Файл: Зубков Б.В. Луч, искра, взрыв обрабатывают металл рассказы о новом и необыч. в обраб. металла.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 33

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Гораздо лучшие результаты дал метод высокочастот­ ного нагрева, предложенный известным советским изоб­ ретателем Г. Бабатом. Перед резцом движется кольце­ образный индуктор, оставляя за собой малиновое кольцо

раскаленного металла, в

которое и вгрызается острие

резца.

способ — нагрев электриче-

Другой перспективный

'ской дугой В этом случае коэффициент полезного дей­ ствия получается выше. Конечно, эти методы непримени­ мы, если деталь недостаточно жесткая и ее может «по­ вести». Тут незаменимым -окажется совсем недавно

.разработанный способ нагрева электронным лучом. Он позволяет в доли секунды повышать температуру не­ большого участка поверхности (например, перед самым резцом) до нескольких тысяч градусов, оставляя сосед­

ние участки совершенно холодными.

 

 

 

 

метода

До

сих

пор

развитие этого

.прогрессивного

обработки сдерживалось

высокими ценами

на электро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

энергию.

 

Очевидно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

это препятствие ско­

 

МАГНИТНОЕ

СВЕРЛО

 

 

 

ро

отпадет,

тем

бо­

...Через

равны е

пром еж утки

 

времени

 

лее,

что

Програм­

забаты вает

реле,

и

подающ ий

 

конвейер

зтоматической

линии

делает

ш аг

вперед,

мой

КПСС

преду­

зсшумно

мигаю т

разноцветны е

 

снгна -ь-

ае лампочки,

щ елкаю т

стальны е

зубьл

сматривается

самое

иксаторов,

и деталь

— блок

автомобиль-

широкое"

примене­

зго двигателя,

корпус

редуктора,

тележ ка

i следую щ ей

рабочей

позиции.

Сразу же

ние

 

эгектроэнергии

зектровоза — пак вкопанная,

засты вает

на

 

производстве.

киваю т станки. Сотнями

бы строреж ущ их

 

ал вшиваются

сверла в

покорную

заго-

 

Какие

же

кон­

>вку. Вслед за сверлами, чтобы сделать

 

эндать

им

необходимую

точность,

ж дут

кретные

выгоды

да­

'вики отверстий гладкими,

как

стекло,

ет

резание

нагрето­

юей очереди зенкера и развертки.

Если

Вот тут-то

и

начинаю тся

трудности.

го металла? Об этом

верстие

не

сквозное,

то

после

сверления

t струж ки.

Попадет такой обломок

под

можно

рассказать

нем могут задерж аться

небольш ие

кус-

подробно,

основыва­

'ж ущ ую

грань

развертки

будет испор-

'ко отверстие, пойдет в

брак

 

деталь,

ясь на диссертациях

ядет», наконец,

инструмент.

При

обыч-

'чио просто. Станочник

берет

специаль-

советских

инжене-

>й работе на станках

дело обстоит до-та-

 

 

 

 

 

 

 

>1й ерш ик

и прочищ ает каж дое

такое от-

 

 

 

 

 

 

 

19


ров Н. В. Талантова и М. В. Мостового, на опыте некоторых предприятий.

Преимущества у нового метода большие, внедрение его в производство особых трудностей не представляет. И тем не менее распространен он слабо. По-прежнему на многих заводах знакомая картина: замедляют свой бег резцы, ломаются сверла, беспомощно вязнут фрезы в титановых и никелевых сплавах. Холодный металл очень неиодатлиз... Видимо, здесь предстоит сказать свое слово рационализаторам. Ведь перспективы у это­ го прогпоосивного способа поистине замечательные. Не­ даром сейчас во многих странах ведутся широкие иссле­ дования по резанию нагретого металла.

Усилие резания снижается в четыре-пять раз, в 10—50 раз возрастает стойкость инструмента, чистота обрабо­ танной поверхности увеличивается на два класса, в не­ сколько раз уменьшается потребная мощность станков.

Что касается точности, то изменение размеров дета­

ли,

вызванное

нагревом,

для

черновой

обработки

не

имеет

значения, а

 

 

 

 

МАГНИТНОЕ СВЕРЛО

 

 

 

для

чистовой

легко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(О к О н ч а и ы е)

 

 

 

 

поддается

учету.

 

 

 

 

 

 

 

 

верстие.

А

как

бы ть

на автом атическо

Впрочем,

с

это й

.■.цини? П редусм атривать

особые

станки?

Советский

изобретатель

А.

 

Е. Сегал

проблемой

мы

стал­

предлож ил способ гораздо прощ е.

Реж ущ и

киваемся

не

впер­

инструмент (сверло, зенкер,

разверти!

пропускается

через

катуш ку

с

намотш

вые,

так как детали

нон

на

нее

 

проволокой.

Пока

све]

всегда

разогревают­

ло

заним ается

своим г»пя'*мм’

н ет и

С0Л|

ч-it отверстие,

тока

в катуш ке

ся при обработке.

чопд не обладает магнитны ми свойствам;

Но

как

только

оно

доходит

до

нижней

Эти

результаты

крайнего

полож ения, катуш ка

включаете

достаточно

универ­

з

сеть

переменного

тока, сверло

намагн-

чи зается

и. выходя из отверстия, извлек,

сальны, они под-

ет

из

наго

струж ку

до последнего

кусочк

Двигаясь

дальш е, сверло выходит

из

сол-

твержда го т с я

на

иончпой

катуш ки ,

разм агничивается,

обычных и аустенит­

струж ка

с

него

ссы пается.

 

и зо б р ет е т

Простое

и

эф ф ективное

 

ных сталях, на сор-

А.

Е.

Сегаля

 

(авторское

езндетельет;

115568) найдет

ш ирокое

применение

на а

майте

й

д р у г и х

регатиы х

и

вертикально-сверлильны х

ста

 

 

 

 

 

ках с

 

многош пиндельны ми

 

головкам

 

 

 

 

И

встроенны х

в

 

автом атические

линии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


труднообрабатываемых сплавах. Благодаря нагреву удается обрабатывать материалы, которые раньшевообще не поддавались обработке резанием.

Как „смягчить" сталь

Стремясь увеличить скорости обработки, конструк­ торы повышают стойкость резцов, втискивают новыелошадиные силы в моторы станков и прессов. Но ecib я другой путь, совершенно противоположный. Он заклю­ чается во временном изменении механических свойств самого материала, точнее говоря, во временном пониже­ нии его крепости.

Традиционные науки о прочности — сопротивлениематериалов, теория упругости и пластичности — с мате­ матической точностью позволяют рассчитывать мосты, небоскребы, подводные лодки и самолеты. Казалось, никаких неожиданностей не таит в себе эта классическая область инженерной науки. Но вот в 1923 году академик А. Ф. Иоффе окунул стержень из поваренной соли в во­ ду, и он стал в 10 раз прочнее. Это объяснили тем, ч?о

вода

растворила поверхностный

слой и

уничтожила

мельчайшие трещинки — очаги разрушения.

 

А как объяснить резкое снижение прочности некото­

рых металлов, покрытых тонкой

пленкой

какого-либо

более

легкоплавкого металла?

С классической точки

зрения, это настолько невероятно, что знаменитый фран­ цузский физик Поль Ланжевен, впервые узнав об этом, воскликнул: «Это поразительно, но этого не может быть. Откуда атомам внутри твердого тела знать, что на его поверхности имеются какие-то вещества?»

Однако факт оставался фактом. Окружающая среда влияла на свойства металла.

Изучением этих явлений занялся советский ученый

.12

академик П. А. Ребиндер, один из основоположников но­

 

вой науки — физико-химической

механики

материалов.

 

Как известно, наружные слои жидкостей и твердых

 

тел находятся в особых энергетических условиях: моле­

 

кулы и атомы внутри тела одинаково притягиваются во

 

все стороны своими соседями, частицы наружного слоя

 

притягиваются только внутрь. В результате возникают

 

нескомпенсированные молекулярные силы — явление по­

 

верхностного натяжения. Наружные атомы по сравне­

 

нию с внутренними обладают каким-то запасом дополни­

 

тельной потенциальной энергии. А поскольку любая де­

 

формация ведет к рождению новых поверхностей,

тре­

 

буются и дополнительные количества энергии. Если по­

 

крыть деформируемый кусок металла тончайшей плен­

 

кой поверхностно-активного вещества, энергия наруж­

 

ных молекул снизится, металл как бы сделается мягче.

и

 

Идея П. А. Ребиндера и его сотрудников как раз

 

заключается

в

использовании

этого

размягчения

для

 

облегчения

метал­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лообработки.

к

при­

 

 

ПРОВОЛОКА

ИЗ

СТРУЖ КИ

 

 

Возьмем,

Среди многочисленны х способов уткли

меру,

обработку

зации

металлической

струж ки

один

из

са

мых

оригинальны х,

безусловно,

принадле

давлением — ковку

ж ит ленинградском у изобретателю

Льв;

и штамповку. По су­

Александровичу

Ю ткину (авторское

свиде

тельство

 

90443}.

 

 

 

 

 

 

 

ти дела,

эти техно­

струж ка

 

стала сливной, непреры вной. Во

логические

процес­

Прежде

всего

надо

добиться,

чтобь

обще

говоря,

такая струж ка самая

неприят

сы и заключаются в^

пая, с точки зрения техники безопасности

Зстрые,

 

как

бритва,

синеваты е

от

жар!

целенаправл е н н о м

здесь этого опасаться не приходится. Вме

разрушении,

упоря­

кольца

того и гляди полоснут токаря.

Hi

сто того, чтобы пустить ее «по воле волн>

доченной

деформа­

изобретатель сразу пропускает выходящ уг

из-под резца

струж ку

через

волочильнуг

ции заготовок.

Не­

гы вается

на

специальны й

вращ аю щ ийс,

большие

добавки

ф ильеру.

Готовая проволока тут

ж е

намг

барабан.

 

Для способа, предлож енного Ют

поверхностно .

ак ­

киным,

важ но,

чтобы

струж ка

была

 

сильно нагретом, пластическом состояниг

тивных

веществ к

цессе резания. В противном случае меж д

 

 

 

 

лбычно

она н агревается

сам а

собой,

в

пре

смазке снижают пре-

лозном и ф ильерой ставят виток высокоче

стотного индуктора и дополнительно поде

 

 

 

 

греваю т

ее.

 

 

____________________

13


дел текучести металла, размягчают, «пластифицируют» его поверхностный слой, облегчая холодную и горячую штамповку, вблочепие проволоки.

Если подобрать вещество, которое достаточно сильно уменьшило бы поверхностное натяжение, то кусок ме­ талла, смазанный им, тут же рассыпался бы в порошок.

Это открывает принципиально

новые пути получения

тончайших металлических

порошков — дефицитного

сырья для порошковой металлургии. Кстати, нечто похожее удалось уже наблюдать на куске олова, покрытом жидким галлием. Правда, олово не рассыпалось в поро­ шок, но связь между его атомами настолько ослабла, чго оловянный монокристалл без всякого внешнего воздей­

ствия превратился в

поликристалл — причудливую

смесь мельчайших кристалликов.

Поверхностно-активные

вещества можно использо­

вать и при обработке резанием. Советский исследователь Г. И. Епифанов недавно показал, что при погружении деталей в некоторые поверхностно-активные жидкости удельная работа резания-снижается в два-пять раз. Мо­ лекулы жидкости, проникая в зону резания, распадаются на атомы, внедряются в кристаллическую решетку ме­ талла, делают ее хрупкой, ломкой и тем самым прокла­ дывают путь резцу.

Способы управления механическими свойствами ме­ таллов только-только начинают входить в производ­ ственную практику. В сочетании с оригинальными тех­

нологическими процессами они

подготавливают

новый

скачок в развитии металлообработки.

 

Пушка занята мирным трудом

 

Подобно тому, как самые

изысканные деликатесы

не могут заменить нам хлеба,

так и острые жала

элек-

14

трических искр, и бесшумные электронные резцы, й едкие озера электролита долго еще не вытеснят из заводских цехов обыкновенные резцы, сдирающие самую ветхоза­

ветную стружку.

Более того, последние исследования советских и за­ рубежных ученых открывают принципиально новые пути перед обработкой металлов резанием. Академиче­ ские, абстрактные на первый взгляд научные работы помогут в десятки раз повысить производительность ме таллорежущих станков.

Эксперимент в.егда предшествует техническому ре­ шению. Прежде чем первые реактивные самолеты пере­ гнали звук, их уменьшенные модели неоднократно штур­ мовали звуковой барьер в аэродинамических трубах. Ибо как построить самолет, не зная законов сверхско­ ростных воздушных потоков? Какие сюрпризы ждут лет­ чика, догоняющего метеоры?

Те же вопросы встают перед «резальщиками». Как поведет себя материал при невиданной скорости дефор­ маций? Не упадет ли катастрофически стойкость резцов, не подскочит ли до недопустимых пределов температу­ ра? А что будет со стружкой?

Никаких почти данных об этом у нас до последнего времени не было. Никаких, если не считать предположе­ ний германского ученого доктора Заломона, что при сверхскоростном точении чугуна температура резания должна падать. Патент ученого за номером 523594 был в 1932 году куплен Круппом, а сам ученый вскоре погиб от руки нацистов. Никто не продолжил его работы.

После войны изучением сверхскоростного резания занялись ученые из Сибирского физико-технического ин­ ститута. Под руководством Героя Социалистического Труда академика В. Д. Кузнецова здесь был разработай совершенно новый принцип сверхскоростной обработки металлов. Образец вместо пули-вставлялся в винтовоч-