленточными пилами. Пила в таких станках представляет собой непрерывную кольцевую зубчатую ленту. Такие станки используются при разрезании древесины, металлов, пластмасс и даже тканей. На производстве для пиления применяются станки и с поступательно-возвратным движением плоских и прямых полотен пил. Наиболее распространены такие станки в деревообрабатывающих и металлообрабатывающих производствах.

Производственные технологии сверления, строгания и долбления по способу выполнения этих операций сходны с технологиями обработки материалов с помощью ручных инструментов. Естественно, что масштаб таких работ в условиях производства гораздо больший. Оборудование для сверления, строгания и долбления зависит от масштабов и сложности работ.

Сверление — это вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины. Сверловочные работы в условиях производства производятся на обычных или специальных сверлильных и токарных станках. Отверстия большого диаметра высверливаются спиральными свёрлами или цилиндрическими фрезами. Например, цилиндрические фрезы используют в строительных работах для сверления больших отверстий в бетоне и камне.

В условиях производства машинные технологии строгания и долбления применяются только при обработке металлов и пластмасс.

Машинные технологии точения, фрезерования и шлифования наиболее распространены в промышленном производстве.

Точение — одна из самых древних технических операций, которая была автоматизирована с помощью примитивного токарного станка. При точении резцы срезают с заготовки тонкий слой материала, и при этом получаются идеальные цилиндрические поверхности, которые труднее создать с помощью ручных инструментов. Основными видами точения являются обтачивание (обработка наружных поверхностей) и растачивание (обработка внутренних поверхностей).

Шлифование — это процесс механической или ручной обработки материала абразивными инструментами. Абразивный инструмент представляет собой твёрдое тело, состоящее из зёрен абразивного материала, скрепленных между собой связкой. Абразивные инструменты в подавляющем большинстве используются в виде шлифовальных кругов разнообразной формы. Кроме того, они могут использоваться в виде брусков, шкурок, паст и порошков. Механическое шлифование обычно используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона. А также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. В качестве охлаждения обычно используют смазочно-охлаждающие жидкости.

В современном производстве применяют технологию резания материалов водяной струёй под большим давлением. Струя воды под действием высокого давления с огромной скоростью вылетает из сопла. При этом на обрабатываемую деталь не оказывается высокотемпературное воздействие. При такой обработке материал не горит, не коробится, не растрескивается. Эта технология позволяет резать даже хрупкое стекло. Для большей эффективности резки в струю воды добавляется абразивный материал, например, мелкий песок. Это придает ей более сильное режущее действие.

Технология резания водяной струёй экологична. При резании струёй воды не происходит выбросов вредных веществ в окружающую среду.

Резание или резка — это разделение какого-либо физического объекта на две или более части с помощью силового воздействия специальным режущим инструментом.

Технологии резки — разрезание, пиление, сверление, строгание, долбление, точение, фрезерование, шлифование, полирование, резание водяной струёй.

Установите соответствие между технологией обработки и её определением.

Что может быть режущим инструментом при обработке материала резанием?

Ножницы Фрезы Струя воды, поданная под большим давлением Сверло Молоток Чертилка Шлифовальный круг

К каждой иллюстрации подберите подходящую подпись.

Вставьте в предложение пропущенное слово или словосочетание в соответствии со смыслом.

Древесные материалы нецелесообразно обрабатывать_____________.

водяной струёй под большим давлением резанием сверлением долблением

Какие существуют основные технологии обработки конструкционных материалов резанием?

Пиление Сверление Прессование Точение Фрезерование Ковка Литьё

Какая из технологий резания наиболее пригодна для резки стекла?

Разрезание Пиление Сверление Строгание Долбление Точение Фрезерование Шлифование Полирование Резание водяной струёй

На каких станках в производстве сверлят круглые отверстия?

Строгальный станок Сверлильный станок Фрезерный станок Долбежный станок Токарный станок Шлифовальный станок

Найдите станок, которым на производстве делают пазы в заготовках.

Строгальный станок Сверлильный станок Фрезерный станок Долбежный станок Токарный станок Шлифовальный станок

Вставьте в предложение пропущенное слово или словосочетание в соответствии со смыслом.

… — это вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента получают отверстия.

резание сверление долбление шлифование

Какие технологии не применяются при ручной обработке материалов?

Ножницы Фрезы Струя воды, поданная под большим давлением Сверло Молоток Чертилка Шлифовальный круг

Какие технологии не применяются при ручной обработке материалов?

Разрезание Пиление Сверление Строгание Долбление Точением Фрезерование Шлифование Полирование Резание водяной струёй

Какие материалы относят к неметаллическим?

Пластмассы, каучуки, резины, клеи, керамика Пластмассы, дерево, сталь, композиционные материалы Силумины, бронзы Чугуны, стали

Какие материалы обрабатывают пилением?

Металл Древесина Пластмассы Синтепон Войлок Камень

Какая технология наиболее пригодна для резки стекла?

Источник

Презентация на тему «Технологии обработки конструкционных материалов»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Описание слайда:

Технологии обработки конструкционных материалов

Описание слайда:

Способы обработки
Обработка металлов давлением
Обработка металлов резанием
Термическая обработка металлов
Электрохимическая обработка металлов
Полирование
Сварка

Следует знать разницу между этими видами обработки металлов, их достоинства и недостатки, применяемое при этом оборудование, а также технологическое назначение этих видов обработки, качество обрабатываемых поверхностей, области их применения.

Описание слайда:

Описание слайда:

Виды обработки металлов давлением
Прокатка
заключается в обжатии заготовки между вращающими валками. Силами трения заготовка втягивается между валками, уменьшаются поперечные размеры заготовки.
Прессование
заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, причем форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы.
Волочение
заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.
Ковка
изменяют форму и размеры заготовки путем последовательного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки заготовки.
Штамповка
изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента — штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп). Различают объемную и листовую штамповку. При объемной штамповке сортового металла на заготовку, являющуюся обычно отрезком прутка, воздействуют специализированным инструментом — штампом, причем металл заполняет полость штампа, приобретая ее форму и размеры.
Листовая штамповка
получают плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше размеров в плане (лист, лента, полоса). Обычно заготовка деформируется с помощью пуансона и матрицы.

Описание слайда:

Для этого процесса характерны небольшие потери металла, по сравнению с другими способами обработки и высокий уровень автоматизации
Обработка металлов давлением

Описание слайда:

Обработка металлов резанием
технологические процессы обработки металлов путём снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих станках с целью придания деталям заданных форм, размеров и качества поверхностных слоев.
Основные виды О. м. р.: точение, строгание, сверление, развёртывание, протягивание, фрезерование, шлифование, хонингование и др. Закономерности О. м. р. рассматриваются как результат взаимодействия системы станок — приспособление — инструмент — деталь. Любой вид О. м. р. характеризуется режимом резания, представляющим собой совокупность следующих основных элементов: скорость резания v, глубина резания t и подача s. Скорость резания — скорость инструмента или заготовки в направлении главного движения, в результате которого происходит отделение стружки от заготовки, подача — скорость в направлении движения подачи. Например, при точении скоростью резания называется скорость перемещения обрабатываемой заготовки относительно режущей кромки резца (окружная скорость) в м/мин, подачей — перемещение режущей кромки резца за один оборот заготовки в мм/об. Глубина резания— толщина (в мм) снимаемого слоя металла за один проход (расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями).

Описание слайда:

Описание слайда:

Термическая обработка металлов
заключается в нагреве материала до определенной температуры с последующим быстрым или медленным охлаждением
Нагревание деталей удобнее всего производить в электрических, так называемых муфельных, печах. В практике также с успехом применяют паяльные лампы, бензиновые и газовые горелки
Термическая обработка стали разделяется на закаливание, отпуск и отжиг.
Закаливание стали применяется для повышения ее твердости. Мягкие малоуглеродистые стали не закаливаются, углеродистые и инструментальные стали увеличивают свою твердость при закалке в 3-4 раза. Процесс закаливания состоит в нагревании стали примерно до температуры 820° С и быстром охлаждении в масле или воде.
В закаленном состоянии сталь обладает большой твердостью и вместе с тем хрупкостью.
Чтобы придать стали вязкость, производится так называемый отпуск стали после закалки. Для этого ее нагревают до 220-300° и охлаждают в воде или масле. Твердость стали несколько уменьшается, так как структура ее изменяется и она становится более вязкой. Меняя температуру отпуска, можно получить разные механические свойства.
Отжиг стали служит для выполнения задачи, обратной закалке. В тех случаях, когда закаленную деталь требуется обрабатывать режущим инструментом, необходимо произвести ее отжиг. Отжиг стали заключается в нагревании ее до температуры 800-900° С с последующим медленным охлаждением. После отжига сталь легко поддается обработке.

Описание слайда:

Описание слайда:

Гальваностегия
Используется для повышения коррозионной стойкости и износостойкости изделия, улучшения отражательной способности его поверхности, повышения электрической проводимости и магнитных характеристик, облегчения пайки, а также для декоративной отделки.

Описание слайда:

Описание слайда:

Полирование
Чистовая обработка поверхности различных материалов для:
уменьшения ее шероховатости до величины менее 0,1 мкм,
создания определенных свойств (высокого коэффициента отражения, декоративного блеска),
очистки от загрязнений, получения точных размеров изделия и ненарушенной структуры приповерхностного слоя материала.

Полирование осуществляют:
локальным срезанием тончайших слоев материала абразивными зернами, закрепленными в полировальнике или эластичной ленте (механическое);
растворением в полирующих травителях (химическое);
совместным хим. и мех. воздействием на обрабатываемую поверхность спец. суспензий (химико-механическое, используется при обработке полупроводниковых материалов);
электролитическим травлением (электрохимическое);
химическими реакциями с газовыми травителями (газовое химическое).

Описание слайда:

Методы полирования
Механическое П. используют в машино- и приборостроении для обработки деталей из металлов, сплавов, оптич. стекла, пластмасс, в микроэлектронике для обработки заготовок из полупроводниковых и диэлектрич. материалов и материалов подложек. Плоские заготовки устанавливают на приводимый во вращение полировальник-диск, покрытый тканым (сукно, батист, сатин) или нетканым (искусств. кожа, замша, полиуретан) материалом. Он должен иметь высокую износо-и теплостойкость и обеспечивать закрепление абразивных зерен в своих порах или ворсе. На полировальник наносят абразивную суспензию, приготовленную на основе порошков алмаза, карбидов В4С и SiC, корунда А12О3, оксидов Fe2O3 и Сr2О3 с размером зерен от 0,2 до 5 мкм.

Химическое П. осуществляют во вращающейся вокруг своей оси заполненной травителем емкости, в которую загружают одну или несколько заготовок, а также др. способами.

Химико-механическое П. проводят так же, как механическое П., но суспензии приготовляют на основе порошков SiO2 и ZrO2, взвешенных в растворах щелочей. Щелочи с обрабатываемым материалом образуют соединения с меньшей твердостью, чем сам материал, которые удаляются при контакте с полировальником и абразивными зернами.

Электрохимическое П. проводят в ваннах с растворами щелочей, кислот и солей, пропуская электрический ток через анод-заготовку и электролит.

Газовое химическое П. используют для удаления с поверхности кремниевых пластин загрязнений и слоя материала с нарушенной структурой. В реактор подают галогенсодержащие газы, напр. НСl, и в результате реакции
Si + 4HCl → SiCl4 + 2Н2
при 1200°С происходит травление кремния.

Описание слайда:

Критерии свойств конструкционных материалов, определяющих их работоспособность в различных условиях эксплуатации оборудования
Свойства металлических материалов не совпадают со свойствами готового изделия, выполненного из предварительно испытанного материала. Это связано с наличием в реальных деталях отверстии, надрезов и других концентраторов напряжений. Поэтому важно знать критерии устойчивости к разрушению при:
статическом растяжении и изгибе,
при динамическом и циклическом нагружении,
в условиях замедленного разрушения (при изнашивании в различных условиях контактного взаимодействия и коррозионном разрушении).
Необходимо знать физическую природу деформации и разрушения, механизм пластической деформации, ее влияние на микро- и субмикроструктуру материала, а также связь между его основными характеристиками, строением и механическими свойствами.
Основные методы исследования механических свойств металлов нужно применять к образцам с надрезами, что позволяет приблизить условия испытаний к условиям эксплуатации материала и получить результаты, характеризующие конструкционную прочность металла.

Описание слайда:

Методы обработки пластмасс
Литье под давлением
Экструзия
Прессование
Виброформование
Вспенивание
Отливка
Вакуумная формовка и пр.
Механическая обработка пластмасс
Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инструмент следует струей воздуха.
Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.
При токарной обработке не рекомендуют применять подачи более 0,3-0,5 мм/об. Скорость резания при пользовании резцами из твердых сплавов может составлять 60-100 м/мин., а при пользовании резцами из быстрорежущей стали — 30-40 м/мин.
Угол резания резцов 85-90°; при обдирочных работах этот угол может быть 85°.
Величина заднего угла резца не должна превышать 10-12°; лишь при обдирке можно его увеличивать до 15°. Вершину резца закругляют, причем радиус закругления должен быть 3-4 мм. Угол наклона режущей кромки 4-5°.

Описание слайда:

Для распиливания слоистых пластических масс применяют ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.
[Ленточными пилами можно пользоваться для распиливания по прямой линии плит толщиной до 25 мм, причем скорость пилы составляет 1200—2000 м/мин. Зубья пил должны быть конусными, по 3 зуба на 1 пог. см. Зубья затачивают поперек и разводят так, чтобы ширина пропила была равна, по крайней мере, двойной толщине пилы.
Дисковыми пилами можно резать пластмассы толщиной до 50 мм. Скорость вращения 2000-3000 об/мин. при диаметре пилы 330 мм.
Карборундовые круги применяют для распиливания особо твердых материалов.
Для сверления пластмасс рекомендуют пользоваться сверлами из быстрорежущей стали со шлифованными режущими кромками.
При сверлении слоистой пластмассы вдоль слоев, чтобы предупредить растрескивание материала, подача не должна превышать 0,25 мм/об., материал же надо заживать в тисках для предупреждения выламывания; сверление отверстий диаметром более 20 мм рекомендуют заменять растачиванием на токарном станке. Сверло надлежит время от времени извлекать из отверстия, давая возможность охладиться как инструменту, так и обрабатываемому материалу. Просверленные отверстия обычно оказываются меньше диаметра сверла на 0,03-0,06 мм.
Методы обработки пластмасс

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник

Технология. 5 класс

Конспект урока

Технология, 5 класс

Урок 17 Технологии обработки материалов

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

Прокатка, прессование, ковка, штамповка, разрезание, строгание, долбление, сверление, точение, фрезерование, шлифование, рубка, лущение, гибка – технологические операции по обработке материалов

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. – М.: Просвещение, 2017.

2. Библиотечка пионера. Знай и умей. Леонтьев Д. «Сделай сам» Детская литература, 1978 год.

3. Домашним умельцам, мастерам и домохозяйкам. Составители: Дячук О., Мельник В. «400 практических советов» Український обрій, 1992 год.

4. Юному технику. Гармаш И. И. «Занимательная автоматика» Рад. школа, 1982 год,

Теоретический материал для самостоятельного изучения:

Оглянитесь вокруг себя, посмотрите внимательно. Нас окружают полезные вещи. Приведите пожалуйста примеры.

Давайте подумаем вместе и зададим себе вопрос: откуда эти вещи появились?

Правильно, ваших ответах есть главное слово, это слово «изготовлены».

Это слово «изготовлены» связано с другим очень важным словом. Подумайте – с каким?

Правильно, это слово «технология».

Пожалуйста вспомните материал прошлых уроков и дайте определение.

На этом уроке мы рассмотрим технологии обработки материалов.

Что такое обработка? Дайте пожалуйста определение,

За всю историю своего существования люди придумали (и продолжают изобретать) большое количество технологий для обработки материалов.

Технологии механической обработки материалов делятся на три группы: обработка без удаления части материла (например, стружки); обработка с удалением части материала; обработка с измельчением всей массы материала.

Виды обработки без удаления части материала: прокатка, прессование, ковка, штамповка, гибка, волочение.

При прокатке материал пропускают между валиками и придают ему нужную форму.

В процессе прессования нагретый или холодный материал сильно сжимают с помощью пресса – производят давление на заготовку.

При ковке по материалу наносят удары, придавая ему нужную форму.

Волочение – обработка металлов давлением, при которой изделия (заготовки) круглого или фасонного профиля (поперечного сечения) протягиваются через круглое или фасонное отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки.

В процессе гибки происходит сгибание материала под заданную форму.

Виды обработки материала с удалением его части: резание и пиление, вырубка, строгание, долбление, сверление, точение, фрезерование, шлифование и полирование, рубка, лущение.

Резание и пиление, процессы разделения заготовки на части, удаление излишков материала, вырезание отверстий.

Вырубка, процесс вырезания с помощью специального штампа, форма которого соответствует форме заготовки.

Строгание, процесс обработки резанием различных материалов со снятием стружки и образованием плоскостей и фасонных поверхностей (пазов, канавок, углублений)

Долбление, процесс резания конструкционных материалов для получения канавок, гнёзд и проушин, нужных для выполнения соединений.

Сверление, процесс образования сквозных или глухих цилиндрических отверстий сверлом. Сверло, углубляясь в материал срезает его своими острыми кромками.

Точение, процесс срезания тонкого слоя материала с заготовки, установленной на токарном станке. Заготовка совершает вращательное движение. Резец прямолинейно перемещается относительно изделия.

Фрезерование, процесс резания при вращательном движении инструмента (фрезы) и поступательном движении заготовки.

Шлифование и полирование, процесс снятия с заготовки тонкого слоя материала острыми гранями шлифовальных зёрен, абразивного инструмента. Абразивным инструментом с очень мелкими зёрнами полируют изделие, иногда добиваясь зеркальной поверхности.

Рубка, процесс удаления с заготовки слоя материала с помощью рубящего инструмента (например, зубила или топора) или разрубание заготовки на части.

Лущение, процесс срезания с заготовки тонкого слоя, шпона, с поверхности древесины.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Назовите виды обработки без удаления части материала:

Задание 2. Закончите предложение.

Обработка цилиндрической поверхности на токарном станке

Источник