Техника - молодёжи 1944-07-08, страница 11

Поверхность гладко отполированного шарика при огромном увеличении показалась бы нам страной гор.

всеми цветам» радуги колонны, гирлянды из цепочек, так искусно-сплетенных, что трудно проследить, как извиваются, куда исчезают и откуда появляются петли, узлы И) нити. Каждый' шаг по такой поверхности неимоверно труден. Лавины прозрачных обломков рассыпаются, на глазах увеличиваются в объеме и мутнеют, осыпая нас снежными комьями — хлопьями кремнезема*

Все это мы можем увидеть, конечно, лишь мысленно. И не только потому, что слишком велики наши собственные размеры, но к потому, что молекулы нельзя разглядеть в лучах обычного света. Но дело от этого № меняется.

Негостеприимно «встретит нас любая поверхность, по которой мы рискнули, бы совершить фантастическую экскурсию, уменьшившись в миллионы раз.

.♦.Клапан мотора, палец поршня, шарик И обойма подшипника^ турбинная лопатка, ствол орудия, детали пулемета и сотни других ответственных металлических изделий перед установкой и пуском >в работу обязательно проходят операцию тщательной обработки поверхности.

Стремление получить гладкую, ласкано-щую глаз полированную поверхность вызвано отнюдь не эстетическими соображениями. Значительные средства, энергия, время, расходуемые для этого, очевидно, должны быть оправданы чем-нибудь более существенным. И это действительно так.

Обычно думают, что одно из важнейших свойств твердых тел — механическая прочность — олреде л яется в н у т р е н н и м и, объемными, свойствами материалов: отсутствием трещин, пустот и раковин, крупностью зерен-кристаллов, структурой и другими' характеристиками вещества.

Однако состояние поверхности тела не менее, если, не более_г важно, чем внутреннее строение материала.

ЭФФЕКТ ИОФФЕ

Напомним об опыте, ставшем уже классическим и вошедшем в учебники физики под названием эффекта Иоффе. Из куска каменной соли, образующей, как, наверное, многие видели, крупные прозрачные кристаллы в виде кубов, вырезались одинакового размера образцы в форме палочек. Эти палочки помещались в зажимы разрывной машины, и определялось усилие, требуемое дли их разрыва.

Как и, следовало ждать, оно оказалось ничтожным. Однако как только такую же палочку перед испытанием поместили на короткое время в воду, прочность ее необычайно возросла. Для разрыва ее потребовалось усилие, в сотни раз большее, чем для палочки, не обработанной вод$1ь

Почему же вдруг хрупкая, непрочная каменная соль приобрела прочность металла?

Оказалось достаточным растворить в воде тонкий поверхностный слой соли, обычно испещренный мельчайшими трещинами и надрезами, чтобы образовавшаяся гладкая поверхность кристалла совершенно изменила прочность исследуемого образца.

Влияние состояния поверхности еще более наглядно видно на таком примере. Попробуйте согнуть хоть немного палочку из стекла; последствия общеизвестны: она сломается, часто на несколько осколков, но каждый из них будет таким же прямым,, как и первоначальная палочка.

Однако если, палочку предварительно смочить раствором плавиковой кислоты, растворяющей стекло, ее можно после этого изогнуть в дугу. Постоянно присутствующие на любой гладкой поверхности трещины, насечки к надрезы являются очагами, в которых начинается разрушение задолго до того, как нагрузка достигает величины, равной истинной прочности материала. А какова; величина этой истинной прочности, показывают расчеты физика Орована, по которым сопротивление разрыву обычного стекла могло бы достиг* нуть миллионов килограммов на квадратный сантиметр сечения, если бы не ослабляющее влияние поверхностных дефектов. Наличие дефектов на поверхности металлических деталей резко снижает их прочность и в особенности сопротивление переменным нагрузкам — основному виду нагрузок в любой машине, двигателе, турбине. Это вынуждает конструкторов рассчитывать детали машин с большими запасами прочности, © результате чего растрачиваются огромные мощности на приведение этого лишнего металла в движение.

Состояние поверхности оказывает влияние не только на прочность материала, но и на отражательную способность, ~ сопро- , тивляемость коррозии, износоустойчивость и т. д. Общеизвестно, что полированное железо ржавеет позже и труднее, чем шероховатое, что коэфициент отраже- ; ния света гораздо выше у полированной' поверхности, чем у шероховатой, и т. д.

БОРЬБА ЗА ГЛАДКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

Существует много различных способов получения шлифованных ш полированных поверхностей, особенно у металлов. Их обрабатывают на станках — токарных, фрезерных, строгальных — при помощи- различных резцов к приспособлений; их обра-

тттттттт?»»

0,13-1,25

тттттттт?»»

0,13-1,25

ЛАПИМГО0АНИЯ

• ⁷ 0,08-0,25

СУПЕРФИНИША

0.01

0,25

Шероховатая поверхность уменьшает прочность детали.

поверхность сообщает детали необычайную прочность.

На детали, подвергнутой любому виду механической обработки, остаются неровности, - которые вы видите в увеличенном виде. Их действительные размеры указаны в тысячных долях миллиметра. Таким образом, ни один из способов полировки не обеспечивает получения абсолютно гладкой поверхности,

батывают всевозможными " шлифовочным», так называемыми абразивными материалами, наждачными и карборундовыми кру» гами, полотнами, брусками и порошками; их прокатывают и протягивают,при помощи различных давящих приспособлений; их обрабатывают, комбинируя механическое воздействие с химическим, например особыми пастами, и< др.

Металл режут, гладят, обкатывают, скребут, трут, обжимают. Одних лишь методов окончательной чистовой отделю* можно перечислить свыше десятка: хонинг, лапинг, буффинг, шевинсхратчниг, прессфи-ниширование, суперфиниширование и др.

Соответственно различают поверхности — ободранную, чисто обработанную, чисто шлифованную, отделанную, тонко отделанную, шаброванную, полированную, дово-дочно полированную, окончательно полированную, расточенную, калиброванную, протянутую, притертую и т. п. Механическая обработка различных металлов осложняется разнообразными трудностями. Некоторые металлы (свинец, олово) плохо шли-фуются- и полируются, ив-эа евоей мягкости: они? наказываются, прилипают к инструменту.

Обработка твердых металлов и сплавов Часто затруднена их твердостью и низкой теплопроводностью. Из-за этого, особенно у легированных и инструментальных сталей, появляются местные шлифовочные ожоги, трещины % другие дефекты.

Но общими для. всех способов механической шлифовки остаются два недостатка:

9