Черепахин А.А. Технология обработки материалов

Подождите немного. Документ загружается.

ÑÐÅÄÍÅÅ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÅ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ

А. А. ЧЕРЕПАХИН

ТЕХНОЛОГИЯ

ОБРАБОТКИ

МАТЕРИАЛОВ

Учебник

Допущено

Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебника для студентов образовательных учреждений

среднего профессионального образования, обучающихся

по специальностям 1202 «Производство летательных аппаратов»,

1205 «Автомобиле% и тракторостроение»,

1713 «Техническая эксплуатация гидравлических машин,

гидроприводов и гидропневмоавтоматики»

Ìîñêâà

2004

×åðåïàõèí À.À.

×-467 Òåõíîëîãèÿ îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ: Ó÷åáíèê äëÿ ñòóä. ó÷-

ðåæäåíèé ñðåä. ïðîô. îáðàçîâàíèÿ / Àëåêñàíäð Àëåêñàíäðî-

âè÷ ×åðåïàõèí.  Ì.: Èçäàòåëüñêèé öåíòð «Àêàäåìèÿ», 2004. 

272 ñ.

ISBN 5-7695-1518-X

Ðàññìîòðåíû ñîâðåìåííûå êîíñòðóêöèîííûå è èíñòðóìåíòàëüíûå ìà-

òåðèàëû, ïðèìåíÿåìûå â àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè è àâòîìîáèëå-

ñòðîåíèè. Îñâåùåíû îñíîâíûå ñïîñîáû ïðîèçâîäñòâà è îáðàáîòêè êîíñò-

ðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ. Äàíû ïðàêòè÷åñêèå ðåêîìåíäàöèè ïî âûáîðó

òåõíîëîãè÷íûõ êîíñòðóêöèé äåòàëåé ìàøèí, êîíêðåòíûõ ñïîñîáîâ ïå-

ðåðàáîòêè, òåõíîëîãè÷åñêîé îñíàñòêè è èíñòðóìåíòà, òåõíîëîãè÷åñêèõ

ðåæèìîâ îáðàáîòêè.

Äëÿ ñòóäåíòîâ îáðàçîâàòåëüíûõ ó÷ðåæäåíèé ñðåäíåãî ïðîôåññèîíàëü-

íîãî îáðàçîâàíèÿ.

ÓÄÊ 63-03(075.32)

ÁÁÊ 4-03ÿ723

×-467

Ðåöåíçåíòû:

àêàäåìèê Àêàäåìèè òðàíñïîðòà ÐÔ, ïðîôåññîð, ä-ð òåõí. íàóê Â. Â. Êëåïèêîâ;

âåäóùèé ïðåïîäàâàòåëü ñïåöäèñöèïëèí Ìîñêîâñêîãî

àâòîìîáèëåñòðîèòåëüíîãî êîëëåäæà È.Ã. Ìàêàðîâà

ISBN 5-7695-1518-X

ÓÄÊ 63-03(075.32)

ÁÁÊ 4-03ÿ723

265

ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ

Ïðåäèñëîâèå ................................................................................................. 3

Ãëàâà 1. Òåõíîëîãè÷åñêèå îñíîâû ïðîèçâîäñòâà êîíñòðóêöèîííûõ

ìàòåðèàëîâ ...................................................................................... 4

1.1. Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ

è ìåòîäû èõ êîíòðîëÿ ................................................................... 4

1.2. Ìåòàëëè÷åñêèå êîíñòðóêöèîííûå ìàòåðèàëû ............................. 8

1.3. Êîìïîçèöèîííûå ìàòåðèàëû ñ ìåòàëëè÷åñêîé ìàòðèöåé ......... 16

1.4. Êîíñòðóêöèîííûå ïîðîøêîâûå ìàòåðèàëû ................................ 19

1.5. Íåìåòàëëè÷åñêèå ìàòåðèàëû ........................................................ 20

Ãëàâà 2. Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå îñíîâû ïðîöåññîâ ôîðìîîáðàçîâàíèÿ ..... 28

2.1. Êðèñòàëëèçàöèÿ ñïëàâîâ ............................................................... 28

2.2. Äåôîðìàöèÿ è ðàçðóøåíèå ìåòàëëîâ ........................................... 31

Ãëàâà 3. Îñíîâû ëèòåéíîãî ïðîèçâîäñòâà ............................................... 35

3.1. Ëèòåéíûå ñïëàâû ........................................................................... 36

3.2. Ëèòüå â ðàçîâûå ôîðìû ................................................................ 37

3.3. Ëèòüå â ìíîãîðàçîâûå ôîðìû ...................................................... 43

Ãëàâà 4. Îñíîâû îáðàáîòêè ìåòàëëîâ äàâëåíèåì .................................... 50

4.1. Ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå îñíîâû ÎÌÄ ........................................... 50

4.2. Ïðîêàòêà ......................................................................................... 52

4.3. Êîâêà .............................................................................................. 53

4.4. Îáúåìíàÿ øòàìïîâêà .................................................................... 56

4.5. Ëèñòîâàÿ øòàìïîâêà ...................................................................... 60

4.6. Ìåòîäû ïðîèçâîäñòâà ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ ïðîôèëåé ............. 62

Ãëàâà 5. Îñíîâû ñâàðî÷íîãî ïðîèçâîäñòâà .............................................65

5.1. Îáùèå ñâåäåíèÿ ............................................................................. 65

5.2. Äóãîâàÿ ñâàðêà ............................................................................... 66

5.3. Ñâàðêà ïëàçìåííîé äóãîé ............................................................. 73

5.4. Ãàçîâàÿ ñâàðêà ................................................................................ 74

5.5. Ýëåêòðè÷åñêàÿ êîíòàêòíàÿ ñâàðêà ................................................ 77

5.6. Õîëîäíàÿ ñâàðêà ............................................................................. 80

Ãëàâà 6. Ïðîèçâîäñòâî íåðàçúåìíûõ ñîåäèíåíèé ................................... 82

6.1. Ñîåäèíåíèÿ ñ ãàðàíòèðîâàííûì íàòÿãîì ................................... 82

6.2. Ïàéêà .............................................................................................. 84

6.3. Çàêëåïî÷íûå ñîåäèíåíèÿ ..............................................................86

6.4. Êëååâûå ñîåäèíåíèÿ ...................................................................... 88

Ãëàâà 7. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ìåòàëëîðåæóùèõ ñòàíêàõ .................. 91

7.1. Îñíîâû òåîðèè ðåçàíèÿ ................................................................ 91

7.2. Îáùèå ñâåäåíèÿ î ìåòàëëîðåæóùèõ ñòàíêàõ ............................ 112

266

7.3. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ñòàíêàõ òîêàðíîé ãðóïïû ................... 119

7.4. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ñòðîãàëüíûõ è äîëáåæíûõ ñòàíêàõ .... 133

7.5. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ñâåðëèëüíûõ ñòàíêàõ .......................... 139

7.6. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ôðåçåðíûõ ñòàíêàõ .............................. 155

7.7. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ðàñòî÷íûõ ñòàíêàõ .............................. 174

7.8. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê íà ïðîòÿæíûõ ñòàíêàõ ............................. 182

7.9. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê øëèôîâàíèåì ........................................... 192

7.10. Ðåçüáîíàðåçàíèå ......................................................................... 214

7.11. Îáðàáîòêà çàãîòîâîê çóá÷àòûõ êîëåñ íà çóáîðåçíûõ

ñòàíêàõ ........................................................................................ 218

7.12. Îòäåëî÷íûå îïåðàöèè ............................................................... 228

Ãëàâà 8. Îáðàáîòêà è óïðî÷íåíèå ïîâåðõíîñòè ôèçè÷åñêèìè

è ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ìåòîäàìè .............................................. 245

8.1. Óïðî÷íåíèå ïîâåðõíîñòè áåç ñíÿòèÿ ñòðóæêè .......................... 245

8.2. Ýëåêòðîôèçè÷åñêèå è ýëåêòðîõèìè÷åñêèå ìåòîäû

îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòåé çàãîòîâîê........................................... 248

8.3. Ëàçåðíàÿ îáðàáîòêà ..................................................................... 257

8.4. Ïëàçìåííî-ëó÷åâàÿ îáðàáîòêà .................................................... 260

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû ................................................................................... 264

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ

Êóðñ «Òåõíîëîãèÿ îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ»  êîì-

ïëåêñíàÿ äèñöèïëèíà î ñïîñîáàõ ïåðåðàáîòêè ìàòå-

ðèàëîâ îò ïîëó÷åíèÿ çàãîòîâêè äî ãîòîâîãî èçäåëèÿ.

Â ó÷åáíèêå ïðåäñòàâëåíû äàííûå î ñâîéñòâàõ è

îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ìåòàëëè÷åñêèõ è íåìåòàëëè÷åñ-

êèõ êîíñòðóêöèîííûõ è èíñòðóìåíòàëüíûõ ìàòåðèà-

ëîâ.

Â îáúåìå ïðîãðàììû èçó÷àåìîãî êóðñà ðàññìîòðå-

íû ðàñïðîñòðàíåííûå â ïðîìûøëåííîñòè íàèáîëåå

ïðîãðåññèâíûå ìåòîäû ôîðìîîáðàçîâàíèÿ ïîâåðõíî-

ñòåé äåòàëåé ìàøèí ëèòüåì, îáðàáîòêîé äàâëåíèåì,

ýëåêòðîôèçè÷åñêèìè è ýëåêòðîõèìè÷åñêèìè ìåòî-

äàìè.

Áîëüøàÿ ÷àñòü èçëàãàåìîãî ìàòåðèàëà ïîñâÿùåíà

îñíîâàì òåîðèè ðåçàíèÿ è îáðàáîòêå çàãîòîâîê íà

ìåòàëëîðåæóùèõ ñòàíêàõ ðàçëè÷íûõ ãðóïï.

ÃËÀÂÀ 1

ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÍÎÂÛ ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ

ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÎÍÍÛÕ ÌÀÒÅÐÈÀËÎÂ

Äëÿ èçãîòîâëåíèÿ äåòàëåé ìàøèí òðåáóþòñÿ ìàòåðèàëû ñ ðàç-

ëè÷íûìè ñâîéñòâàìè, ñïîñîáíûå ðàáîòàòü ïðè âûñîêèõ íàãðóç-

êàõ, ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ âíåøíèõ òåìïåðàòóðàõ, çà-

÷àñòóþ â àãðåññèâíûõ èëè àáðàçèâíûõ ñðåäàõ. Ïðàâèëüíûé âûáîð

ìåòàëëîâ èëè ñïëàâîâ ïðè êîíñòðóèðîâàíèè, âûáîð îïòèìàëüíûõ

ñïîñîáîâ òåõíîëîãè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè (îò çàãîòîâèòåëüíûõ îïå-

ðàöèé äî ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè), ïîâåäåíèå èçäåëèÿ â ðàçíûõ

óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè îïðåäåëÿþòñÿ ñâîéñòâàìè âûáèðàåìûõ

êîíñòðóêöèîííûõ ìàòåðèàëîâ, êîòîðûå çàâèñÿò îò èõ ïðèðîäû è

âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ.

Âëèÿíèå õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ìàòåðèàëà íà åãî âíóòðåííåå ñòðî-

åíèå è ñâîéñòâà ïîäðîáíî ðàññìàòðèâàåòñÿ â êóðñå «Ìàòåðèàëîâå-

äåíèå».

1.1. Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ

è ìåòîäû èõ êîíòðîëÿ

Ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ îïðåäåëÿþò èõ ïîâåäåíèå

ïîä âîçäåéñòâèåì ïðèëîæåííûõ âíåøíèõ íàãðóçîê. Ê ìåõàíè÷å-

ñêèì ñâîéñòâàì îòíîñÿòñÿ:

ïðî÷íîñòü  ñâîéñòâî ìàòåðèàëà â îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ è

ïðåäåëàõ, íå ðàçðóøàÿñü, âîñïðèíèìàòü òå èëè èíûå âîçäåéñòâèÿ;

óïðóãîñòü  ñâîéñòâî ìàòåðèàëà âîññòàíàâëèâàòü ïåðâîíà÷àëü-

íóþ ôîðìó ïîñëå ñíÿòèÿ íàãðóçêè;

òâåðäîñòü  ñîïðîòèâëåíèå òâåðäîãî òåëà ìåñòíîé ïëàñòè÷å-

ñêîé äåôîðìàöèè;

õðóïêîñòü  ñâîéñòâî ìàòåðèàëà ðàçðóøàòüñÿ ïîñëå íåçíà÷è-

òåëüíîé ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè;

âÿçêîñòü  ñâîéñòâî ìàòåðèàëà íåîáðàòèìî ïðåâðàùàòü â òåï-

ëîòó ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ, ñîîáùàåìóþ òåëó â ïðîöåññå åãî

äåôîðìèðîâàíèÿ;

èçíàøèâàåìîñòü  ñâîéñòâî ìàòåðèàëà ïîäâåðãàòüñÿ ïîâåðõ-

íîñòíîìó ðàçðóøåíèþ èëè ïîâðåæäåíèþ ïîä âîçäåéñòâèåì âíåø-

íåãî òðåíèÿ;

âûíîñëèâîñòü  ñâîéñòâî ìàòåðèàëà âûäåðæàòü, íå ðàçðóøà-

ÿñü, áîëüøîå ÷èñëî ïîâòîðíî-ïåðåìåííûõ íàïðÿæåíèé;

óñòàëîñòü  èçìåíåíèå ìåõàíè÷åñêèõ è ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ

ìàòåðèàëà â ðåçóëüòàòå ìíîãîêðàòíûõ íàãðóçîê, ïðèâîäÿùåå ê åãî

ïðîãðåññèðóþùåìó ðàçðóøåíèþ;

ïîëçó÷åñòü  ìåäëåííîå íåïðåðûâíîå ïëàñòè÷åñêîå äåôîðìè-

ðîâàíèå ìàòåðèàëà ïîä äåéñòâèåì ïîñòîÿííîé íàãðóçêè èëè ìåõà-

íè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ.

Êîëè÷åñòâåííûå (÷èñëîâûå) õàðàêòåðèñòèêè ïðî÷íîñòíûõ ïàðà-

ìåòðîâ îïðåäåëÿþòñÿ ñòàíäàðòíûìè èñïûòàíèÿìè, ñðåäè êîòîðûõ

ðàçëè÷àþò: ñòàòè÷åñêèå íà ðàñòÿæåíèå, ñæàòèå, èçãèá, êðó÷åíèå;

äèíàìè÷åñêèå íà óäàðíóþ âÿçêîñòü; íà óñòàëîñòü ïðè öèêëîâûõ

íàãðóçêàõ; òåõíîëîãè÷åñêèå.

Ñòàòè÷åñêèå èñïûòàíèÿ îñóùåñòâëÿþòñÿ ïðè ìåäëåííîì âîçðà-

ñòàíèè íàãðóçîê. Îñíîâíûì âèäîì èñïûòàíèé ÿâëÿåòñÿ èñïûòàíèå

íà ðàñòÿæåíèå (ÃÎÑÒ 149784), êîòîðîå ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü

ïðî÷íîñòü ìàòåðèàëà è åãî ñêëîííîñòü ê óïðóãèì è ïëàñòè÷åñêèì

äåôîðìàöèÿì. Ïðè èñïûòàíèÿõ íà ñïåöèàëüíîé ðàçðûâíîé ìàøè-

íå ðàñòÿãèâàþò ñòàíäàðòíûé îáðàçåö. Ìàøèíà ñíàáæåíà ïðèáî-

ðîì äëÿ àâòîìàòè÷åñêîé çàïèñè äèàãðàììû ðàñòÿæåíèÿ (ðèñ. 1.1).

Ïî ïîëó÷åííîìó ãðàôèêó îïðåäåëÿþò çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ ïðè

ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ äåôîðìèðîâàíèÿ îáðàçöà:

σ=

ãäå F  óñèëèå, Í; A

 íà÷àëüíàÿ ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ

îáðàçöà, ì

Ïðåäåë ïðîïîðöèîíàëüíîñòè σ

ïö

 íàïðÿæåíèå, ïðè êîòîðîì

çàâèñèìîñòü «íàãðóçêàóäëèíåíèå» ïåðåñòàåò áûòü ïðÿìîëèíåé-

íîé. Ó÷àñòîê ÎÐ ïîêàçûâàåò ïðåäåë óïðóãîé äåôîðìàöèè ìàòåðè-

àëà, ò.å. äåôîðìàöèè, ïîñëå ñíÿòèÿ êîòîðîé îáðàçåö âîçâðàùàåò-

ñÿ â ïåðâîíà÷àëüíîå ïîëîæåíèå; σ

ïö

= F

ïö

Ïðåäåë óïðóãîñòè

0,05



íàïðÿæåíèå, ïðè êîòîðîì îñòàòî÷íîå óäëèíåíèå îáðàçöà

äîñòèãàåò 0,05 % åãî ðàñ÷åòíîé äëèíû; σ

0,05

= F

. Ïðåäåë òåêó-

Ðèñ. 1.1. Äèàãðàììà ðàñòÿæåíèÿ

ìåòàëëîâ:

OP  ó÷àñòîê óïðóãîé äåôîðìàöèè;

 ïëîùàäêà òåêó÷åñòè; Å  òî÷êà

óäëèíåíèÿ îáðàçöà íà 0,05 %; Â  íàè-

áîëüøàÿ íàãðóçêà íà îáðàçåö; K  ðàç-

ðóøåíèå îáðàçöà; F  óñèëèå ðàñòÿæå-

íèÿ îáðàçöà; F

ïö

 íàèáîëüøåå óñèëèå

óïðóãîé äåôîðìàöèè; F

 óñèëèå ïðå-

äåëà óïðóãîñòè; F

 óñèëèå ïðåäåëà òå-

êó÷åñòè; F

max

 óñèëèå, ïðåäøåñòâóþ-

ùåå ðàçðóøåíèþ îáðàçöà; F

ðàçð

 óñè-

ëèå èñòèííîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðàçðûâó

÷åñòè σ

 íàèìåíüøåå íàïðÿæåíèå, ïðè êîòîðîì îñòàòî÷íîå

óäëèíåíèå äîñòèãàåò 0,2 % åãî ðàñ÷åòíîé äëèíû; σ

= F

. Òî÷êà Ð

ïîêàçûâàåò íà÷àëî ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé îáðàçöà. Âðåìåííîå

ñîïðîòèâëåíèå σ

 íàïðÿæåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå íàèáîëüøåé

íàãðóçêå F

max

, ïðåäøåñòâóþùåé ðàçðóøåíèþ îáðàçöà. Èñòèííîå

ñîïðîòèâëåíèå ðàçðûâó  íàïðÿæåíèå, îïðåäåëÿåìîå îòíîøåíè-

åì íàãðóçêè F

ðàçð

ê ôàêòè÷åñêîé ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ

îáðàçöà â ìåñòå ðàçðûâà. Îòíîñèòåëüíîå óäëèíåíèå δ, %, ïîñëå

ðàçðûâà  îòíîøåíèå ïðèðàùåíèÿ äëèíû îáðàçöà ïîñëå ðàçðûâà

ê åãî ïåðâîíà÷àëüíîé äëèíå.

Èñïûòàíèå íà òâåðäîñòü  ýòî íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûé

ìåòîä èñïûòàíèé âñëåäñòâèå åãî ïðîñòîòû è ïðîèçâîäèòåëüíîñòè.

Ïðè ýòèõ èñïûòàíèÿõ â ïîâåðõíîñòü îáðàçöà (äåòàëè èëè çàãîòîâ-

êè) âíåäðÿþò ñòàíäàðòíûå íàêîíå÷íèêè èç íåäåôîðìèðóåìûõ

ìàòåðèàëîâ.

Ñóùíîñòü ìåòîäà Áðèíåëëÿ çàêëþ÷àåòñÿ âî âäàâëèâàíèè â

îáðàçåö ñòàëüíîãî çàêàëåííîãî øàðèêà (ðèñ. 1.2, à). Ïî äèàìåòðó

ïîëó÷åííîãî îòïå÷àòêà îïðåäåëÿþò òâåðäîñòü îáðàçöà. Äèàìåòð

øàðèêà D âàðüèðóþò: 2,5; 5; 10 ìì. Íàãðóæåíèå ñòóïåí÷àòîå: ïðåä-

âàðèòåëüíàÿ íàãðóçêà F

= 80 Í; îñíîâíàÿ íàãðóçêà F:

2943 Í

(ñòàëüíîé èëè ÷óãóííûé îáðàçåö); 9800 Í (îáðàçåö èç àëþìèíèÿ,

ìåäè, íèêåëÿ è èõ ñïëàâîâ); 2450 Í (îáðàçöû èç ìÿãêèõ ñïëàâîâ).

Òâåðäîñòü ïî Áðèíåëëþ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

(

)



=π−−





HB 2 ,

FDDDd

ãäå d  äèàìåòð îòïå÷àòêà, ìì.

Òâåðäîñòü ïî Áðèíåëëþ îáîçíà÷àåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì ÷èñ-

ëîì (200 ÍÂ) èëè äèàìåòðîì îòïå÷àòêà (÷åì ìåíüøå äèàìåòð,

òåì âûøå òâåðäîñòü). Ìåæäó ÷èñëîì òâåðäîñòè è âðåìåííûì ñî-

ïðîòèâëåíèåì ñóùåñòâóåò çàâèñèìîñòü: äëÿ ñòàëè σ

= 0,34ÍÂ,

äëÿ ìåäíûõ ñïëàâîâ σ

= 0,45ÍÂ, äëÿ àëþìèíèåâûõ ñïëàâîâ σ

Ðèñ. 1.2. Ñõåìû îïðåäåëåíèÿ òâåðäîñòè îáðàçöà ìåòîäàìè:

à  Áðèíåëëÿ; á  Ðîêâåëëà; â  Âèêêåðñà; D  äèàìåòð øàðèêà; d  äèàìåòð

èëè äëèíà äèàãîíàëè îòïå÷àòêà; h  ãëóáèíà âäàâëèâàíèÿ øàðèêà èëè ïèðàìèäêè;

 ãëóáèíà ïðåäâàðèòåëüíîãî âäàâëèâàíèÿ ïèðàìèäêè; F

 ïðåäâàðèòåëüíàÿ

íàãðóçêà; F  îñíîâíàÿ íàãðóçêà

= 0,35ÍÂ. Íå ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèìåíÿòü ìåòîä Áðèíåëëÿ äëÿ ñòàëåé

òâåðäîñòüþ áîëåå 450 ÍÂ è äëÿ öâåòíûõ ñïëàâîâ òâåðäîñòüþ áîëåå

200 ÍÂ.

Ñóùíîñòü ìåòîäà Ðîêâåëëà (ðèñ. 1.2, á ) çàêëþ÷àåòñÿ âî âäàâ-

ëèâàíèè â îáðàçåö àëìàçíîãî íàêîíå÷íèêà ñ óãëîì ïðè âåðøèíå

120° (øêàëà À èëè Ñ) èëè ñòàëüíîãî øàðèêà äèàìåòðîì 1,5875 ìì

(øêàëà Â) â îáðàçåö. Ïî ãëóáèíå âäàâëèâàíèÿ h îïðåäåëÿþò òâåð-

äîñòü. Íàãðóæåíèå ñòóïåí÷àòîå: ïðåäâàðèòåëüíàÿ íàãðóçêà F

= 98 Í ;

îñíîâíàÿ íàãðóçêà F çàâèñèò îò ïðèìåíÿåìîé øêàëû (äëÿ øêàëû À

F = 588 Í; äëÿ øêàëû Â F = 980 Í; äëÿ øêàëû Ñ F = 1470 Í).

Òâåðäîñòü îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëàì:

äëÿ øêàë À è Ñ

()

HRA (HRC) 100 / 0,002;

=−−

äëÿ øêàëû Â

()

HRB 130 / 0,002,

=−−

ãäå h

 ïðåäâàðèòåëüíàÿ ãëóáèíà âäàâëèâàíèÿ, ìì.

Øêàëà À èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èñïûòàíèÿ òâåðäûõ ñïëàâîâ, òâåð-

äîãî òîíêîãî ëèñòîâîãî ìàòåðèàëà; ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ òâåðäî-

ñòè 70 ¾ 85 HRA. Øêàëà C èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èñïûòàíèÿ ñïëàâîâ,

ïðîøåäøèõ òåðìè÷åñêóþ îáðàáîòêó; ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ òâåð-

äîñòè 20 ¾ 67 HRC. Øêàëà Â èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èñïûòàíèÿ ìåòàëëîâ

ñðåäíåé òâåðäîñòè; ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ òâåðäîñòè 20 ¾ 100 HRB.

Äëÿ èñïûòàíèé ëèñòîâûõ ìàòåðèàëîâ, òîíêèõ äåòàëåé èñïîëü-

çóåòñÿ ìåòîä ñóïåð-Ðîêâåëëà. Â îòëè÷èå îò ìåòîäà Ðîêâåëëà äàí-

íûé ìåòîä èñïîëüçóåò ìàëûå íàãðóçêè: F

= 29,4 Í; F = 147; 294;

441 Í. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ òâåðäîñòè ïî øêàëå N èñïîëüçóåòñÿ àë-

ìàçíûé íàêîíå÷íèê, ïî øêàëå Ò  ñòàëüíîé øàðèê. Òâåðäîñòü

îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëàì:

äëÿ øêàëû N

()

HRN 100 /0,001;

=−−

äëÿ øêàëû Ò

()

HRT 130 / 0,001.

=−−

Ïðèìåð îáîçíà÷åíèÿ : 75 HRN 147 (òâåðäîñòü 75 åäèíèö, øêà-

ëà N, íàãðóçêà 147 Í) èëè 49 HRT 294.

Ñóùíîñòü ìåòîäà Âèêêåðñà (ðèñ. 1.2, â) çàêëþ÷àåòñÿ âî âäàâëè-

âàíèè â îáðàçåö ïðàâèëüíîé ÷åòûðåõãðàííîé àëìàçíîé ïèðàìèä-

êè ñ êâàäðàòíûì îñíîâàíèåì è óãëîì ìåæäó ïðîòèâîïîëîæíûìè

ãðàíÿìè 136°. Ïîä äåéñòâèåì ñòàòè÷åñêîé íàãðóçêè F = 49 ¾980 Í

çà 10¾60 ñ ïèðàìèäêà âíåäðÿåòñÿ â îáðàçåö. Òâåðäîñòü îïðåäåëÿ-

þò ïî âåëè÷èíå äèàãîíàëè d îòïå÷àòêà:

HV 1,8544 / .

Ìåòîä ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü

êàê ñàìûå âûñîêèå çíà÷åíèÿ

òâåðäîñòè (ïðè íàãðóçêå 980 Í),

òàê è ñàìûå íèçêèå (ïðè íàãðóç-

êå 49 Í).

Äèíàìè÷åñêèå èñïûòàíèÿ ïðî-

âîäÿòñÿ ïðè ñêîðîñòÿõ äåôîð-

ìèðîâàíèÿ áî

ëüøèõ, ÷åì ïðè

ñòàòè÷åñêèõ èñïûòàíèÿõ. Äèíàìè-

÷åñêèå èñïûòàíèÿ íà óäàðíûé

èçãèá âûÿâëÿþò ñêëîííîñòü ìà-

òåðèàëà ê õðóïêîìó ðàçðóøåíèþ

è îñíîâàíû íà óäàðíîì ðàçðóøå-

íèè îáðàçöà ñ êîíöåíòðàòîðîì

íàïðÿæåíèé íà ìàÿòíèêîâîì

êîïðå (ðèñ. 1.3). Íà îñíîâàíèè 6

óñòàíîâëåíà ñòîéêà 2 ñ êà÷àþ-

ùèìñÿ íîæîì 1. Îáðàçåö 4 óñòà-

íîâëåí íà îïîðàõ 7. Óãîë ïîâî-

ðîòà íîæà âîêðóã ãîðèçîíòàëüíîé

îñè îòìå÷àåòñÿ ïî øêàëå 3. Ïðè îáðàòíîì õîäå íîæ òîðìîçèòñÿ

ðó÷íûì òîðìîçîì 5. Ïðè ïðÿìîì õîäå íîæ ðàçðóøàåò îáðàçåö, çà-

òðà÷èâàÿ ÷àñòü íàêîïëåííîé ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè. Óäàðíàÿ âÿç-

êîñòü KÑ  îòíîøåíèå ðàáîòû ðàçðóøåíèÿ îáðàçöà ê ïëîùàäè åãî

ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ.

Ñòàíäàðòíûå èñïûòàíèÿ ïðåäóñìàòðèâàþò ïðèìåíåíèå îáðàç-

öîâ ñ òðåìÿ âèäàìè êîíöåíòðàòîðîâ íàïðÿæåíèé: ïðîïèë ñ ðà-

äèóñîì 1 ìì (óäàðíàÿ âÿçêîñòü KCU); ïðîïèë ñ ðàäèóñîì 0,5 ìì

(óäàðíàÿ âÿçêîñòü KCV); îáðàçåö ñ óñòàëîñòíîé òðåùèíîé (óäàð-

íàÿ âÿçêîñòü KCT).

Êîíòðîëüíûå âîïðîñû

1. ×òî òàêîå òâåðäîñòü ìàòåðèàëà?

2. ×òî òàêîå ïðåäåë ïðîïîðöèîíàëüíîñòè?

3. Êàê îïðåäåëÿåòñÿ òâåðäîñòü ìàòåðèàëîâ ïî Áðèíåëëþ?

1.2. Ìåòàëëè÷åñêèå êîíñòðóêöèîííûå ìàòåðèàëû

×åðíûå ìåòàëëû è ñïëàâû. Ê ÷åðíûì ìåòàëëàì è ñïëàâàì îòíî-

ñÿòñÿ æåëåçî è ñïëàâû íà åãî îñíîâå (ñòàëü è ÷óãóí). Âñëåäñòâèå

íèçêèõ ýêñïëóàòàöèîííûõ ñâîéñòâ òåõíè÷åñêîå æåëåçî â ìàøèíî-

ñòðîåíèè íå ïðèìåíÿåòñÿ. Ñòàëü  ìíîãîêîìïîíåíòíûé ñïëàâ ñ

ñîäåðæàíèåì óãëåðîäà äî 2,14 %. ×óãóí  ñïëàâ ñ ñîäåðæàíèåì

óãëåðîäà áîëåå 2,14 %.

Ðèñ. 1.3. Ñõåìà ìàÿòíèêîâîãî

êîïðà:

1  íîæ; 2  ñòîéêà; 3  øêàëà; 4 

îáðàçåö; 5  ðó÷íîé òîðìîç; 6  îñ-

íîâàíèå; 7  îïîðû