Ведение

Теоретические основы развития науки о металлах были зало­жены величайшим русским ученым М. В. Ломоносовым (1711 — 1765 гг.). В своем труде по металлургии, опубликованном в 1763 г., М. В. Ломоносов изложил комплекс вопросов — от добычи руды и до плавки металлов. Наряду с работами о мине­ралах, рудных местах и о движении воздуха в рудниках М. В. Ло­моносов впервые установил закономерности движения газов в печах. Во второй половине XVIII в. кузнечные горны для на­грева под закалку начинают заменять пламенными печами, рабо­тающими на твердом топливе.

В конце XVIII и начале XIX вв. стали строить машинострои­тельные заводы, на которых уже применяют термическую обра­ботку стали. В 1841 г. была напечатана работа инж. П. П. Аносова (1797—1851 гг.) «О булатах». Ему удалось раскрыть утерянный секрет получения булатной стали. Научную основу термическая обработка стали получила только после опубликования работ Д. К. Чернова (1839—1921 гг.), открывшего критические точки в стали.

В результате развития промышленности машиностроение к 70-м годам XIX в. превратилось в отрасль крупного фабрично-заводского производства. Часть заводов производила текстиль­ные и сельскохозяйственные машины и станки. Другие заводы выпускали наряду с этими машинами и приборы. На заводах в начале XX в. появляются закалочные мастерские или цехи для обработки продукции — деталей машин и инструментов.

В 1911 г. русский ученый В. Е. Грум-Гржимайло (1864— 1928 гг.) создал теорию движения газов, в которой он показал, что движение газов в печах подчиняется законам гидравлики.

Продукция машиностроительных заводов до 1917 г. со­вершенно не обеспечивала потребностей страны. Много машин и станков заводы получали из-за границы. Бурное развитие маши­ностроения началось после Великой Октябрьской революции. В годы первых пятилеток невиданными темпами строились новые заводы и реконструировались старые. Термические цехи этих заводов располагались в высоких просторных помещениях, полу­чали современное оборудование и приборы. Все печи оснащались

контрольными приборами для определения и регулирования тем­ператур.

В 1923 г. были построены первые тракторы, в 1929 г. была выполнена первая реконструкция Московского автозавода им. А. И. Лихачева (бывшего АМО) и сборка автомобилей была переведена на конвейер. В термических цехах для обработки де­талей автомобиля были установлены печи непрерывного действия— конвейерные и толкательные.

На заводах появились электрические печи. В термических цехах машиностроительных заводов были внедрены новые тех­нологические процессы — газовая цементация, цианирование, азо­тирование, чистая закалка и др. Технология термической обра­ботки в автомобильной, тракторной промышленности разрабаты­валась под руководством и при непосредственном участии д-ра техн. наук проф. Н. А. Минкевича (1883—1942 гг.). Ему при­надлежит создание, трудов по термической обработке и оборудо­ванию термических цехов. Под его руководством были созданы механизированные агрегаты для термической обработки, печи для газовой цементации и др.

В 1935 г. чл.-корр. АН СССР В. П. Вологдин и Б. Н. Ромашов предложили метод поверхностной закалки с нагревом т. в. ч. В настоящее время все термические цехи машиностроительной промышленности оснащены современным оборудованием и прибо­рами, во многих цехах осуществлены комплексная механизация и автоматизация технологических процессов.

Все термические цехи машиностроительных заводов можно разделить по следующим признакам по: месту в заводской струк­туре, обрабатываемым деталями, преобладающим операциям тер­мической обработки и производственному признаку.

Место в заводской структуре определяется объемом произ­водства. В соответствии с этим термическая обработка деталей на заводах может происходить в самостоятельных термических цехах, в отделениях или на участках.

Термическое отделение или участок, на котором обрабатывается одна деталь или группа деталей, носит название по наименованию обрабатываемой детали или группы (участок термической обра­ботки коленчатого вала, участок термической обработки инстру­ментов из углеродистой стали, отделение термической обработки инструментов и т. д.).

На некоторых заводах сохранилась классификация терми­ческих цехов по преобладающим операциям термической обра­ботки (закалочный цех, цех азотирования и др.).

Наиболее правильной является классификация по производ­ственному признаку, по которому все термические цехи завода разделяются на две группы: основные термические цехи для обра­ботки деталей товарного производства завода — основной его продукции и вспомогательные термические цехи для обработки деталей вспомогательного производства завода.

Основные термические цехи подразделяются на цехи (отделе­ния, участки), связанные с заготовительными цехами (кузнечно-штамповочными, литейными и др.), в которых производится тер­мическая обработка поковок, штамповок или отливок, т. е. полу­фабрикатов до их механической обработки; с обрабатывающими механическими цехами, где производится термическая обработка деталей товарной продукции завода, т. е. после механической обра­ботки, и с цехами, объединяющими заготовительные и обрабаты­вающие операции, например, рессорные цехи, пружинные цехи и др. К термическим цехам вспомогательного производства отно­сятся цехи (отделения, участки) для обработки инструментов, штампов, деталей оборудования и др., связанные соответственно с инструментальным, штамповым, ремонтно-механическим и дру­гими цехами. На ведущих предприятиях автомобильной, трак­торной и других отраслей промышленности обычно различают следующие термические цехи или отделения: отжигательные — для обработки отливок (чаще всего они являются отделениями литейных цехов); термические отделения в кузнечно-штамповочных цехах для отжига, нормализации, закалки и высокого отпуска по­ковок и штамповок, они носят также названия черновых или пер­вых термических цехов (существуют участки термической обра­ботки, расположенные вблизи штамповочных молотов и прессов); отделения в прессовых цехах для обработки листов, заготовок и деталей холодной штамповки между операциями холодного деформирования; термические цехи для обработки чистовых дета­лей (цементация, нитроцементация, цианирование, нормализа­ция, закалка, низкий отпуск и др.), т. е. деталей товарной про­дукции завода после механической обработки или холодной штам­повки, называемые также чистовыми или вторыми термическими цехами; рессорно-пружинные для обработки рессор и пружин; инструментальные для обработки режущих, измерительных и дру­гих инструментов, изготовляемых на заводе для собственных нужд (на инструментальных заводах термические цехи, обрабатываю­щие инструменты как основную продукцию завода, являются основными термическими цехами); штамповые для обработки штампов горячей и холодной штамповки.

Небольшие термические отделения имеются также в ремонтно-механических цехах для обработки деталей оборудования, в цехах, изготовляющих детали широкого потребления, и т. п.

В зависимости от программы и наличия свободных площадей на отдельных предприятиях могут отсутствовать те или иные тер­мические цехи или отделения, а некоторые термические цехи (отделения) объединены в один, например, инструментальный и штамповый, кузнечный и штамповый, прессовый и штамповый и т. д.

Каждый термический цех (отделение) имеет свое характерное оборудование в зависимости от формы и размеров обрабатывае­мых деталей и процессов их термической обработки.

В отжигательных и кузнечных термических Цехах (отделениях) обработке подвергаются отливки и поковки, которые обычно требуют сравнительно простых технологических операций тер­мической обработки. Основным оборудованием, устанавливаемым в цехах (отделениях), являются камерные печи, печи с выдвижным Иодом или толкательные печи. Для использования тепла ковоч­ного нагрева при термообработке поковок (и штамповок приме­няют механизированные агрегаты. Выбор типа оборудования определяется характером производства. Различают индивидуаль­ное (единичное), серийное и массовое производство.

При индивидуальном характере производства детали изго­товляются единичными экземплярами и имеют различные кон­структивные формы и размеры. При таком производстве необхо­димо применение универсального оборудования.

При серийном производстве однотипные детали изготовляют партиями или сериями. В зависимости от численности однотипных деталей в партии или серии серийное производство подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. При серий­ном производстве затраты на термическую обработку уменьшаются по сравнению с индивидуальным производством. Термические цехи инструментальных заводов относятся к крупносерийному производству. В этих цехах используют полуавтоматические и автоматические агрегаты и линии.

При массовом производстве однотипные детали изготовляются непрерывным потоком и имеют стандартную форму, размеры, вес и материал. Термическая обработка этих деталей также ведется непрерывным потоком. При массовом производстве необходимо иметь специализированное оборудование высокой производи­тельности с полной автоматизацией процесса.

К массовому производству относятся термические цехи, пред­назначенные для обработки деталей после их механической обра­ботки. Массовое производство характеризуется небольшими за­тратами на термическую обработку и высокой производительностью оборудования.

Все оборудование термических цехов разделяется на основное, дополнительное и вспомогательное [24].

К основному относится оборудование, применяемое для вы­полнения технологических операций термической обработки, связанных с нагревом и охлаждением деталей: печи; нагрева­тельные установки и охлаждающие устройства (закалочные баки, закалочные машины и оборудование для глубокого охлажде­ния).

К дополнительному относится оборудование, которое приме­няется для выполнения дополнительных технологических опера­ций в термических цехах—правки и очистки деталей: правильные прессы и очистные установки — травильные ванны, дробеструйные аппараты, моечные машины и т. д. К вспомогательному относятся: установки для приготовления карбюризатора и контролируемых

атмосфер; подъемно-транспортное оборудование — мостовые краны, поворотные краны, катучие балки, монорельсы с электро-тельферами, рольганги, транспортеры, конвейеры иг. п.; тепло­энергетическое оборудование, в состав которого входят устройство для охлаждения закалочной жидкости, санитарно-техническое оборудование, воздуходувки и пр. Классификация оборудования термических цехов приведена на стр. 6—7.

Приборы неразрушающего метода контроля твердости и струк­туры деталей для определения пороков металла, глубины закален­ного или цементованного слоев, содержания углерода в цементо­ванном слое (углеродный потенциал) составляют самостоятельную группу.

ГЛАВА I

Дата добавления: 2015-06-27