Контрольная работа по "Технология металлов и сварка"

Машиностроение - главный  потребитель чуть ли не всех материалов, производимых в нашей стране, в  том числе и полимеров. Использование  полимерных материалов в машиностроении растет такими темпами, какие не знают  прецедента во всей человеческой истории. К примеру, в 1976 г. машиностроение нашей  страны потребило 800000 т пласт масс, а в 1960 г. - всего 116 000 т. При этом интересно  отметить, что еще десять лет назад  в машиностроение направлялось 37—38% всех выпускающихся в нашей стране пластмасс, а  1980 г. доля машиностроения в использовании пластмасс снизилась  до 28%. И дело тут не в том, что  могла бы снизится потребность, а  в том, что другие отрасли народного  хозяйства стали применять полимерные материалы в сельском хозяйстве, в строительстве, в легкой и пищевой  промышленности еще более интенсивно.

 

При этом уместно отметить, что в последние годы несколько  изменилась и функция полимерных материалов в любой отрасли. Полимерам  стали доверять все более и  более ответственные задачи. Из полимеров  стали изготавливать все больше относительно мелких, но конструктивно  сложных и ответственных деталей  машин и механизмов, и в то же время все чаще полимеры стали  применяться в изготовлении крупногабаритных корпусных деталей машин и  механизмов, несущих значительные нагрузки. Ниже будет подробнее рассказано о применении полимеров в автомобильной  и авиационной промышленности, здесь  же упомянем лишь один примечательный факт: несколько лет назад по Москве ходил цельнопластмассовый трамвай. А вот другой факт: четверть всех мелких судов - катеров, шлюпок, лодок - теперь строится из пластических масс.

До недавних пор широкому использованию полимерных материалов в машиностроении препятствовали два, казалось бы, общепризнанных недостатка полимеров: их низкая (по сравнению  с марочными сталями) прочность  и низкая теплостойкость. Рубеж прочностных  свойств полимерных материалов удалось  преодолеть переходом к композиционным материалам, главным образом стекло и углепластикам. Так что теперь выражение “пластмасса прочнее  стали” звучит вполне обоснованно. В  то же время полимеры сохранили свои позиции при массовом изготовлении огромного числа тех деталей, от которых не требуется особенно высокая прочность: заглушек, штуцеров, колпачков, рукояток, шкал и корпусов измерительных приборов. Еще одна область, специфическая  именно  для  полимеров,  где  четче  всего  проявляются их преимущества перед любыми иными материалами, - это область внутренней и внешней  отделки.

То же самое можно сказать  и о машиностроении. Почти три  четверти внутренней отделки салонов  легковых автомобилей, автобусов, самолетов, речных и морских судов и пассажирских вагонов выполняется ныне из декоративных пластиков, синтетических пленок, тканей, искусственной кожи. Более того, для многих машин и аппаратов только использование антикоррозионной отделки синтетическими материалами обеспечило их надежную, долговременную эксплуатацию. К примеру, многократное использование изделия в экстремальных физико-технических условиях (космосе) обеспечивается, в частности, тем, что вся его внешняя поверхность покрыта синтетическими плитками, к тому же приклеенными синтетическим полиуретановым или полиэпоксидным клеем. А аппараты для химического производства? У них внутри бывают такие агрессивные среды, что никакая марочная сталь не выдержала бы. Единственный выход - сделать внутреннюю облицовку из платины или из пленки фторопласта. Гальванические ванны могут работать только при условии, что они сами и конструкции подвески покрыты синтетическими смолами и пластиками.

Широко применяются полимерные материалы и в такой отрасли  народного хозяйства, как приборостроение. Здесь получен самый высокий  экономический эффект в среднем  в 1,5-2,0 раза выше, чем в других отраслях машиностроения. Объясняется это, в  частности тем что большая  часть полимеров перерабатывается в приборостроении самыми прогрессивными способами что повышает уровень  полезного использования (и безотходность  отходность) термопластов, увеличивает коэффициент замены дорогостоящих материалов. Наряду с этим значительно снижаются затраты живого труда. Простейшим и весьма убедительным примером может служить изготовление печатных схем: процесс, не мыслимый без полимерных материалов, а с ними и полностью автоматизированный.

 

 

Вопрос №133

Изложите  различные виды машинной формовки. Укажите преимущества и недостатки, область применения каждого вида формовки.

 

Машинная формовка является в настоящее время основным способом изготовления литейных форм. При машинной формовке механизируются наиболее трудоемкие операции уплотнения формовочной смеси и извлечения модели из формы, а также ряд вспомогательных операций. В результате этого резко повышается производительность труда по сравнению с ручной формовкой, возрастает точность отливок по размерам и массе, облегчается труд, и улучшаются санитарно-гигиенические условия работы, сокращается производственный цикл изготовления отливки.

Процесс изготовления форм в парных опоках может быть практически  полностью механизирован за счет механического дозирования подачи формовочной смеси, уплотнения с  использованием специальных машин, и т.п. Наиболее распространенным методом  машинной формовки является уплотнение прессованием. Этот метод заключается  в придании смеси определенной плотности  посредством приложения регламентированного  усилия, передаваемого через прессовую  колодку. На практике используют как  верхнее, так и нижнее прессование. Выбор метода прессования определяется в зависимости от целого ряда технологических  факторов. В ряде случаев прессование  осуществляют одновременно с вибрационным воздействием. В результате этого  смесь уплотняется равномернее, а процесс прессования происходит более эффективно и качественно.

Кроме метода прессования  в литейном производстве используются:

- Пескометные,

- Пескодувные,

- Пескострельные,

- Импульсные технологии уплотнения - при изготовлении форм импульсным методом на модельную плиту с вентами (тонкие отверстия, через которые проходит воздух, но не проходит смесь) устанавливается опока и наполнительная рамка, после чего опока с наполнительной рамкой засыпаются формовочной смесью. Над наполнительной рамкой устанавливается импульсная головка, и вся оснастка прижимается друг к другу (герметизируется). Из специальной магистрали в резервуар головки поступает сжатый воздух. При уплотнении запорный клапан поднимается вверх, пропуская сжатый воздух через отверстие в полость прессования, уплотняя смесь. Пройдя через смесь, воздух уходит в атмосферу через венты. При этом давление над смесью от максимального падает до атмосферного за долю секунды. Под действием сжатого воздуха смесь наполнительной рамки перемещается в опоку и уплотняется. Уплотнение производится однократным импульсом

Разновидностью импульсного  воздушного уплотнения является уплотнение взрывом. С этой целью вместо воздуха  в импульсную головку, содержащую взрывное устройство, подается взрывчатая смесь, которая в нужный момент взрывается. Продукты взрыва направляются к формовочной  смеси, уплотняя ее аналогично воздушному импульсу

 

- Вакуумные технологии уплотнения - производство изделий из термопластичных материалов в горячем виде методом воздействия вакуума или низкого давления воздуха.

Эта методика применяется  в основном при серийном производстве объёмных изделий из пластика, однако в ряде случаев может применяться и при единичных тиражах.

Преимущества производства форм методом вакуумного формования:

-толщины используемого пластика варьируются от 0,05 до 60 мм, а получаемые изделия могут -быть до 5 м в диаметре;

-возможность ручной распалубки форм;

-малая стоимость матрицы;

-малая стоимость необходимых материалов для производства оборудования вакуумной формовки.

Характерной особенностью такого рода технологических агрегатов  является высокая степень их автоматизации, универсальность, маневренность, а  также высокая производительность.

 

При нарушении технологической  дисциплины в отливке возможно образование  дефектов. В ГОСТ 19200-92 дефекты разделяют  на следующие группы:

• дефекты по несоответствию размеров (недолив, разностенность, перекос, коробление);
• несплошность металла отливки (горячие трещины, холодные трещины, газовая пористость, усадочная раковина, усадочная пористость и др.);
• несоответствие металла отливок требованиям (состав, ликвация, отбел);
• наличие включений (металлических, неметаллических и др.).

 

 

Вопрос №243

На эскизе токарного резца покажите главные  углы (g, b, a), дайте им определение, укажите их примерные числовые значения.

 

При работе на токарных станках  применяют различные режущие  инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др.

Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки  плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и  т.д. Элементы резца показаны на рисунке.

Резец состоит из головки (рабочей  части) и стержня, служащего для  закрепления резца в резцедержателе. 
Передней поверхностью резца называют поверхность, по которой сходит стружка. Задними (главной и вспомогательной) называют поверхности, обращенные к обрабатываемой детали. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания. Она образуется пересечением передней и главной задней поверхностей резца. 
Вспомогательная режущая кромка образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. 
Вершиной резца является место пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Для определения углов резца установлены  понятия: плоскость резания и  основная плоскость. Плоскостью резания  называют плоскость, касательную к  поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку резца (смотри рисунок). 
Основной плоскостью называют плоскость, параллельную направлению продольной и поперечной подач; она совпадает с нижней опорной поверхностью резца.

Углы резца разделяют  на главные и вспомогательные (смотри рисунок). Главные углы резца измеряют в главной секущей плоскости, т. е. плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Главным задним углом a называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Углом  заострения b называется угол между  передней и главной задней поверхностями  резца. Главным передним углом g называется угол между передней поверхностью резца  и плоскостью, перпендикулярной плоскости  резания и проходящей через главную  режущую кромку резца. Сумма углов  a+b+g=90 градусов. Углом резания d называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Главным углом в плане j называется угол между проекцией  главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательным углом в  плане j называется угол между проекцией  вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Углом при вершине в  плане e называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих  кромок на основную плоскость.

Вспомогательным задним углом a1 называется угол между вспомогательной  задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную  режущую кромку перпендикулярно  основной плоскости.

Углом наклона главной  режущей кромки l называется угол между  главной режущей кромкой и  плоскостью, проходящей через вершину  резца параллельно основной плоскости.

Резцы классифицируются:

по направлению подачи - на правые и левые (правые резцы  на токарном стане работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к  передней бабке станка);

по конструкции головки - на прямые, отогнутые и оттянутые (см. рисунок);

Резцы: а - прямые, б - отогнутые, в - оттянутые

по роду материала - из быстрорежущей  стали, твердого сплава и т. д.;

по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании  дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а  стержень - из конструкционной углеродистой стали; наибольшее распространение  получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически);

по сечению стержня - на прямоугольные, круглые и квадратные;

по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др. (см. рисунок).

Токарные резцы для  различных видов обработки:

а - наружное обтачивание  проходным отогнутым резцом, б - наружное обтачивание прямым проходным резцом, в - обтачивание с подрезанием  уступа под прямым углом, г - прорезание канавки, д - обтачивание радиусной галтели, е - растачивание отверстия, ж, з, и - нарезание резьбы наружной, внутренней и специальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. В. Н. Воробьев, Н. И. Веселовский, Материаловедение и технология конструкционных материалов: Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных работ. Москва, 1993г.

2. М. Н. Сосненк, Б. К. Святкин, Общая технология литейного производства. Москва, 1975г.

3. Электронная энциклопедия «Википедия»

4. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2007г.

5. З. А. Лузянина, Е. В. Агафонова, Технология конструкционных материалов: методические указания. Новосибирск 2007г.

6. Арашнов В.А., Алексеев Г. А. Резание металлов и режущий инструмент М.: Машиностроение, 1976г.

7. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки / В.А. Крнвоухов, П.Г. Петруха и др. М.: Машиностроение, 1974г.

8. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. / Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1978г.

9. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986г.