ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ

А. Н. Евграфов
РАЗВИТИЕ
ТЕХНИКИ
Тема 10
1
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Джеймс Несмит (1808 – 1890)
Изобрёл паровой молот, поперечно-строгальный и фрезерный станки
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Иоганн Георг Бодмер (1786 – 1864)
1839 г. –запатентовал карусельный станок (токарный станок с
вертикальной осью вращения для обработки крупных деталей).
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Эли Уитни (1765 – 1825)
Идея взаимозаменяемости деталей машин (1801)
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Чертёж детали с допусками на размеры
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Генри Форд (1863 – 1947)
На конвейере завода Форда
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Один автомобиль собирался за 93 минуты (1913 г.)
Форд: «Автомобиль может быть любого цвета, если этот цвет – чёрный»
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Иван Августович Тиме (1838 – 1920)
Основы машиностроения (1883 – 1885)
8
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Константин Алексеевич Зворыкин (1861 – 1928)
Развил теорию резания (1893)
9
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Яков Григорьевич Усачёв (1873 – 1941)
«Явления, происходящие при резании металлов» (1915)
10
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
Учёные-«резальщики»
Техника и технология механической обработки
XIX – XXI вв.
А. П. Соколовский
Первый учебник «Технология
Основатель и первый
машиностроения»
заведующий кафедрой
12
(1932 – 1935)
«Технология машиностроения»
Техника и технология механической обработки
XX – XXI вв.
Виды механической обработки
Обработка
резанием
Обработка
методом
пластической
деформации
Электрофизическая
обработка
13
Техника и технология механической обработки
XX – XXI вв.
Виды резания
Наружные
цилиндрические
поверхности
Внутренние
цилиндрические
поверхности
Плоские
поверхности
14
Техника и технология механической обработки
XX – XXI вв.
Точение
Заготовка
Движение
подачи
Главное
движение
резания
Резец
15
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Разновидности точения
Обтачивание
Заготовка
Резец
16
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Разновидности точения
Подрезание
Заготовка
Резец
17
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Разновидности точения
Резка
Заготовка
Готовая
деталь
Резец
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Разновидности точения
Растачивание
Заготовка
Резец
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Разновидности точения
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка наружных цилиндрических поверхностей
Шлифование
Шлифовальные круги, бруски, ленты и др.21
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка наружных цилиндрических поверхностей
Видео: шлифование абразивными лентами
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка цилиндрических поверхностей
Притирка
Притирка клапанов (Мерседес Спринтер)
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка цилиндрических поверхностей
Притирка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка цилиндрических поверхностей
Обкатывание
Деталь
Ролик
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка цилиндрических поверхностей
Суперфиниш
Суперфинишная
шлифовальная лента
Деталь
Полировка штока гидроцилиндра
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка цилиндрических поверхностей
Обработка валов (суперфиниш)
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Сверление
Старинные свёрла
Современные свёрла
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних поверхностей
Сверление квадратного отверстия
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Изготовление инструмента сложной формы
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Конические
(угловые)
зенковки
Торцовая
зенковка
(цековка)
Зенкерование
Цилиндрический
зенкер
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Развёртывание
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Сверление и развёртывание отверстия
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Протягивание
Деталь
Протяжка
Протяжка для шпоночного паза
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Протягивание
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Хонингование
Хонинговальные головки
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Хонингование
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Долбление
Долбяк
Стол
Вертикально-долбёжный станок
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Долбление
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Долбяки зуборезные
Долбяк
мелкомодульный
Долбяк
чашечный
Долбяки хвостовые
Долбяки дисковые
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей
Нарезание зубьев долбяком на зубодолбёжном станке
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Строгание
Обрабатываемые поверхности
Горизонтальные
Наклонные
Канавки
Пазы
Криволинейные
Вертикальные
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Строгание
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Фрезерование
Торцевая
фреза
Концевые фрезы
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Фрезерование
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Фасонные фрезы
Червячная фреза
Модульная фреза
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Модульные фрезы
Фреза
Фреза
Заготовка
Дисковая фреза
Заготовка
Пальцевая фреза
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Нарезание колёс фасонными фрезами
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Шлифование
Плоскошлифовальный станок
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка плоских поверхностей
Шлифование
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Станки с ЧПУ
Станки–автоматы
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Станки с ЧПУ
Современный станок с ЧПУ
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Станки с ЧПУ
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Виды механической обработки
Обработка
резанием
Обработка
методом
пластической
деформации
Электрофизическая
обработка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Ротационное
деформирование
Прессование
Прокатка
Штамповка
Ковка
Виды обработки методом
пластической деформации
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Ковка
Электрогидравлический кузнечный пресс
Ковочная температура: сталь – 1000 – 1280°С,
алюминиевые сплавы – 420 – 480°С
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Ковка
Свободная
В штампах
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Свободная ковка
Пресс
Траверса
Верхний
боёк
Манипулятор
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Ковка в штампах
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Штамповка
Штамповочный пресс
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Основные виды штамповки
Листовая
штамповка
Объёмная
штамповка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Холодная листовая штамповка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Холодная листовая штамповка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Горячая объёмная штамповка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Прокатка
Прокатка – технологический метод изменения формы исходной заготовки или слитка,
осуществляемый их пластическим деформированием между вращающимися валками.
66
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Прокатка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Прессование металла
Держатель
матрицы
Заготовка
Шплинтон
Матрица
Контейнер
Пресс-шайба
Схема прямого прессования
68
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Схема обратного прессования
Контейнер
Заготовка
Матрица
Полый пуансон
69
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Прессование металла
70
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Ротационная
листовая штамповка
Накатывание
резьб
Накатывание зубьев
зубчатых колёс
Раскатка кольцевых
заготовок
Ротационное деформирование
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Раскатка кольцевых заготовок
Широко используется при производстве подшипников
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Накатывание зубьев зубчатых колёс на прокатном стане
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Накатывание резьб
Профиль накатываемой резьбы образуется за счёт вдавливания инструмента в
материал заготовки и выдавливания части материала во впадины инструмента.
плашки
ролики
Заготовка
Подвижная
плашка
P
Неподвижная
плашка
Ролик 1
Ролик 2
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Обработка методом пластической деформации
Накатывание резьбы роликами
75
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Виды механической обработки
Обработка
резанием
Обработка
методом
пластической
деформации
Электрофизическая
обработка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Электрофизические методы
обработки
Электроэрозионная
обработка
Ультразвуковая
обработка
Обработка потоками
высокоэнергетических
частиц
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Инструмент (–)
Электроэрозионная обработка
Жидкость
(+)
Заготовка
Эрозия (лат.) – разъедание
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Физические основы электроэрозионной обработки
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Электроэрозионная обработка
Электроискровая (ЭИСО)
Электроимпульсная (ЭИМО)
Электроконтактнодуговая (ЭКДО)
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Электроэрозионная обработка
Электроискровая (ЭИСО)
Для изготовления штампов, пресс-форм,
фасонных резцов, копиров, сеток, деталей для
ювелирной промышленности и т.д.
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Электроэрозионная обработка
Электроимпульсная (ЭИМО)
Для получения фасонных полостей штампов,
пресс-форм, литейных форм, тонкостенных
деталей, сеток, сит
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Электроэрозионная обработка
Электроконтактно-дуговая
(ЭКДО)
Для обработки цилиндрических, конических и
плоских поверхностей заготовок из
труднообрабатываемых материалов
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Работа электроэрозионного станка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Ультразвуковая обработка (УЗО)
Ультразвуковые методы обработки (УЗО) основаны
на использовании энергии ультразвуковых
колебаний с частотой f = 16 – 44 кГц и с плотностью
мощности на инструменте более 106 Вт/м2.
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Основные методы ультразвуковой обработки
• Ультразвуковая абразивная обработка;
• Ультразвуковое соединение деталей;
• Ультразвуковая очистка/мойка поверхностей;
• Ультразвуковая поверхностно-упрочняющая обработка.
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Ультразвуковая абразивная обработка
От генератора
Преобразователь
Волновод
Инструмент
Деталь
Зёрна абразива
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Ультразвуковая абразивная обработка
Сверление отверстий в стекле
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Ультразвуковая поверхностно-упрочняющая обработка
Отделочно-упрочняющая обработка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Методы обработки потоками высокоэнергетических частиц
• Электронно-лучевая обработка
• Светолучевая обработка
• Ионно-вакуумная обработка
• Плазменная обработка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Методы обработки потоками высокоэнергетических частиц
Электронно-лучевая обработка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Методы обработки потоками высокоэнергетических частиц
Электронно-лучевая обработка
Рабочая камера
Катод
Анод
Система
фокусировки
Управляющая
система
Заготовка
Стол
Схема электронной пушки
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Методы обработки потоками высокоэнергетических частиц
Электронно-лучевая обработка
Достоинства:
1. Хорошая управляемость движениями луча;
2. Малая инерционность;
3. Высокая локализация пятна нагрева.
Недостатки:
1. Необходимость высокого вакуума в рабочей камере;
2. Высокая стоимость и сложность оборудования;
3. Высокие требования к технике безопасности и
квалификации персонала.
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Методы обработки потоками высокоэнергетических частиц
Светолучевая обработка
Лазер (1960)
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Методы обработки потоками высокоэнергетических частиц
Светолучевая обработка
Обрабатываемая
деталь
Линза
Зеркала
Рубин
Импульсная лампа
+
С
–
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Установка для лазерной обработки материалов
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Электрофизическая обработка
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Rapid Prototyping – Быстрое прототипирование
Быстрое прототипирование – технология формирования трёхмерных объектов
путём постепенного наращивания (добавления) материала или изменения
фазового состояния вещества в заданной области пространства.
3D принтер
98
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Быстрое прототипирование
Пример: принтер InVision XT – офисный моделлер
(кафедра «Автоматы»)
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Быстрое прототипирование
100
Техника и технология механической обработки. XX – XXI вв.
Конец темы 10
101