Методическая разработка Курс лекций по дисциплине «Технология обработки конструкционных материалов»

Областное государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ» (ОГБОУ СПО «ТПТ») Методическая разработка Курс лекций по дисциплине «Технология обработки конструкционных материалов» ЧАСТЬ 1 Автор – составитель: Туйчиева Галина Константиновна, Преподаватель ТПТ по дисциплине «Технология обработки конструкционных материалов Контактный телефон 8-913-826-02-18 e-mail: politex.tpt.tom.ru Томск 2013 Аннотация Курс лекций по дисциплине «Технология обработки конструкционных материалов» составлен для студентов заочного отделения. В первой части сборника разработаны конспекты по ряду тем согласно «рабочей программы» ФГОС. В конспектах освещены темы: - общие вопросы технологии машиностроения и обработки изделий; - производство черных и цветных металлов, литейные свойства сплавов, способы приготовления отливок; - технология обработки металлов давлением, пластическое деформирование, виды обработки давлением и типы применяемого оборудования; - сварочное производство, физические основы получения сварного соединения, виды сварок. Лекции сопровождают иллюстрации. Я являюсь автором–составителем. Конспект составлен на основе чтения лекций для студентов дневного обучения. При составлении использовалась литература представленная в конце курса конспектов. Предполагается последующее написание второй части. Содержание Введение 3 1. Общие вопросы технологии машиностроения и обработки изделий 4 1.1 Основные понятия и положения 4 1.2 Методы производства заготовок 6 1.3 Технологичность конструкции заготовок 6 1.4 Строение конструкционных материалов 10 2. Производство черных и цветных металлов 12 2.1 Приготовление литейных сплавов 12 2.2 Литейные свойства сплавов 13 2.3 Способы изготовления отливок 15 2.3.1 Литье в песчаные формы 15 2.3.2 Формовочные и стержневые смеси 18 2.3.3 Литье в оболочковые формы 19 2.3.4 Литье по выплавляемым моделям 21 2.3.5 Литье в кокиль 23 2.3.6 Литье под давлением 25 2.3.7 Центробежное литье 26 2.3.8 Литье под регулируемым давлением 27 3. Технология обработки металлов давлением 28 3.1 Сущность обработки металлов давление, пластическое деформирование 28 3.2 Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла 29 3.3 Виды обработки давлением и типы применяемого оборудования 30 4. Сварочное производство 47 4.1 Физические основы получения сварного соединения 47 4.2 Дуговая сварка плавлением 48 4.2.1 Электрические и тепловые свойства дуги 49 4.2.2 Источники сварочного тока 50 4.2.3 Основные металлургические процессы в сварочной ванне 51 4.3 Сварка давлением 52 4.3.1 Контактная электрическая сварка 53 4.3.2 Диффузионная сварка 55 4.3.3 Сварка трением 56 4.3.4. Ультразвуковая сварка 57 4.4 Лучевые способы сварки. Электронно-лучевая сварка 58 Литература 59 Введение Технология машиностроения является комплексной научной дисциплиной, без которой невозможно современное развитие производства. Изготовление современных машин осуществляется на базе сложных технологических процессов, в ходе которых из исходных материалов с использованием различных методов обработки, изготавливают детали и собирают различные машины и механизмы. При освоении новых изделий необходимо их отработать на технологичность, выбрать заготовки, методы их пооперационной обработки, оборудование и технологическую оснастку. При этом приходится решать множество других технологических задач: обеспечение точности, качества поверхностного слоя, экономичности и др. Именно машиностроение является главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность развития других отраслей Научные основы технологии машиностроения созданы в основном отечественными учеными И.А. Двигубским, И.А. Тиме, А.П. Гавриленко, А.П.Соколовским, А.И. Кашириным, В.М. Кованом, Б.С. Балакшиным, М.Е. Егоровым, В.С. Корсаковым и многими другими. Технический уровень любого производства в каждой отрасли определяется уровнем технологии. При этом важно понять, как эффективно изготавливать машины заданного качества в установленном количестве при наименьших затратах. Для проектирования оптимальных технологических процессов необходимы знания о технологических процессах, способах и методах обработки наиболее эффективно используемых в производственном процессе. В связи с ускоряющимися темпами смены изделий и необходимостью обеспечения их конкурентноспособности требования к технологии машиностроения как науки резко возрастают. Однако при этом теория не должна отдаляться от практики – как критерия истины. На основании обобщения многолетнего опыта были выработаны эффективные технологические решения, знания которых позволяют выйти на новый более высокий уровень, соответствующий постоянно возрастающим требованиям к изготовлению машин. Технология машиностроения является комплексной научной дисциплиной, опирающейся на производственный опыт, синтезирующей технологические проблемы изготовления машин заданного качества и количества в установленные сроки. В настоящее время во всех ведущих отраслях машиностроения все в больших масштабах применяют высокоэнергетические и комбинированные методы обработки материалов. Эти методы развиваются быстрыми темпами не только в силу своей относительной молодости, наличия задела еще не реализованных идей и возможностей, универсальности используемых энергоносителей, но главным образом благодаря развитию современного машиностроения. 1. Общие вопросы технологии машиностроения и обработки изделий Основные понятия и положения Термины и определения В технологии машиностроения как и в любой другой науке необходимо придерживаться терминологии, установленной государственными стандартами (ГОСТ). Каждому понятию установлен один стандартизованный термин, обязательный для применения во всех видах научной, технологической и учебной деятельности. Термин- слово или сочетание слов, употребляемое с оттенком специального научного значения. Правильное использование терминов является неотъемлемой частью работы специалиста. К одному из основных терминов относится «изделие» (рис.1) Рисунок 1 Классификация изделий Изделие-любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. В зависимости от наличия составных частей различают специфицированные и не специфицированные изделия. - Специфицированными называют изделия, состоящие из двух и более составных частей (сборочные единицы, комплексы и комплекты). - Не специфицированными называют изделия, которые не имеют составных частей (детали и заготовки). - Деталью называют изделие изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций. Сборочной единицей называют специфицированное изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (станок, коробка перемены передач, сцепление и др.) Комплексом называют два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (автоматическая линия, цех-автомат). Комплектом называют два или более изделия, не соединенных на предприятии – изготовителе сборочными операциями, которые представляют собой набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (комплект измерительной аппаратуры вместе с запасными частями и упаковочным ящиком, отдельный комплект запасных частей и т.д.) Производственным процессом называют совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции. Производственный процесс можно рассматривать не только в рамках всего предприятия, но и в рамках отдельного цеха, участка и т.д. Производственный цикл – интервал времени от начала до окончания производственного процесса изготовления или ремонта изделия. Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния изделия. Например - изменения размеров, формы, взаимного расположения и величины микронеровностей обрабатываемых поверхностей, изменение твердости, структуры и т.д. Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте. Технологическим переходом называют законченную часть технологической операции, выполняемой одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке (например - после смены инструмента обработка той же поверхности новым инструментом является новым технологическим переходом). Исходной заготовкой называют заготовку перед первой технологической операцией. Обоснованный выбор материала для изготовления заготовок является важнейшим этапом проектирования технологического процесса. Материал определяет эксплуатационные качества и долговечность работы изделия. Методы производства заготовок. Заготовки по видам делят на: - прокат черных и цветных металлов; - поковки и штамповки из черных и цветных металлов; - сварные металлические заготовки; - отливки из черных и цветных металлов; - заготовки из неметаллических конструкционных материалов. В машиностроении основную массу заготовок изготавливают: - в литейных цехах заливкой металла в формы; - в кузнечнопрессовых цехах – обработкой на ковочных и штамповочных молотах и прессах; - прокат черных и цветных металлов образуется на мощных станках блюмингах и слябингах. Метод получения заготовок определяется их стоимостью, технологическим процессом механической обработки и типом производства. Каждый метод изготовления заготовок позволяет обеспечить определенный квалитет точности, величину параметра шероховатости и припуск на механическую обработку. (Рис.2) Технологичность конструкции заготовок (коэффициент использования металла, припуск на механическую обработку) Обрабатываемость материала заготовки является одним из определяющих показателей, оказывающих влияние на построение технологического процесса обработки заготовок. C точки зрения отработки изделий на технологичность применяемые материалы должны отвечать требованиям заданной прочности и эксплуатационной надежности, обладать хорошей обрабатываемостью и стабильной твердостью. Технологичность заготовок обуславливается в основном следующими условиями: - рациональным выбором материала и методом получения заготовок; - технологичностью формы заготовок; - рациональной простановкой размеров, допусков и величин параметра шероховатости поверхности; - достаточной жесткостью и удобством их установки и базирования в приспособлениях на первых операциях; - возможностью отработки на проход, удобством врезания и выхода инструмента; - обеспечением равномерного и безударного съема металла. Выбор метода получения заготовок зависит от программы выпуска, требований к качеству прочности и величины припуска. Отработка изделий на технологичность конструкции проводится с учетом методов изготовления заготовок с целью обеспечения минимальной трудоемкости механической обработки. Рисунок 2. Классификация методов получения заготовок Выбор марки материала проводят, в первую очередь, с учетом требований к допускаемой нагрузке. При наличии равноценных металлов следует отдавать предпочтение тем, у которых в процессе заданной термообработки следует ожидать меньшее коробление. Основой при выборе материала заготовки изделия являются следующие требования: он должен обеспечивать необходимую прочность, обладать оптимальными технологическими свойствами при минимальной стоимости готовых изделий и хорошей обрабатываемости. Выбор материала зависит от условий работы детали в узле. При анализе условий работы деталей следует учитывать: -максимальную нагрузку, которая может возникнуть в изделии при эксплуатации; - характер приложенной нагрузки; - температурные условия работы; - наличие агрессивной среды; - тип трения; - характер износа; - допуски на коробление и поводку, твердость, а также пределы отклонений других показателей. При отработке на технологичность исходных заготовок в условиях массового и крупносерийного производства одним из важнейших показателей является коэффициент использования металла. Основные детали электрических машин (валы, станины, подшипниковые щиты, крышки, детали коллектора и якоря) изготовляют из различных заготовок на металлорежущих станках путем снятия стружки. Процесс обработки, трудоемкость и себестоимость детали зависят от рода заготовки. Необходимо стремиться к получению заготовки, по форме и размерам приближающейся к форме и размерам готовой детали, а также необходим правильный выбор материала для детали, что также определяет трудоемкость ее изготовления. При такой заготовке облегчается ее механическая обработка и повышается коэффициент использования металла, который определяется, как отношение веса готовой детали к весу заготовки. К= , где q - вес обработанной детали; q - вес заготовки. На себестоимость обработки деталей влияет также припуск. Припуск на механическую обработку это слой металла, который необходимо удалить с поверхности заготовки в процессе обработки до получения готовой детали заданной геометрической точности и качества поверхностного слоя детали. Большой припуск – излишний расход материала, снижается производительность труда, увеличивается расход режущего инструмента и электроэнергии и т.д. Малый припуск не всегда обеспечивает получение заданных чертежом размеров детали из-за неполного удаления с заготовки поверхностного дефектного слоя. Припуск на обработку должен быть оптимальным. Припуски можно разделить на промежуточные и общие. Промежуточный припуск это слой металла, снимаемый с заготовки при ее обработке на данном переходе. Общий припуск это слой металла, снимаемый с заготовки на всех стадиях обработки до получения готовой детали. Общий припуск равен сумме промежуточных припусков и определяется как разность размеров заготовки и готовой детали. Припуски на обработку плоских деталей задаются на одну сторону, а при обработке цилиндрических деталей на диаметр. На припуск влияют следующие факторы: - размеры дефектного поверхностного слоя заготовки; - погрешности размеров и формы заготовки; - погрешность базирования и закрепления. Припуск тем больше, чем больше размеры деталей. а) б) Рисунок 3 Схема припусков на обработку (z) и допусков на размер (δ): а) для вала; б) для отверстия -В- размер заготовки вала; А- размер заготовки отверстия; В,В и А,А- наибольший и наименьший предельные размеры заготовки после первой операции; В,Ви А,А- наибольший и наименьший предельные размеры после второй операции; В,Ви А,А- наибольший и наименьший предельные размеры после третьей операции. z и δ- межоперационные припуск и допуск на первую операцию zи δ- межоперационные припуск и допуск на вторую операцию zи δ- межоперационные припуск и допуск на третью операцию Припуск для вала z = а - а (2) Припуск для отверстия z= а- а, (3) Где z- общий припуск, а- размер заготовки, а - размер готовой детали

Похожие:

	Методическая разработка курс лекций по дисциплине «Техническая документация в путевом хозяйстве» Ярославский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения		Курс лекций Преподаватель Бондаренко А. А. Рыбинск 2001 Типовая информационная технология сбора, передачи, обработки и выдачи информации в централизованных системах обработки данных 17
	Методическая разработка по дисциплине «Организация инновационной деятельности предприятия» Методическая разработка составлена в соответствии с требованиями фгос впо третьего поколения		Курс лекций по дисциплине «основы архивного дела» Составитель: Н. В. Мулина Курс лекций разработан в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Основы архивного дела» для специальности 034702 «Документационное...
	Методическая разработка учебного занятия по дисциплине «Информационные... Методическая разработка предназначена для преподавателей учреждений среднего профессионального образования с целью проведения учебного...		Пояснительная записка Рабочая тетрадь по дисциплине мдк 01. 01 «Технология... Методическая разработка составлена на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего...
	Методическая разработка предназначена для проведения дифференцируемого... Методическая разработка предназначена для проведения дифференцируемого зачета по дисциплине «Английский язык» в учреждении среднего...		Методическая разработка Проведения учебного занятия на тему «Судебное разбирательство» Методическая разработка предназначена для обучающихся специальности 38. 02. 01
	Получение композиционных материалов с использованием фотохромных... Специальность 05. 27. 06 – Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники		Конспект лекций по дисциплине системы обработки экономической информации... Понятие информационная потребность тесно связано с понятием цели и функции управления. Можно сказать, что потребность в информации...