методичка материаловедение


МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО
«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
КАФЕДРА «РЕМОНТ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
студентам заочной формы обучения
по направлению подготовки бакалавриата «Агроинженерия»
Ижевск 2013 гУДК
ББК Р-
Методическое указание составлено на основе Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного приказом МО РФ по направлению подготовки бакалавров по направлению «Агроинженерия» «___»___________
Методическое указание рассмотрено и рекомендовано к изданию кафедрой «Ремонт машин и технология конструкционных материалов» ИжГСХА, протокол №___от_________20 г.
Рекомендован к изданию методической комиссией агроинженерногофакультета ИжГСХА, протокол №от20 г.
Рецензент:
Харанжевский Е.В. – к.т.н., доцент кафедры «Общая физика» ГБОУ ВПО Удмуртский ГУ
Составители:
Стрелков С.М. – к.т.н, доцент кафедры «Ремонт машин и технология конструкционных материалов», Ипатов А.Г. – к.т.н, доцент кафедры «Ремонт машин и технология конструкционных материалов»
Ответственный за выпуск - зав. кафедрой «Ремонт машин и технология конструкционных материалов» к.т.н. доцент Широбоков В.И.
Методическое указание по материаловедению и технологии конструкционных материалов: Методическое указание/Состав. С.М. Стрелков, А.Г. Ипатов Ижевск: ИжГСХА, 2013г.
В методическом указании приводятся методические сведения, ориентирующие студентов на изучение дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов». Методическое указание рассчитано для студентов 1 курса заочного отделения инженерных факультетов по направлению бакалавриата «Агроинженерия».

ББК
УДК.
© ИжГСХА, 2013
© Стрелков СМ.
© Ипатов А.Г.
Содержание
TOC \o "1-3" \h \z \u Раздел I PAGEREF _Toc352225654 \h 5ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ PAGEREF _Toc352225655 \h 5ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА PAGEREF _Toc352225656 \h 5Раздел 2 PAGEREF _Toc352225657 \h 8МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МОДУЛЕЙ КУРСА PAGEREF _Toc352225658 \h 82.1 МОДУЛЬ 1 - МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc352225659 \h 82.1.1 Строение и свойства металлов и сплавов PAGEREF _Toc352225660 \h 92.1.1.1 Общие сведения о металлах PAGEREF _Toc352225661 \h 92.1.1.2 Способы получения металлов PAGEREF _Toc352225662 \h 102.1.1.1 Пластическая деформация и рекристаллизация PAGEREF _Toc352225663 \h 121.1.1.4 Основы теории сплавов PAGEREF _Toc352225664 \h 122.1.2 Железоуглеродистые сплавы PAGEREF _Toc352225665 \h 142.1.2.1 Диаграмма состояния системы железо-цементит PAGEREF _Toc352225666 \h 142.1.2.2 Углеродистые стали PAGEREF _Toc352225667 \h 152.1.2.2 Чугуны PAGEREF _Toc352225668 \h 152.1.2.2 Легированные стали PAGEREF _Toc352225669 \h 152.1.2 Термическая обработка стали PAGEREF _Toc352225670 \h 162.1.3.1 Основы теории термической обработки стали PAGEREF _Toc352225671 \h 162.1.3.1 Технология термической обработки стали PAGEREF _Toc352225672 \h 172.1.3.1 Основы химико-термической обработки PAGEREF _Toc352225673 \h 182.1.4 Материалы, применяемые в автомобилях, тракторах и сельскохозяйственных машинах PAGEREF _Toc352225674 \h 182.1.4.1 Конструкционные стали и сплавы PAGEREF _Toc352225675 \h 182.1.4.2 Инструментальные стали и твердые сплавы PAGEREF _Toc352225676 \h 192.1.4.3. Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами PAGEREF _Toc352225677 \h 202.1.4.4 Цветные металлы и сплавы PAGEREF _Toc352225678 \h 212.1.4.4 Порошковые (металлокерамические) сплавы PAGEREF _Toc352225679 \h 212.1.4.4 Неметаллические материалы PAGEREF _Toc352225680 \h 222.2 МОДУЛЬ 2 - ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ PAGEREF _Toc352225681 \h 22Введение PAGEREF _Toc352225682 \h 222.2.1 Литейное производство PAGEREF _Toc352225683 \h 232.2.1 Обработка металлов давлением PAGEREF _Toc352225684 \h 242.2.3 Сварка металлов PAGEREF _Toc352225685 \h 262.2 МОДУЛЬ 3 - ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ PAGEREF _Toc352225687 \h 30МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ PAGEREF _Toc352225688 \h 312.2.1 Цель и задачи темы PAGEREF _Toc352225689 \h 312.3.2 Процесс резания и его основные элементы PAGEREF _Toc352225690 \h 312.3.3 Физические основы процесса резания металлов PAGEREF _Toc352225691 \h 322.3.3 Металлорежущие станки PAGEREF _Toc352225692 \h 332.3.3.1 Основные механизмы металлорежущих станков PAGEREF _Toc352225693 \h 332.3.3.1 Эксплуатация металлорежущих станков PAGEREF _Toc352225694 \h 342.3.3.1 Токарная обработка PAGEREF _Toc352225695 \h 352.3.4.4 Сверление, зенкерование, развертывание PAGEREF _Toc352225696 \h 362.3.4.5 Фрезерование PAGEREF _Toc352225697 \h 382.3.4.6 Строгание, долбление и протягивание PAGEREF _Toc352225698 \h 392.3.4.7 Зубонарезание PAGEREF _Toc352225699 \h 402.3.4.8 Резьбонарезание PAGEREF _Toc352225700 \h 412.3.4.8 Шлифование и методы доводки поверхностей PAGEREF _Toc352225701 \h 422.3.4.8 Специальные методы обработки материалов PAGEREF _Toc352225702 \h 43ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ PAGEREF _Toc352225703 \h 46ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ PAGEREF _Toc352225704 \h 46ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1 PAGEREF _Toc352225705 \h 47Материаловедение PAGEREF _Toc352225706 \h 47ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ № 2 и № 3 PAGEREF _Toc352225707 \h 58Технология конструкционных материалов PAGEREF _Toc352225708 \h 58Вопросы к контрольной работе №2 PAGEREF _Toc352225709 \h 59Горячая обработка металлов PAGEREF _Toc352225710 \h 59ПРИЛОЖЕНИЕ PAGEREF _Toc352225711 \h 79
Раздел IОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Методические указания составлены в соответствии с программой дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов».
Приступая к изучению данной дисциплины, необходимо иметь учебную литературу и настоящие методические указания.
Рекомендуется освоение материала курса совмещать с практическим изучением каждого раздела на соответствующих производственных предприятиях. Это осуществляется путем ознакомления с технологическими процессами, конструкцией и работой применяемых машин и оборудования (печи, молоты, станки и т.д.). Практическое ознакомление с производственными процессами и оборудованием намного облегчает изучение материала по учебным пособиям, закрепляет полученные знания, способствует успешному выполнению лабораторных работ во время лабораторно-экзаменационной сессии.
После изучения каждой темы необходимо ответить на вопросы для самопроверки. Когда будут изучены все темы соответствующего раздела, следует в письменном виде ответить на вопросы контрольных работ. Порядок выполнения контрольных работ изложен в конце методических указаний.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСАЦель изучения дисциплины - познание природы и свойств материалов, а также методов их упрочнения, горячей обработки и обработки резанием для наиболее эффективного использования в технике. Задачи дисциплины заключаются в раскрытии физической сущности явлений, происходящих в материалах под воздействием на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации и их влияние на свойства материалов. Установить зависимость между составом, строением и свойствами материалов. Изучить теорию и практику термической, химико-термической обработки и других способов упрочнения материалов. Изучить влияния технологических методов получения и обработки заготовок на качество деталей, для последующего обоснованного выбора материала, формы изделия и способа его изготовления с учетом требований технологичности.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ
Руководствуясь методическими указаниями, в межсессионный период студент-заочник самостоятельно изучает дисциплину «Материаловедение и технология конструкционных материалов» по рекомендуемым учебникам, которые он может получить в библиотеке образовательного учреждения. После изучения каждой темы рекомендуется устно ответить на вопросы для самопроверки, приведенные в конце каждой темы в методических указаниях.
Для контроля усвоения изученного материала учебным планом предусматривается выполнение трех контрольных работ: одна на первом курсе в первом семестре и две на первом курсе во втором семестре, выполняемых до начала лабораторно-экзаменационной сессии (ЛЭС). На ЛЭС студенты первого курса 1 семестра занимаются 22 ч (14 ч лекций и 8 ч лабораторных занятий), во втором семестре 10 ч (10 ч лабораторных).
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986.
Лихтин Ю. М. Леонтьева В. П. Материаловедение. М.: Машиностроение.1990.
Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш т.к.. 1991
4. Дриц. М. Е.. Москалева М. А. Технология конструкционных: материалов и материаловедение. М.: Высш. шк„ 1990.
5. Практикум по технологии конструкционных материалов и Мате- рналоведению/С. С. Некрасов, Г. К. Потапов, А. М. Пономаренко и Др.: Иод общ ред. С. С. Некрасова. М.- Агропромиздат, 1991
6. Технология конструкционных материалов/А. М. Дальский. И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др.: Под общ. ред. А. М Дальского. М.: Машиностроение, 1985.
7. Кондратьев Е. Т. Технология конструкционных материалов и ма- териаловедение. М.- Колос, 1983.
8. Справочник сварщика/Ю. А Денисов, Г. И. Кочена. Ю. А. Маслов Под общ ред. В В Степанова -М.: Машиностроение, 1982.
9. Некрасов С. С Обработка материалов резанием М: ВО агропромиздат, 1988.
Раздел 2МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МОДУЛЕЙ КУРСА2.1 МОДУЛЬ 1 - МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕВведение
Материаловедение — наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливающая связь между составом, строением и свойствами, а также разрабатывающая пути воздействия на их свойства с полью получения необходимых эксплуатационных характеристик.
Большой вклад в развитие этой пауки сделали паши отечественные ученые и производственники: М. В. Ломоносов, П. П. Аносов, Д. К. Менделеев, Д. К. Чернов, А. М. Бутлеров, Н. С. Курнаков, С. Б. Лебедев, Г. В. Курдюмов, А. Д. Байков, А. М. Бочвар и их последователи. Вспомните из школьной программы, почитайте рекомендуемую литературу и уясните конкретные вклады наших ученых в развитии науки материаловедения. На примере техники нашего хозяйства составьте список материалов, из которых изготовлены детали машин, а также конструкции. Оглянитесь вокруг себя, остановитесь на мгновение, проанализируйте материалы, из которых изготовлены окружающие вас привычные и необходимые предметы, здания, сооружения. Инженеру нужно знать свойства материалов, прежде чем назначить конкретный материал для конкретной детали. От чего зависят свойства материала? От его строения. Как получить такое строение материала? Как получить исходный материал? Из чего? Как изготовить деталь, конструкцию, отвечающих требованиям эксплуатации? На эти и многие другие вопросы отвечает наука, у подножия изучения которой вы стоите. Интересно? Если да, то в путь!
2.1.1 Строение и свойства металлов и сплавов2.1.1.1 Общие сведения о металлахПрежде всего, нужно уяснить, что такое металл, какими основными свойствами обладают металлы и чем эти свойства обусловлены. Ознакомиться и разобраться с классификацией металлов. Уяснить атомно-кристаллическое строение металлов, отличие их строения от строения неметаллов. Узнать основные типы кристаллических решеток. Здесь нужно разобраться, почему металлы, имеющие однотипные кристаллические решетки, обладают неодинаковыми свойствами. Характеристики кристаллических решеток — параметры, координационное число, плотность упаковки. Ознакомиться с основными типами связей, встречающимися в твердых телах и в металлах в частности. Уяснить отличие строения «реальных» кристаллов от «идеальных». При этом необходимо понять, что металлы, используемые в практике, тела поликристаллические, состоят из множества мелких кристаллов - зерен, в которых имеется большое количество точечных, линейных и поверхностных дефектов (вакансий, дислокаций). Уясните их появление в кристаллах и влияние на свойства металлов, обратив особое внимание на роль дислокаций при пластической деформации. Познакомьтесь с явлением анизотропии свойств в кристаллах и возможности получения этого явления у поликристаллического металла. Разберитесь с явлением аллотропии металлов и в его использовании для получения нужных эксплуатационных свойств металлов.
При рассмотрении вопросов плавления и кристаллизации металлов нужно разобраться в термодинамических основах фазовых превращений. Следует уяснить, что стремление к наименьшему запасу свободной энергии, которое обусловливает плавление и кристаллизацию металла, является частным случаем общего закона природы. Этим же объясняется наличие при разных температурах в одних и тех же металлах разных типов кристаллических решеток.
Разобраться в механизмах процесса кристаллизации чистых металлов, влиянии примесей на этот процесс, образовании зерен, дендритов, образовании и строении слитка.
Уяснить, какими параметрами характеризуются механические, технологические, физические и химические свойства металлов и основные методы их определения.
Вопросы для самопроверки
В чем отличие строения металлов от неметаллов?
Чем отличается строение «реального» кристалла металла от «идеального»?
Какими основными механическими, технологическими, физическими и химическими свойствами обладают металлы?
Какое условие необходимо для протекания процесса кристаллизации?
Как получить мелкое зерно в литом металле?
Что такое полиморфное превращение и от чего оно зависит?
2.1.1.2 Способы получения металловПо материалу, из которого изготовлялись орудия труда, называли века: каменный век, бронзовый век, железный век. Наш век называют по-разному: космический, ядерный и т. д. Но основным элементом, входящим в материалы, из которых изготовляют современные орудия труда, детали машины и конструкции является железо.
Железо, как и многие другие металлы, в чистом виде для изготовления деталей, конструкций не используются из-за низких механических и др. свойств, Используются сплавы металлов. Основными сплавами железа являются сталь и чугун. В России выплавляется в год около 60 млн т чугуна и 90 млн т стали.
При рассмотрении вопросов получения чугуна обратите внимание па исходные материалы доменного процесса, процесса восстановления железа в доменной печи, формирование чугуна. Рассмотрите продукты доменного производства — передельный и литейный чугуны, ферросплавы, шлак, доменный газ и их применение в народном хозяйстве. Обратите внимание па основные технико-экономические показатели доменного процесса.
Изучая производство стали, уясните отличие химического состава ее от чугуна и. в связи с этим, основные физико-химические процессы, происходящие в сталеплавильных агрегатах. Разберитесь в устройстве и работе кислородного конвертора, мартеновской и электрической печей. Обратите внимание на разновидность этих процессов в зависимости от футеровки печей и состава шихты.
Рассмотрите и уясните вопросы, связанные с раскислением стали получением при этом спокойной, полуспокойной и кипящей стали, различие свойств стали, строения слитков и применения.
Изучите другие разновидности методов получения металлов: обработка синтетическим шлаком, вакуумирование, электрошлаковый переплав. На примере Старооскольского электрометаллургического комбината разберите прямое восстановление железа из руд, минуя доменное производство чугуна и перспективы его развития.
Разберитесь в схемах производства меди, алюминия, титана.
Вопросы для самопроверки
В чем заключается сущность технологии получения чугуна в доменных печах?
В чем заключается сущность технологии получения стали и кислородном конверторе, мартеновской и электрической печах?
Для каких целей проводится раскисление стали, сущность, разновидности?
2.1.1.1 Пластическая деформация и рекристаллизацияСначала уясните понятие деформация, за счет чего она возникает, ее разновидности (упругая и пластическая), ее физическую природу. Рассмотрите роль дислокаций в пластической деформации. Разновидности пластической деформации (холодная и горячая) в зависимости от температуры рекристаллизации. Разберитесь, какими явлениями сопровождаются эти разновидности пластической деформации, как при этом изменяются свойства металлов. Уясните явления наклепа, возврата, рекристаллизации, изменение скорости рекристаллизации с изменением температуры. При этом важно понять, за счет чего происходит упрочнение при холодной пластической деформации, как можно изменять степень упрочнения практически, каким образом снять полученное упрочнение.
Вопросы для самопроверки
В чем заключается сущность пластической деформации?
Чем отличается холодная пластическая деформация от горячей?
Что такое наклеп, возврат, рекристаллизация?
Когда будет крупнее рекристаллизованное зерно: после деформации на 25% или на 75%?
Происходит ли процесс рекристаллизации после деформации со степенью ниже критической?
1.1.1.4 Основы теории сплавовПри изучении этой важной темы нужно сначала разобраться с понятиями: система, компонент, фаза, структура, сплав.
Сплавы можно получать различными способами: металлургическим - из расплавов и спеканием порошков, гальваническим и др. При этом свойства сплавов будут зависеть от того, в какие взаимодействия вступают при сплавлении компоненты, образующие сплав при кристаллизации: 1) элементы не растворяются друг в друге и не образуют химическое соединение, а при кристаллизации образуются кристаллические решетки сплавляемых чистых металлов, например система сплавов Рb—Sb; 2) элементы растворяются частично или полностью друг в друге — образуется кристаллическая решетка твердого раствора — решетка одного металла, в которой часть атомов замещена атомами другого металла (Сu—Ni) или атомы другого элемента (чаще неметалла) внедряются, размещаются между атомами первого — твердый раствор внедрения (Fе—С); 3) элементы, образующие сплав, при кристаллизации образуют совершенно новую решетку, более сложную, химического соединения, где на определенное количество атомов одного элемента приходится постоянное число атомов другого элемента (цементит Fe3С).
Изменение строения сплавов конкретной системы в зависимости от температуры, т. е. сплавов, образованных одними и теми же элементами, но с разной их концентрацией принято анализировать на диаграммах состояния сплавов. Диаграммы состояния строятся экспериментальным путем с помощью термического анализа. Уясните методику его проведения. Для анализа сплавов используют правило фаз (закон Гиббса), которое позволяет понять многие особенности фазовых превращений, происходящих в реальных системах. Вторым важным правилом, которым нужно научиться пользоваться при анализе диаграмм состояния, является правило отрезков.
Для того чтобы разобраться с более сложной и важной диаграммой Fе—Fе3С, уясните основные типы диаграмм: 1) отсутствие растворимости компонентов в твердом состоянии; 2) растворимость в твердом состоянии; 3) образование химических соединении И. С. Курников установил связь между диаграммами состояния и свойствами сплавов. Уясните эту связь.
Вопросы для самопроверки
Что такое система, компонент, фаза, структура, сплав?
В чем заключается термический метод построения диаграмм сплавов?
Что такое эвтектика? Опишите процесс кристаллизации эвтектики.
2.1.2 Железоуглеродистые сплавы2.1.2.1 Диаграмма состояния системы железо-цементитЖелезоуглеродистые сплавы являются важнейшими сплавами, широко применяемыми в различных отраслях народного хозяйства для изготовления деталей машин и конструкций, поэтому изучению их строения, свойств и методам получения у них этих свойств нужно уделить большое внимание.
Изучение данной темы нужно начать с рассмотрения свойств и строения чистого железа при различных температурах, его полиморфизма. Изучить свойства чистого углерода, уделив особое внимание графиту, и взаимодействие углерода с железом.
Диаграмму состояния сплавов системы железо-цементит нужно научиться анализировать по основным точкам, линиям, областям, знать условия образования и существования равновесных фаз сплавов железа с различным содержанием углерода и их свойства. Иметь представление о стабильной диаграмме железо-графит и условиях образования свободного графита в железоуглеродистых сплавах.
Вопросы для самопроверки
Кто из ученых считается основоположником диаграммы сплавов системы железо-цементит?
Вычертите диаграмму сплавов системы железо-цементит и покажите, какие структуры существуют в равновесном состоянии у железоуглеродистых сплавов при различных температурах.
Какие фазы образуются в системе сплавом Fе—Fе3С и Fе—С?
2.1.2.2 Углеродистые сталиУяснить влияние углерода и постоянных примесей на микроструктуру, механические и технологические свойства стали. Изучить современную классификацию и маркировку сталей, но назначению и качеству согласно ГОСТ 380—88, ГОСТ 1050—88, ГОСТ 1435—90 и области их применения.
Вопросы для самопроверки
Как влияют углерод и постоянные примеси на свойства углеродистых сталей?
Как классифицируются и маркируются углеродистые стали?
2.1.2.2 ЧугуныИзучить влияние углерода и примесей на строение и свойства чугуна. Разобраться с условиями графитизации чугуна, получением, строением и свойствами белого, серого, ковкого и высокопрочного чугуна, их маркировкой по ГОСТ 1412—85. ГОСТ 1215—79. ГОСТ 7293—85 и областью их применения.
Вопросы для самопроверки
Как влияют углерод и примеси на строение и свойства чугунов?
Как классифицируются и маркируются чугуны?
2.1.2.2 Легированные сталиИзучение этой части начните с классификации примесей. Рассмотрите влияние легирующих элементов на полиморфизм железа, на свойства феррита и аустенита, на положение критических точек, структуру и свойства стали. Разберитесь, какие элементы образуют в стали карбиды, что они собой представляют, как влияют на ее свойства. Уясните основные дефекты, встречающиеся в легированной стали. Внимательно разберитесь с классификацией и маркировкой легированной стали по ГОСТ 4543—71.
Вопросы для самопроверки
Как влияют легирующие элементы на критические точки, структуру и свойства стали?
Как классифицируются и маркируются легированные стали по ГОСТ?
2.1.2 Термическая обработка стали
2.1.3.1 Основы теории термической обработки стали
Изучение теории термической обработки, которая строится на основе общей теории фазовых превращений переохлажденных систем, нужно начать с повторения материала по теории сплавов. Представив мысленно, что любая термическая обработка заключается в нагреве сплава, выдержке и охлаждении разберите процессы, происходящие в сплавах поэлементно. Сначала уясните, как происходит образование зерна аустенита при нагреве, какие наблюдаются разновидности его роста при этом (наследственная величина зерна в стали), что такое действительное зерно и как определяется его величина. Затем рассмотрите, что происходит при выдержке стали при температурах образования аустенита. Только после изучения этих превращений перейдите к рассмотрению превращений аустенита при охлаждении, Здесь нужно внимательно разобраться, что собой представляет перлитное превращение, мартенситное и промежуточные превращения. Все эти превращения рассмотрите по диаграмме изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали, уясните ее теоретическое и практическое значение. Разберитесь с превращениями аустенита при непрерывном охлаждении.
Вопросы для самопроверки
Что понимают под «наследственностью» зерна аустенита в стали, ее разновидности?
Какие происходят превращения в стали при ее охлаждении?
2.1.3.1 Технология термической обработки стали
Изучение технологии термической обработки стали и чугуна начните с рассмотрения современной классификации видов термической обработки.
Разберитесь с различными видами отжига, уяснив, какие цели преследует каждый отжиг, его режим проведения. Нормализация как разновидность отжига. Четко уясните, какой вид термической обработки называется закалкой, ее разновидности для сталей по температуре нагрева и технологии проведения. Познакомьтесь с применяемыми на практике охлаждающими средами, уяснив этапы механизма охлаждения в них. Необходимо знать определение закаливаемости и прокаливаемости стали, дефекты в стали, возникающие при закалке, и возможности их предупреждения, технологии отпуска и его разновидности, для каких целей применяется каждый вид отпуска. Иметь понятие о термомеханической обработке стали. Познакомиться с поверхностной закалкой стали при различных способах нагрева: индукционном, газопламенном, лазерным лучом. Нужно знать особенности термической обработки легированной стали, уяснить назначение и технологию проведения обработки холодом.
Вопросы для самопроверки
Привести классификацию видом термической обработки.
Какие цели преследуются при отжиге, нормализации, закалке и отпуске?
В чем заключаются особенности термической обработки легированной стали?
2.1.3.1 Основы химико-термической обработкиПодробнее разобрать сущность происходящих процессов и технологию проведения основных видов химико-термической обработки (ХТО): цементации, азотирования, цианирования и диффузионной металлизации.
Виды ХТО предлагается изучать по следующей схеме: сущность конкретного вида ХТО, получаемые свойства, марки сталей, применяемых при этом, для каких деталей можно использовать процесс, какая требуется подготовка детали перед процессом, технология проведения ХТО и ее разновидности, последующая термическая, механическая обработки.
Вопросы для самопроверки
В чем отличие ХТО от термической обработки?
В каких случаях, для каких деталей применяют цементацию, азотирование, нитроцементацию?
После какой ХТО проводят термическую обработку, почему и как?
В чем заключается технология проведения цементации, азотирования и нитроцементации?
2.1.4 Материалы, применяемые в автомобилях, тракторах и сельскохозяйственных машинах2.1.4.1 Конструкционные стали и сплавыИзучение начните с повторения материала по углеродистым и легированным сталям. Уясните, какие углеродистые и легированные стали используются в качестве цементируемых и улучшаемых, за счет чего и как изменяются их свойства в результате термической обработки. Разберите, какие стали используют для изготовления пружин, рессор и их термическую обработку. Уясните, добавкой каких элементов в сталь улучшается ее обработка резанием (автоматные стали).
Вопросы для самопроверки
Какие углеродистые стали обыкновенного качества можно использовать для деталей, конструкций, подвергаемых сварке?
Какие конструкционные стали применяются в качестве цементуемых и улучшаемых?
Каким требованиям должны отвечать улучшаемые стали?
Какие стали используются для изготовления пружин, рессор? Приведите марки пружинных сталей.
Какие элементы, вводимые в сталь, улучшают их обрабатываемость резанием? Приведите марки автоматных сталей.
2.1.4.2 Инструментальные стали и твердые сплавыИзучая стали, применяемые для изготовления режущего и мерительного инструмента, обратите внимание, что назначение стали, как впрочем, и конструкционной, зависит от условий работы самого инструмента. Необходимо уяснить влияние легирующих элементов в стали на повышение таких важных свойств, как прокаливаемость, теплостойкость (температура, до которой инструмент не теряет своих режущих свойств, в частности твердости), хрупкость. обрабатываемость резанием. Уясните, для каких инструментов применяют углеродистые инструментальные стали, для каких мало- и среднелегированные, для каких — быстрорежущие стали. Рассматривая стали для изготовления штампов, необходимо понять влияние отличия условий работы штампов для горячей и холодной штамповки на назначение стали для их изготовления и особенности их термической обработки.
Современный металлорежущий инструмент широко оснащается пластинками из металлокерамических сплавов, обладающими более высокими значениями теплостойкости. Металлокерамические твердые сплавы получают методом порошковой металлургии. Необходимо ознакомиться с технологией изготовления пластин из этих сплавов. Группы металлокерамических сплавов, марки и применение для обработки различных поверхностей, материалов и условий резания.
Для чистовой обработки труднообрабатываемых сталей применяют металлорежущий инструмент, оснащенный пластинами из синтетических поликристаллических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора — композитов (эльбор— Р, белбор, гексанит—Р).
Подробно ознакомьтесь с этими материалами.
Вопросы для самопроверки
Каковы преимущества легированных инструментальных сталей перед углеродистыми?
Какие стали применяются для изготовления режущего и мерительного инструмента?
Какие стали применяют для изготовления штампов для холодной и горячей штамповки?
Какие группы и марки металлокерамических твёрдых сплавов применяют для оснащения металлорежущего инструмента?
2.1.4.3. Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствамиК сталям и сплавам с особыми физико-химическими свойствами относятся: нержавеющая сталь, сталь и сплавы для работы при высоких температурах (жаропрочные и жаростойкие сплавы), износостойкие, электротехнические, с особыми тепловыми свойствами. Нужно понять, за счет чего получаются нужные свойства этих материалов и их применение.
Вопрос для самопроверки
Какие стали являются нержавеющими, износостойкими, жаропрочными, жаростойкими?
2.1.4.4 Цветные металлы и сплавыИзучение начните со свойств чистой меди, затем перейдите к изучению строения, свойств и термической обработки медных сплавов, которые делятся на две основные группы: латуни и бронзы.
Латунь и бронза классифицируются по технологическим свойствам на литейные и деформируемые. В свою очередь, бронзы литейные и деформируемые делятся на оловянные (содержащие в своем составе олово) и без оловянные. Рассматривая маркировку по ГОСТ, обратите внимание на различие маркировки литейных и деформируемых бронз и латуней.
Изучение алюминиевых и магниевых сплавов также начните с рассмотрения свойств чистого алюминия и магния.
Как и медные сплавы, алюминиевые и магниевые сплавы делится на литейные и деформируемые. Обратите особое внимание на термическую обработку сплавов этих металлов. Познакомьтесь с их маркировкой и применением.
Рассмотрение антифрикционных сплавов нужно начать с требований, предъявляемых к ним. Изучить структуру, обеспечивающую выполнение этих требований, маркировку этих сталей. Применение цветных металлов и сплавов в сельскохозяйственном и автотракторном машиностроении.
Вопросы для самопроверки
Какой термической обработке подвергаются медные, алюминиевые, магниевые сплавы и как при этом изменяются их свойства?
Какие сплавы отвечают требованиям, предъявляемым к антифрикционным сплавам?
2.1.4.4 Порошковые (металлокерамические) сплавыПримером безотходной технологии является изготовление деталей из порошковых материалов. Ознакомьтесь с технологией получения порошков исходных материалов, изготовлением из них деталей. Уясните их преимущества и недостатки, применение в машиностроении. Разберитесь с классификацией и маркировкой порошковых сплавов но ГОСТ.
Вопросы для самопроверки
В чем заключается сущность технологии изготовления деталей из порошковых сплавов?
Какие порошковые сплавы нашли применение для изготовления деталей машин?
2.1.4.4 Неметаллические материалыИзучение этого подраздела нужно начинать с повторения соответствующих разделов курса органической химии. Необходимо знать строение и свойства полимерных материалов. Разобраться с классификацией полимеров и особенностями свойств полимерных материалов. Знать основные термореактивные и термопластичные полимерные смолы и пластические массы на их основе. Разобрать состав, классификацию и физико-механические свойства резин. Познакомиться с основными методами переработки пластмасс и резины в изделия и технико-экономической эффективностью их применения в автотракторном и сельхозмашиностроении.
Вопросы для самопроверки
Какие термореактивные и термопластичные пластмассы нашли применение в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении?
Какими основными методами получают детали из пластмасс и резины?
2.2 МОДУЛЬ 2 - ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВВведениеМатериал этого раздела посвящен рассмотрению методов получения конкретных деталей, конструкций и полуфабрикатов литьем, обработкой давлением и сваркой. Познакомьтесь с историей развития этих методов, вкладом русских и советских ученых и производственников в совершенствование процессов литья, обработки давлением и сварки.
2.2.1 Литейное производствоЛитье является одним из древних методов получения конкретных деталей машин из металлов, который в наше время получил большое развитие. Уясните значение литейного производства для сельскохозяйственного машиностроения и тракторостроения.
Изучение начните с рассмотрения общей схемы технологического процесса получения отливки. Затем разберитесь с каждой частью этого процесса подробнее. Изучите литейные сплавы и теоретические основы литейного производства отливок, изготовление отливок в песчано-глинистых формах, заострив внимание на модельном комплекте, формовочных и стержневых смесях, литниковых системах и технологии изготовления литейной формы. Познакомьтесь с машинной формовкой механизацией и автоматизацией изготовления литейных форм.
Все большее применение при массовом производстве находят такие прогрессивные способы литья, как литье в металлические формы, центробежное литье, литье под давлением, оболочковое литье, литье по выплавляемым моделям. Уясните схемы технологий получения отливок этими методами, их преимущества и недостатки.
Изучите особенности изготовления отливок из различных сплавов; чугуна (серого, высокопрочного, ковкого), стали, алюминиевых, магниевых и медных сплавов. Обратите при этом внимание па литейные свойства этих сплавов (температура плавления и заливки, жидкотекучесть, усадка), способы плавления их и материалы для шихтовки, заливку сплавом форм, особенности литниковой системы.
Познакомьтесь с технологичностью конструкций литых деталей, основой их конструирования, дефектами литья, причинами их возникновения и методами исправления.
Уясните основные вопросы техники безопасности в литейных цехах.
Вопросы для самопроверки
Из каких элементов состоит схема технологического процесса изготовления отливки?
Какие требования предъявляются к формовочным и стержневым материалам, какие материалы отвечают этим требованиям?
В чем сущность получения отливок в металлические, и оболочковые формы, центробежного литья, литья по выплавляемым моделям, под давлением?
2.2.1 Обработка металлов давлениемОбработка давлением широко применяется при изготовлении и ремонте деталей тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин Изучение этого очень важного подраздела следует начать с рассмотрения теоретических основ обработки давлением Необходимо хорошо усвоить понятие физической природы упругой и пластической деформации, влияние обработки давлением на структуру и свойства металлов. Повторить часть первого раздела по пластической деформации и рекристаллизации.
Изучая процессы, происходящие в металле при нагреве, уясните сущность явлений пережога, перегрева, обезуглероживания, угара и способы их предотвращения. Научитесь определять температурный интервал горячей обработки давлением углеродистых сталей и обосновывать этот выбор. Познакомьтесь с печами и устройствами, применяемыми для нагрева заготовок.
Сначала уясните сущность процесса продольной прокатки как наиболее распространенной. Уясните, благодаря чему и как происходит захват заготовки валками, как происходит деформация металла в валках. Ознакомьтесь с устройством прокатного стана, схемами расположения рабочих клетей. Рассмотрите поперечную и поперечно-винтовую прокатку. Необходимо запомнить названия и назначение прокатных станов для проката различных заготовок, последовательность выполнения операций прокатки разных видов продукции, знать основные сортовые профили, некоторые специальные виды проката и их применение в сельхозмашиностроении.
При рассмотрении процесса волочения поймите его сущность, возможности. Разберите различные схемы волочения для получения большого разнообразия продуктов волочения. Уясните весь технологический процесс волочения в целом, обратите внимание на предварительную подготовку заготовки перед волочением. Познакомьтесь с продукцией волочильного производства и ее применением. Приступая к изучению процесса прессования, вникните в его сущность и широкие возможности применения благодаря увеличению пластичности металла за счет его всестороннего неравномерного сжатия. Познакомьтесь с различными схемами прессования, продукцией и областью ее применения.
Изучение процесса свободной ковки начните с рассмотрения основных операций ковки. При этом обратите внимание на процессы, протекающие в очаге деформации, изменение микроструктуры и свойств обрабатываемого металла. Изучите применяемое при ковке оборудование. Познакомьтесь с последовательностью и методикой разработки технологического процесса: разработкой чертежа поковки, расчетом размеров заготовки, выбором оборудования, последовательностью операций ковки, технологическими требованиями к деталям.
Перейдя к изучению объемной штамповки, поймите ее отличие, преимущества и недостатки перед свободной ковкой. Разберитесь с разновидностями объемной штамповки: горячей и холодной, в открытых и закрытых штампах. Познакомьтесь с технологией одноручьевой, многоручьевой и раздельной штамповки на молотах, применяемыми инструментом и оборудованием. Поймите сущность холодной высадки.
Разберитесь с технологией листовой штамповки.
Изучение технологий обработки давлением закрепите рассмотрением изготовления поковки конкретной детали
Рассмотрите основные вопросы по технике безопасности при обработке металлов давлением.
Вопросы для самопроверки
Чем обусловливается выбор температурного режима горячей обработки давлением?
Чем отличается структура и свойства литого металла от кованого?
В чем сущность технологий ковки, прокатки, волочения, прессования, объемной и листовой штамповки?
2.2.3 Сварка металловИзучение материала рекомендуется начинать с рассмотрения общих сведений о сварке как о технологическом процессе, в результате которого достигается неразъемное соединение вследствие образования межатомных связей между соединяемыми деталями. При этом следует обратить внимание на преимущества сварки по сравнению с другими видами соединений металлов.
Приступая к изучению классификации способов сварки, следует уяснить, что сближение атомов может быть достигнуто путем пластического деформирования (в холодном или нагретом состоянии) или расплавлением соединяемых кромок, что и определяет физическую сущность сварки давлением и сварки плавлением. Необходимо также уяснить, как сварочные процессы при сварке плавлением классифицируются по виду энергии, применяемой для нагревания металла. Следует разобраться, почему однородные металлы хорошо свариваются, а разнородные плохо, какие надо принимать меры для улучшения свариваемости.
Необходимо знать роль русских (Н. Н. Бенардос, Н.Г.Славянов) и советских (Е. О. Патон и др.) ученых в развитии сварочного производства.
Прежде чем приступить к изучению отдельных видов сварки, надо четко уяснить сварочные свойства электрической дуги, а затем рассмотреть способы ручной дуговой сварки, полуавтоматической и автоматической сварки плавлением: сварку под флюсом, сварку в среде защитных газов, электрошлаковую сварку, плазменную сварку и др. При этом необходимо уяснить сущность каждого способа сварки, применяемого оборудования и сварочных материалов, а также изучить их технологические возможности и область применения.
При изучении газовой сварки рекомендуется, в первую очередь, рассмотреть получение и строение отдельных видов сварочного ацетиленокислородного пламени, способы получения и хранения ацетилена и кислорода, после чего приступить к изучению способов сварки, процессов, протекающих при газовой сварке, устройства и работы оборудования; указать технологические возможности и область применения газовой сварки.
При изучении огневой резки металлов следует уяснить сущность способов резки металлов: кислородной, кислородо-флюсовой, плазменной, воздушно-дуговой. Изучить технологические особенности каждого способа резки и применяемую аппаратуру.
Изучение способов сварки давлением следует начинать с рассмотрения трех основных разновидностей контактной сварки: стыковой, точечной и шовной. Следует усвоить физическую сущность, устройство и электрические схемы каждого вида контактной сварки, разобраться в основах их технологии. При этом надо уяснить, что общим для всех видов контактной сварки является то, что металл в зоне контакта двух свариваемых элементов при прохождении электрического тока достаточно большой силы нагревается в одних случаях до пластического состояния, в других — до температуры плавления, после чего производится сжатие.
Следует также уделить внимание изучению новых способов сварки давлением: диффузионной в вакууме, ультразвуковой, трением. Нужно четко уяснить сущность и технологические особенности каждого из этих способов сварки, область их применения.
Изучите особенности кристаллизации сварного шва. Возникновение деформаций и напряжений в сварных деталях. Классификация материалов по их свариваемости.
Сварка конструкционных сталей: углеродистых, низколегированных и легированных. Понятие о сварке высоколегированных сталей, чугуна, меди, алюминия, титана и их сплавов.
Для усвоения теоретических основ сварки плавлением необходимо знать диаграмму железо-углерод, температурные точки аллотропических превращений. Знание диаграммы поможет изучить структурные изменения в зоне шва и близлежащих зонах при кристаллизации и охлаждении сварного шва, а также уяснить, какие структурные превращения происходят в металле в зоне термического влияния, возникающего в процессе сварки. Особое внимание следует уделить причинам и механизму образования напряжений и деформации при сварке, мерам по их уменьшению и устранению.
Необходимо внимательно изучить три основные причины: неравномерный нагрев свариваемого металла, линейную усадку расплавленного металла и структурные изменения в металле шва при его затвердевании.
Изучая особенности технологии сварки различных сталей, чугуна, металлов и сплавов, а также наплавки твердых сплавов необходимо, прежде всего, запомнить зависимость свариваемости углеродистых и низкоуглеродистых сталей от процентного содержания в них углерода. Далее необходимо обратить внимание на холодную и горячую сварку чугуна, различие в подготовке к сварке чугунных изделий, электроды. Надо знать меры, предупреждающие отбеливание чугуна при холодной сварке, а также недостатки и достоинства каждого из этих видов сварки чугуна.
Следует хорошо разобраться в особенностях сварки некоторых легированных сталей, обладающих плохой теплопроводностью, а также, цветных металлов и сплавов. Особое внимание при этом необходимо обратить на окисление алюминия затрудняющее сварку, и на способы его уменьшения.
При пайке возможно соединение не только всех однородных металлов и сплавов, но и разнородных, нередко с резко различными свойствами. Поэтому при таком разнообразии соединяемых металлов и сплавов и применяемых припоев необходимо усвоить сущность и схемы процесса пайки, его принципиальное различие от процесса сварки плавлением, а также следует знать, как классифицируются припои, указать основные технологические требования, которым они должны удовлетворять. Следует также изучить способы пайки, их характерные особенности в зависимости от используемых источников нагрева и оборудования.
Изучение вопросов контроля сварных и паяных соединений рекомендуется начинать с классификации дефектов. При этом нужно уяснить, что дефекты подразделяются на две группы.
Дефекты, возникающие в связи с особенностями металлургических и тепловых процессов (кристаллизационные трещины, поры, холодные трещины, неметаллические включения и др.).
Дефекты формирования шва, происхождение которых связано с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой под сварку, неисправностью сварочной аппаратуры и другими причинами.
Дефекты могут быть внешние и внутренние. Надо знать причины их появления и способы устранения. Затем необходимо перейти к изучению методов контроля дефектов. При этом следует усвоить, что для обнаружения наружных дефектов. Кроме визуального осмотра, применяют контроль красками, люминофорами, магнитно-порошковым методом. Для обнаружения внутренних дефектов применяют физические методы контроля: просвечивание проникающим излучением, ультразвуковую дефектоскопию, магнитно-индукционный метод и др.Дефекты структуры шва сварного соединения и зоны термического влияния, внутренние и наружные трещины, шлаковые включения могут бьть выявлены при металлографическом исследовании.
Изучение вопросов техники безопасности при сварочных работах следует начинать с изучения Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, и Правил устройства электроустановок (ПУЭ) в части безопасности их эксплуатации. Прежде всего, необходимо уяснить возможные виды и причины травм при электрогазосварочных работах. Особо следует звать о вредном влиянии на организм пыли, продуктов сгорания электродных покрытий и флюсов, паров цинка при сварке латуней, окислов хрома, кремния, а также газов, выделяющихся при сварке различных металлов и сплавов. Затем следует рассмотреть меры защиты от вышеприведенных вредностей и ознакомиться с основными приемами оказания первой помощи пострадавшему Необходимо также ознакомиться со сваркой пластмасс.
Вопросы для самопроверки
Как классифицируются сварочные процессы?
Изложите физическую сущность сварки давлением и сварки плавлением.
Как влияет содержание углерода на свариваемость стали?
Изложите сущность автоматической сварки под флюсом, область применения.
В чем сущность кислородной и плазменной резки металлов?
Изложите сущность контактной сварки.
Изложите сущность диффузионной сварки в вакууме и ультразвуковой сварки, область их применения.
Каковы особенности кристаллизации в сварочной ванне?
Каковы причины возникновения напряжений и деформаций при сварке?
В чем трудность сварки чугуна и легированных сталей?
Чем отличается пайка металлов от сварки плавлением?
Перечислите способы контроля сварных швов.
Объясните сущность ультразвуковой дефектоскопии,
В чем состоят правила безопасности при обслуживании электросварочного оборудования?
2.2 МОДУЛЬ 3 - ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХМАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ 2.2.1 Цель и задачи темыДля бакалавра техники и технологий сельскохозяйственного производства и особенно для ремонтника знания по обработке резанием имеют очень большое значение, так как необходимое качество поверхности детали достигается, как правило, этой обработкой. Поэтому задачами темы являются: изучение явлений и закономерностей процесса резания, режущего инструмента, установление режима резания для различных видов обработки, устройства металлорежущих станков и их эксплуатации, упрочняющей обработки пластическим деформированием, физико-химических методов обработки.
Необходимо знать развитие учения о резании металлов, роль отечественных ученых (И. А. Тиме, К. А. Зворыкина, Я. Г. Усачева. В. Д. Кузнецова) и новаторов производства, а также совершенствование станков, инструментов и инструментальных материалов.
Теоретической основой обработки резанием является теория дислокаций. Необходимо иметь представление об основах этой теории.
Вопросы для самопроверки
1. Какой вклад внесли в учение о резании металлов И. А. Тиме, К. А. Зворыкин, Я. Г. Усачев?
2. Что представляют собой дислокации в кристаллах?
2.3.2 Процесс резания и его основные элементыСначала следует иметь четкое представление об основных видах обработки металлов резанием: точении, сверлении, фрезеровании, строгании и шлифовании. Знать, какие движения совершают заготовка и инструмент и с помощью какого оборудования, какая поверхность при этом будет обрабатываемой, обработанной и поверхностью резания.
Особое внимание обратить на изучение конструктивных и геометрических элементов резца: части, поверхности, режущие кромки, углы. Необходимо иметь понятие о кинематических углах резца; знать элементы режима резания: глубину резания, подачу, скорость резания для каждого вида обработки.
При изучении инструментальных материалов особое внимание следует обратить на новые марки быстрорежущих сталей, металлокерамические твердые сплавы, минералокерамические материалы, а также на инструментальные материалы (алмазы природные и синтетические, эльбор, гексанит и др.).
Вопросы для самопроверки
Нарисуйте схемы точения, сверления, фрезерования и покажите на них поверхности: обрабатываемую, обработанную и поверхность резани я.
Как будут изменяться углы альфа и гамма токарного резня при продольном точении?
Расшифруйте процентный Состав марок инструментальных материалов: Р18К6, ВК8, Т15К6.
2.3.3 Физические основы процесса резания металловПри изучении физических основ процесса резания металлов необходимо обратить особое внимание на явления, протекающие при стружкообразовании, ознакомиться с видами стружки и с процессом образования стружки при резании пластичных металлов.
Чрезвычайно важным является вопрос о качестве обработанной поверхности: критерии оценки шероховатости обработанной поверхности по ГОСТ 25142—82, влияние элементов режима резания на шероховатость поверхности.
Важно хорошо понять тепловые явления в процессе резания: причины возникновения тепла, распределение тепла, зависимость температуры в зоне резания от элементов режима резания. Уясните, как и с какой целью определяется температура в зоне резания.
Вибрации при резании металлов, возникающие и системе СПИД (станок -приспособление – инструмент - деталь), могут быть двух видов — вынужденные колебания и автоколебания. Следует изучить причины их возникновения, влияние на процесс резания и способы устранения.
Следует хорошо разобраться в процессе изнашивания режущего инструмента, знать виды, величины, критерии износа. Необходимо усвоить понятие стойкости режущего инструмента знать способы ее повышения, в частности применение смазочно-охлаждающих жидкостей, и способы подвода жидкости в зону резания с целью повышения стойкости режущего инструмента.
Вопросы для самопроверки
Что понимается под шероховатостью поверхности (ГОСТ 25142-82)?
Напишите уравнение теплового баланса. Как распределяется тепло между стружкой, заготовкой и резцом?
Способы подвода в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости
Виды износа инструмента: абразивный, адгезионный, окислительный, электродиффузионный.
2.3.3 Металлорежущие станки2.3.3.1 Основные механизмы металлорежущих станковРассмотрение вопросов кинематики металлорежущих станков начните с изучения классификации станков, разработанном ЭНИМС (Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков) Выясните, что обозначают цифры и буквы, входящие в обозначение модели станка (например, 1К62, 2135. 7М36 и т. д.). Рассмотрите вопрос о кинематических схемах, обратив внимание на условные обозначения, принятые при их вычерчивании. Четко уясните понятия: «передаточное отношение», «передача»; рассмотрите основные передачи, применяемые в станках (ременная, цепная, зубчатая, реечное зацепление, червячная, винт и гайка, вариатор Светозарова) и их передаточные отношения. Необходимо также знать, что такое кинематическая цепь и чему равно ее передаточное отношение; по какому закону строятся ряды частот вращения шпинделя и ряды подач; уравнение кинематическою баланса и его назначение.
Изучение узлов и механизмов станков следует начать с привода, затем изучить коробки скоростей, коробки подач.
“При изучении механизмов станков необходимо обратить внимание на назначение и устройство следующих механизмов: для преобразования движения, получения возвратно-поступательного движения, реверсивных, бесступенчатого регулирования скоростей, тормозных, блокировки, управления. Следует изучить устройство и работу гидропривода, который находит все большее применение в конструкции станков (поперечно-строгальные, шлифовальные и др.) Мехатронные и работизированные станки.
2.3.3.1 Эксплуатация металлорежущих станковУстановка станков на фундаменты и их монтаж, смазка и технический уход производится в соответствии с руководством к станку. Следует ознакомиться с руководством к токарному станку, знать, как и для чего проводится проверка токарного станка на точность. Необходимо изучить систему планово-предупредительного ремонта (ППР) станков и твердо знать технику безопасности при работе на металлорежущих станках.
Вопросы для самопроверки
Дайте определение понятиям: «передаточное отношение», «передача». Схемы основных передач, применяемых в станках, их передаточные отношения.
Что такое привод станка? Схемы различных типов приводов станков.
Закон построения ряда частот вращения шпинделя станка и ряда подач
Как правильно установить станок на фундамент?
Каков порядок смазки токарного станка?
Какие измерения проводятся при проверке токарного станка на точность?
2.3.3.1 Токарная обработкаВажнейшим элементов режима резания при точении является скорость резания. Необходимо уметь рассчитывать скорость резания для конкретных условий обработки (известны: обрабатываемый материал, применение СОЖ, глубина резания, подача, стойкость инструмента). Знать, какие факторы и как влияют на скорость резания.
Очень важно изучить методику назначении режима резания при точении (глубину резания, подачу, скорость резания, частоту вращения заготовки).
При изучении силы резания и ее составляющих при точении следует нарисовать на схеме точения разложение силы Р на Рz, Рx, Ру, понять, какие факторы и как влияют на эти силы, как можно рассчитать силу Рz для конкретных условий обработки (известны обрабатываемый материал, глубина резания, подача). Необходимо знать расчет мощности и крутящего момента резания при точении.
Необходимо уметь рассчитывать основное время, а также определять штучное время и его составляющие.
Четко представлять пути повышения производительности работы при точении, иметь понятие об обрабатываемости материалов и о критериях ее оценки.
Изучение станков токарной группы и работы на них следует начинать с рассмотрения устройства какой-нибудь модели современного токарного станка.
Особое внимание нужно обратить на определение частоты вращения шпинделя для различных видов токарных работ, а также на определение продольных и поперечных подач.
После этого следует перейти к рассмотрению работ, выполняемых па однорезцовых токарных станках, применяемых резцах и приспособлениях, и схем устройства многорезцовых токарных, карусельных и револьверных станков.
Далее можно перейти к изучению схем устройства и принципа работы токарных автоматов и полуавтоматов, устройств для автоматизации работы токарных станков.
Почти на любом предприятии имеются механические цехи или мастерские, в которых в той или иной мере представлены металлорежущие станки, в том числе и токарные. При изучении этой темы, а также других тем настоящего раздела весьма желательно использовать наличие металлорежущих станков для углубленного изучения их устройства и принципа действия, а если возможно, то и для упражнений по изготовлению простейших деталей.
Вопросы для самопроверки
Напишите формулы для расчета Ри скорости резания, крутящего момента и эффективной мощности при точении.
Как назначить режим резания при точении?
Как повысить производительность работы при точении?
Рассмотрите цепь главного движения токарного станка. По кинематической схеме определите максимальную частоту вращения шпинделя.
Сущность высокопроизводительной обработки металлов на токарных станках (скоростное и силовое резание). Применяемые резцы при этих видах обработки, их особенности.
2.3.4.4 Сверление, зенкерование, развертываниеИзучение следует начать со схемы сверления (движения инструмента и заготовки) и элементов режима резания: скорости подачи, глубины резания.
Далее изучите назначение и типы сверл, их конструктивные элементы, геометрию режущей части спирального сверла (на натуральном сверле большого диаметра), значение углов сверла в процессе резания, мероприятия по повышению эксплуатационных свойств спиральных сверл: двойная заточка, подточка перемычки, подточка ленточки и др. Важно знать, какая получается точность обработки и шероховатость обработанной поверхности после сверления.
В таком же примерно порядке, используя натуральные инструменты, следует изучить зенкеры и развертки.
Затем изучаются вопросы, относящиеся к процессу резания при сверлении: силы, крутящий момент, мощность при сверлении; их расчет, измерение осевой силы и крутящего момента при сверлении динамометрами, скорость резания и стойкость сверла, влияние различных параметров на скорость резания, расчет скорости резания, основного времени, методика расчета (назначения) режима резания.
В таком же порядке изучить зенкерование и развертывание.
После изучения материала выполните практически операцию сверления заготовки на вертикально-сверлильном станке с последующей его обработкой зенкером и разверткой. Для этого задайтесь условиями обработки, рассчитайте элементы режима резания, осевую силу, крутящий момент, мощность, основное (машинное) время. Установите на станке полученный режим резания, просверлите отверстие, оцените точность, шероховатость обработанной поверхности.
После ознакомления с классификацией сверлильных станков следует изучить устройство вертикально-сверлильного и радиально-сверлильного станков, обратив особое внимание на механизмы привода главного движения и движения подачи.
Далее ознакомьтесь с основными видами сверлильных работ с применяемыми при этом приспособлениями. Изучите устройство и работу радиально-сверлильных станков, область их применения.
Необходимо знать, какую точность и шероховатость поверхности можно получить при сверлении, зенкеровании и развертывании.
Вопросы для самопроверки
Покажите на сверле, зенкере, развертке их главные углы.
Какую точность и шероховатость обработанной поверхности можно получить после сверления, зенкерования и развертывания?
Устройство вертикально-сверлильного станка. Инструмент и приспособления, применяемые при сверлении и растачивании.
Устройство радиально-сверлильного станка. Основные виды сверлильных работ, инструмент и приспособления, применяемые на этих станках.
2.3.4.5 ФрезерованиеРекомендуется следующий порядок изучения.
Схема фрезерования (движение инструмента и заготовки), элементы режима резания, область применения, разновидности фрезерования. Торцовое фрезерование, схема обработки и элементы режима резания.
Далее изучите типы фрез, конструктивные элементы остроконечных фрез, геометрию зуба фрезы, зуба пилы по металлу и конструкцию пил; затылованные и фасонные фрезы, заточку фрез, износ и критерии затупления фрез.
Затем следует изучить основные вопросы процесса резания при фрезеровании, силу резания, крутящий момент, мощность, скорость резания, их расчет, факторы, влияющие на скорость резания.
В конце изучите методику назначения режима резания при фрезеровании, а также точность и шероховатость обработанной поверхности.
Обязательно выполните операцию фрезерования заготовки согласно рекомендациям, изложенным в теме 2.3.9. Далее надо изучить устройство горизонтально- и вертикально-фрезерного станков, механизмы привода главного движения и движения подачи.
В заключение ознакомьтесь с основными видами фрезерных работ, применяемыми приспособлениями, с настройкой делительных головок для простого, дифференциального деления и фрезерования винтовых канавок.
Необходимо четко представлять, как производится фрезерование плоскостей, пазов, фасонных поверхностей, разрезка заготовок; какую точность и шероховатость поверхности можно получить при фрезеровании.
Вопросы для самопроверки
Покажите главные углы остроконечной фрезы.
39 Какую точность и шероховатость обработанной поверхности получают при фрезеровании?
Устройство широкоуниверсального фрезерного станка, применяемый инструмент.
4. Как производится настройка делительной головки для простого деления?
2.3.4.6 Строгание, долбление и протягиваниеИзучение следует вести в том же порядке, что и предыдущие способы механической обработки, то есть сначала изучить схемы строгания, долбления, протягивания, обратив внимание на отличие протяжки от прошивки, конструкцию и геометрию режущей части строгальных, долбежных резцов, протяжек, элементы режима резания.
Затем изучите вопросы, относящиеся к процессу резания: силу резания, мощность, определение основного времени, выбор режима резания, точность обработки и шероховатость поверхности.
Изучение строгальных, долбежных и протяжных станков и работы на них следует начинать с рассмотрения схем резания, направления главного движения и движения подачи при работе на этих станках, а также элементов режима резания, характеризующих строгание, долбление и протягивание
Надо уметь определить основное время и скорость резания. уяснить особенности конструкции и углы резцов протяжек для этих видов обработки, знать материал резцов и протяжек, изучить конструкцию и работу поперечно-строгальных. продольно-строгальных, долбежных и протяжных станков, их кинематические схемы, операции, выполняемые на этих станках, и применяемые приспособления.
Необходимо знать, какая точность и шероховатость поверхности получаются при строганин, долблении и протягивании.
Вопросы для самопроверки
Покажите на строгальном и долбежном резцах, протяжке главные углы режущей части
Какую точность и шероховатость обработанной поверхности можно получить при строгании, долблении и протягивании?
Устройство продольно-строгального станка, основные виды строгальных работ, выполняемые на этом станке, применяемые приспособления. Строгальные резцы, их элементы и углы.
Конструкции и геометрия «зуба» протяжки. Работа горизонтально-протяжного станка с гидроприводом.
2.3.4.7 ЗубонарезаниеИзучите сначала методы копирования и обкатки для нарезания цилиндрических зубчатых колес (движения инструмента и заготовки), конструкцию и геометрию применяемого инструмента (модульные, дисковые, пальцевые, червячные фрезы, долбяки).
Затем ознакомьтесь с нарезанием конических колес с прямыми и спиральными зубьями, с конструкцией и геометрией применяемого при этом инструмента.
Необходимо уметь определять основное время при зубонарезании, знать методы заточки зубонарезного инструмента, иметь понятие о резцовых головках для нарезания конических колес с криволинейными зубьями.
Далее изучите методы отделки зубьев шестерен шлифованием, притиркой, шевингованием, обкаткой.
Далее следует изучить устройство и работу зубофрезерных станков, обратив внимание на виды рабочих движений, а также на кинематические цепи главного движения, цепи деления и цепи вертикальных подач.
Вопросы для самопроверки
В чем сущность методов копирования и обкатки?
Как настроить универсальную делительную головку для нарезания зубчатого колеса с 19 зубьями? Характеристика головки N=40.
2.3.4.8 РезьбонарезаниеСначала следует изучить методы и схемы резьбонарезания, элементы режима резания (скорость резания, подача, толщина, ширина и сечение срезаемого слоя).
Затем изучить конструкцию и геометрию режущей части резьбонарезных инструментов: резьбовых резцов, машинных и слесарных метчиков, плашек (круглых, раздвижных, для резьбонарезных головок), разновидности резьбонарезных головок, конструкцию радиальных головок, с круглыми 40 гребенками тангенциальных с плоскими гребенками, конструкцию резьбонарезных фрез. Необходимо знать, как изнашиваются метчики и плашки, критерии износа и как производится их заточка.
Далее изучить процесс резьбонарезания: скорость резания, ее расчет и связь со стойкостью, расчет мощности резьбонарезания, методика расчета режима резания и основного времени. Важно знать, какая получается шероховатость обработанной поверхности.
В заключение выполните операцию нарезания резьбы па токарно-винторезном станке с применением резьбового резца.
Вопросы для самопроверки
Покажите на метчике и плашке главные углы зуба.
Как правильно заточить метчик и плашку?
2.3.4.8 Шлифование и методы доводки поверхностейШлифование и доводка - методы окончательной обработки, во многом определяющие качество поверхностей деталей. Поэтому изучению этой темы студентом, будущим бакалаврам, должно быть уделено особое внимание.
Рекомендуется следующий порядок изучения: физическая сущность процесса шлифования, основные виды шлифования, элементы режима резания.
Расчет силы, мощности, основного времени при шлифовании, шлифовальные круги, их маркировка, проверка кругов на прочность, балансировка круга. Выбор кругов, износ и затупление кругов, их правка,
Для лучшего уяснения видов шлифования целесообразно изобразить на отдельном листке бумаги схемы круглого шлифования (наружного, внутреннего и бесцентрового), а также плоского шлифования периферией и торцом круга; на схемах нужно показать направление вращения шлифовального круга, являющегося главным движением, и направление движения шлифуемого изделия, которое будет движением подачи.
Инструментом для шлифования служат шлифовальные круги. Следует научить их классификацию по форме и размерам, видам абразивного материала, величине зерна, видам связки, твердости и структуре. Уясните, по каким признакам следует выбирать круг (по зернистости и твердости связки), как выбирать режимы работы (подачу и глубину шлифования, скорость резания и окружную скорость изделия). Нужно иметь понятие об износе шлифовальных кругов, о точности обработки и шероховатости поверхности при шлифовании. Уметь по приведенным в учебнике формулам определять силу резания и мощность, расходуемые на резание шлифовальным кругом и на вращение обрабатываемой детали.
Особое внимание следует уделить алмазному инструменту, инструменту из эльбора, их основным преимуществам перед шлифовальными кругами.
Необходимо изучить основные типы шлифовальных станков и их назначение, способы закрепления шлифовальных кругов на шпинделе, механизмы продольных и поперечных подач, обратив особое внимание на устройство и работу кругло- и плоскошлифовальных станков.
В заключение следует ознакомиться с основными видами шлифовальных работ и применяемыми при этом инструментом и приспособлениями; иметь понятие об отделочных работах (притирке, хонинговании, суперфинише, полировании), уяснить их назначение, схемы обработки, применяемые материалы, инструменты и оборудование.
Вопросы для самопроверки
Устройство круглошлифовального станка, его гидрокинематическая схема.
Маркировка шлифовального круга, объяснить значение букв и цифр в этой маркировке.
2.3.4.8 Специальные методы обработки материаловЭлектроискровая, электроимпульсная, электроконтактно- дуговая и анодно- механическая обработки металлов относятся к тем видам электрофизической размерной обработки, которые основаны на явлении местного разрушения металла под действием электрической энергии, вводимой непосредственно в зону обработки, где она преобразуется в другой вид энергии (тепловую, механическую и т. д.).
Электроискровая и электроимпульсная размерные обработки основаны на применении кратковременных искровых и искродуговых разрядов. Разберитесь в схемах этих видов обработки, выясните, каким образом и при каких условиях образуется искровой или искродуговой разряд.
Почему производится удаление частиц металла с поверхности электродов. Необходимо уяснить, в чем отличие между этими видами обработки металлов, разобрать их достоинства и недостатки, а также применяемое оборудование. Следует хорошо представлять технологическое назначение этих видов обработки, качество обрабатываемых поверхностей, области и экономическую целесообразность их применения. При этом надо иметь в виду, что в современном машиностроении и металлообработке все шире применяются новые материалы, обработка которых обычными методами резания либо затруднена, либо вообще невозможна, и электроискровая, электроимпульсная и другие виды электрофизической размерной обработки являются единственными способами получения изделий заданных размеров и формы.
Рассмотрите также особенности механической размерной обработки металлов с использованием ультразвуковых колебаний, основанной на ударах с большой скоростью и частотой частиц абразива о поверхность обрабатываемой заготовки.
Электрохимические способы обработки основаны на анодном растворении определенного участка обрабатываемого металла в среде электролита.
Изучите схему электрохимической размерной обработки, электрохимической очистки поверхности металлов от окалины, электрохимического полирования, а также химико-механической доводки и шлифования сплавов, плохо поддающихся обычной механической обработке.
При этом следует обратить внимание на состав электролитов, их температур и электрические режимы обработки.
В последние годы в машиностроении и металлообработке стали широко применяться электрогидравлическая, электро-абразивная и электроалмазная обработки. Следует изучить их физическую сущность.
Вопросы для самопроверки
В чем сущность электромеханической обработки?
Анодно-механическая обработка металлов: режимы обработки и область применения.
Сущность обработки металлов электроискровым и электроимпульсным способами. Области применения.
ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТВ соответствии с учебным планом студенты выполняют три контрольные работы. Индивидуальное задание на каждую контрольную работу, состоящее из пяти вопросов, выдается преподавателем. При этом используется перечень вопросов для контрольных работ.
Каждая контрольная работа выполняется отдельно и не должна превышать ее по объему (20-25 листов машинописного текста). Все страницы должны быть пронумерованы, с очерченными полями (30 мм) для замечаний рецензента.
Индивидуальное задание должно быть обязательно приклеено на обороте титульного листа (обложки) работы. В противном случае работа не рецензируется.
При выполнении контрольной работы перед каждым ответом на вопрос необходимо поместить текст вопроса с указанием его номера. Все ответы должны быть краткими по форме, но вместе с тем достаточно полными и точными о содержанию. Ответы иллюстрируются рисунками или графиками. Материалы, требующие графического оформления, выполняются в виде схемы или чертежа непосредственно в тетради или на отдельном листе, аккуратно, с помощью линейки, но не путем калькирования или применения копировальных устройств. Все необходимые расчеты должны производиться с точностью до 0,1. Если студент при составлении ответа на вопрос контрольного задания встретит затруднения и не сможет найти ответ в рекомендуемой литературе, он должен обратиться на кафедру за консультацией.
Варианты контрольных работ определяются по двум последним цифрам шифра студенческого билета.
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1Материаловедение№ Номера вопросов № Номера вопросов
01 1 101 102 34 15 51 16 65 115 46 95
02 2 100 103 35 14 52 17 66 116 47 96
03 3 99 104 36 13 53 18 67 117 48 97
04 4 98 105 37 12 54 19 68 118 49 98
05 5 97 106 38 11 55 20 69 1 50 99
06 6 95 107 39 10 56 21 70 2 51 100
07 7 94 108 40 9 57 22 71 3 52 101
08 8 93 109 41 8 58 23 72 4 53 102
09 9 92 110 42 7 59 24 73 5 54 103
10 10 91 111 43 6 60 25 74 6 55 104
11 11 90 112 44 5 61 26 75 7 56 105
12 12 89 113 45 4 62 27 76 8 57 106
13 13 88 114 46 3 63 28 77 9 58 107
14 14 87 115 47 2 64 29 78 10 59 108
15 15 86 116 48 1 65 30 79 11 60 109
16 16 85 117 49 118 66 31 80 12 61 110
17 17 84 118 50 117 67 32 81 13 62 111
18 18 83 1 51 116 68 33 82 14 63 112
19 19 82 2 52 115 69 34 83 15 64 113
20 20 81 3 53 114 70 35 84 16 65 114
21 21 80 4 54 113 71 36 85 17 66 115
22 22 79 5 55 112 72 37 86 18 67 116
23 23 78 6 56 111 73 38 87 19 68 117
24 24 77 7 57 110 74 39 88 20 69 118
25 25 76 8 58 109 75 40 89 21 70 119
26 26 75 9 59 108 76 41 90 22 71 120
27 27 74 10 60 107 77 42 91 23 72 121
28 28 73 11 61 106 78 43 92 24 73 122
29 29 72 12 62 105 79 44 93 25 74 123
30 30 71 13 63 104 80 45 94 26 75 124
31 31 70 14 64 103 81 46 95 27 76 125
32 32 69 15 65 102 82 47 96 28 77 126
33 33 68 16 66 101 83 48 97 29 78 127
34 34 67 17 67 100 84 49 98 30 79 128
35 35 66 18 68 99 85 50 99 31 80 129
36 36 65 19 69 98 86 51 101 32 81 130
37 37 64 20 70 97 87 52 102 33 82 131
38 38 63 21 71 96 88 53 103 34 83 132
39 39 62 22 72 95 89 54 104 35 84 133
40 40 61 23 73 94 90 55 105 36 85 134
41 41 60 24 74 93 91 56 106 37 86 135
42 42 59 25 75 92 92 57 107 38 87 136
43 43 58 26 76 91 93 58 108 39 88 137
44 44 57 27 77 90 94 59 109 40 89 138
45 45 56 28 78 89 95 60 110 41 90 139
46 46 55 29 79 88 96 61 111 42 91 140
47 47 54 30 80 87 97 62 112 43 92 141
48 48 53 31 81 86 98 63 113 44 93 142
49 49 52 32 82 85 99 64 114 45 94 143
50 50 51 33 83 84
История развития науки о материалах. Роль отечественных ученых и производственников в развитии материаловедения.
Какими свойствами обладают металлы и чем обусловлены эти свойства?
3. Опишите классификацию металлов и их применение в народном хозяйстве.
4.Опишите кристаллическое строение металлов. Приведите схематично основные типы кристаллических решеток, встречающихся у металлов и укажите какими параметрами они характеризуются.
5.Опишите несовершенства строения реальных кристаллов металлов (вакансии, дислокации, блоки) и их влияние на механические и технологические свойства металлов.
6.В чем проявляется сущность явления анизотропии свойств в кристаллах? Как можно получить и использовать анизотропию в металлах?
7. Опишите основные закономерности процесса кристаллизации металлов. Ответ поясните схемами.
8. Изложите условия получения мелкозернистой и крупнозернистой структуры при кристаллизации металлов.
9. Построить кривую охлаждения для чистого железа и на этом примере пояснить сущность аллотропических превращений металлов и их использование.
10. Описать термодинамические основы фазовых превращений в металлах.
11. Как происходит кристаллизация металла в изложнице? Схематично поясните строение слитка спокойной стали.
Какими физическими, химическими, механическими технологическими свойствами характеризуются металлы? Как можно изменять ряд этих свойств?
13. Какие требования предъявляются к железно-рудному сырью и топливу для современных доменных печей? Какие материалы отвечают этим требованиям и применяются для выплавки чугуна?
14. Изобразите схему доменной печи, опишите основные её части и работу.
15. Какие физико-химические процессы происходят в доменной печи при производстве чугуна? Представьте схематически профиль доменной печи, укажите основные ее части и изменение температуры по высоте печи.
16. Изложите ход доменного процесса выплавки чугуна, напишите происходящие при этом реакции.
Охарактеризуйте продукты доменного производства и применение их в народном хозяйстве.
Какими параметрами характеризуются доменные печи? Приведите основные технико-экономические показатели работы доменных печей.
19. В чем заключается сущность производства стали из чугуна? Какие существуют разновидности процессов получения стали? Дайте их сравнительную характеристику.
Изобразите схему устройства кислородного конвертора. Поясните физико-химические процессы, протекающие в конверторе. Укажите перспективы развития этого способа получения стали.
 Опишите схему технологического процесса выплавки стали в кислородном конверторе. Какие стали получают этим способом?
22. Изобразите схему мартеновской печи. Поясните физико-химические процессы, протекающие в основных мартеновских печах.
23. Опишите этапы процесса выплавки стали в сталеплавильных агрегатах.
24. Опишите разновидности мартеновского способа выплавки стали в зависимости от рода футеровки и состава шихты. Приведите примеры применения этих разновидностей.
25. Опишите схему технологии выплавки стали в основной мартеновской печи скрап-рудным процессом. Укажите перспективы развития мартеновского способа выплавки стали.
26. Опишите схему технологического процесса выплавки стали в основной дуговой электропечи. Приведите схему печи и укажите перспективы развития этого способа производства стали.
27. Опишите существующие способы раскисления стали при ее выплавке. Как классифицируются стали в зависимости от степени раскисления и как при этом изменяются их свойства? Приведите схему строения слитка кипящей стали.
28. Какие способы разливки стали после ее выплавки нашли широкое распространение в металлургии? Приведите их схемы и поясните сущность технологии разливки по каждой схеме.
29. Опишите сущности современных способов повышения качества стали: обработка синтетическим шлаком, вакуумирование; приведите схемы электрошлакового и вакуумно-дугового переплава стали. Область применения этих сталей.
30. Приведите схему, опишите процесс прямого восстановления железа из руд, его применение в нашей стране и перспективы развития.
31. Опишите схему технологии пирометаллургического способа производства рафинированной меди.
Опишите схему технологии получения рафинированного алюминия.
Поясните основы дислокационной теории пластической деформации.
Опишите процессы, происходящие в металле при упругой и пластической деформации.
Поясните основные механические свойства металлов и методы их определения.
36. Какие процессы происходят при холодной пластической деформации? Как при этом изменяются и за счет чего свойства металла?
37. Какие процессы происходят при горячей пластической деформации? Как при этом изменяются свойства металла и за счет чего?
38. Поясните сущность явления наклепа. Как при этом изменяются свойства металла и его структуры? Привести примеры использования этого явления.
39. Опишите сущность явлений возврата и рекристаллизации, условия их проведения и влияние на структуру и свойства металлов.
Поясните понятия: система, фаза, структура, компонент, сплав. Опишите процессы, происходящие при кристаллизации сплавов.
Опишите и поясните схематически строение кристаллических решеток твердого раствора замещения и внедрения. Приведите примеры твердых растворов.
42. Что собой представляет диаграмма состояния сплавов? Поясните термический метод построения диаграмм.
43. Изобразите диаграмму состояния сплавов медь-никель, постройте кривую охлаждения для сплава с 25% никеля и проанализируйте ее с применением правила фаз.
44. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы медь-никель, постройте кривую охлаждения для сплава с 10% никеля и приведите ее анализ.
45. 'Изобразите диаграмму состояния сплавов системы медь-никель. Определите состав и количественное соотношение фаз сплава с 30% никеля, при температуре 1200° С.
46. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы свинец - сурьма, постройте - кривую охлаждения сплава с 50% Pb и проанализируйте ее.
47. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы свинец - сурьма. Определите состав и количественное соотношение фаз сплава с 60% сурьмы при температуре 350° С.
48. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы алюминий-медь, постройте кривую охлаждения для сплава с 4% меди и проанализируйте ее с применением правила фаз.
49. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы алюминий - кремний, постройте кривую охлаждения для сплава с 8% кремния и проанализируйте ее с применением правила фаз.
50. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы алюминий - кремний, опишите ее. Определите состав и количественное соотношение фаз с 5% кремния при температуре 6000 С.
51. Изобразите диаграмму состояния сплавов, образующих устойчивые химические соединения и приведите анализ из по точкам, линиям и областям.
Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод и проведите анализ ее по основным точкам линиям, областям. Дайте определения основным структурным составляющим этой диаграммы.
Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод, укажите на ней структурные составляющие. Постройте кривую охлаждения для стали У8 и проанализируйте ее с применением правила фаз.
Изобразите диаграмму состояния сплавов' системы железо - углерод, укажите на ней структурные составляющие. Постройте кривую охлаждения для чугуна с содержанием 3% углерода и проанализируйте ее с применением правила фаз.
Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо—углерод. Укажите на ней наличие фаз, существующих при различных температурах, дайте им определения и укажите значение основных механических свойств.
Как классифицируются и маркируются углеродистые стали? Укажите влияние постоянных примесей на свойства стали.
Опишите влияние углерода и постоянных примесей на механические и технологические свойства стали.
58. Изобразите стабильную и метастабильную диаграммы железо — углерод. Укажите расположение стабильных фаз на диаграмме и особенности процесса графитизации.
Чем отличаются по свойствам и структуре серые, ковкие и высокопрочные чугуны? Приведите маркировку и область применения.
Опишите технологию получения высокопрочных чугунов, их структуру, маркировку, свойства, область применения.
Опишите технологию получения ферритной структуры ковкого чугуна, маркировку, свойства, область применения.
Как влияют на свойства стали, положение критических точек, прокаливаемость такие легирующие элементы как: никель, хром, вольфрам, ванадий, кобальт, кремний, марганец?.
Опишите маркировку легированной стали по ГОСТ. Приведите примеры применения конкретных марок легированной стали в машиностроении.
Приведите классификацию легированных по микроструктуре. Приведите примеры марок сталей согласно этой классификации и их применение в машиностроении.
65. Описать кинетику образования зерна аустенита при нагреве железоуглеродистых сплавов. «Наследственная» и действительная величина зерна стали.
Изобразите диаграмму изотермического превращения аустенита доэвтектоидной углеродистой стали. Опишите перлитное превращение аустенита.
Изобразите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтектоидной углеродистой стали. Опишите мартенситное превращение аустенита.
Опишите превращения аустенита при изотермической выдержке 700° С, 650° С, 550° С и при охлаждении до 20° С со скоростью выше критической в стали У8.
Опишите теоретическое и практическое значение днаграмм изотермического и анизотермического (термокинетического) превращения аустенита в сталях.
Приведите современную классификацию видов термической обработки. Поясните назначение каждого вида,
71. Опишите технологию термической обработки валика диаметром 15 мм, длиной 100 мм, изготовленного из стали 40, обеспечивающую максимальную износостойкость.
72. Опишите технологию термической обработки метчика М8, изготовленного из стали У10А.
73. Опишите технологию термической обработки закаленного пальца, изготовленного из стали 35, диаметром 30 мм, длиной 90 мм, для получения минимальной твердости.
74. Предложите и опишите технологию термической обработки вала диаметром 50 мм, длиной 200 мм, изготовленного из стали 45, для получения вязкой сердцевины.
75. Опишите технологию термической обработки зубила, изготовленного из стали У9А, диаметром 20 мм, длиной 200 мм.
76. Предложите марку углеродистой стали для изготовления винтовой цилиндрической пружины сжатия d=2 мм, D=25 мм, Н=60 мм. Опишите технологию ее термической обработки.
77. Опишите назначение и технологию полной закалки и низкотемпературного отпуска вала, изготовленного из стали 45.
Опишите технологии проведения полной, неполной и изотермической
закалки деталей, изготовленных из стали 40.
Какая получается структура и механические свойства после каждого вида закалки?
Опишите сущность, преимущества, недостатки и область применения различных производственных способов закалки стали.
Изложите теоретические основы отпуска, его разновидности, назначение и влияние на структуру и механические свойства закаленной стали.
Опишите основные виды дефектов, возникающих в результате закалки стали, причины их возникновения и способы предотвращения.
От чего зависит прокаливаемость сталей и как она определяется?
Изложите сущность обработки холодом закаленных деталей. Опишите процессы, происходящие при этом в стали, приведите примеры применения.
Опишите кратко технологию поверхностной закалки с нагревом токами высокой частоты шейки стального коленчатого вала. Укажите преимущества и недостатки этого способа, и область его применения.
Изложите сущность технологии высокотемпературной термомеханической обработки, процессов, происходящих при этом, укажите получаемую структуру и механические свойства стали.
Изложите сущность технологии низкотемпературной термомеханической обработки, процессов, происходящих при этом, укажите получаемую структуру и механические свойства стали.
Опишите кратко технологический процесс цементации деталей в твердом карбюризаторе и последующей термической обработки. Приведите примеры использования этого процесса для конкретных деталей.
Опишите кратко технологический процесс газовой цементации деталей и последующей термической обработки. Область применения.
Опишите кратко технологический процесс азотирования деталей и область его применения.
Опишите кратко технологический процесс жидкого цианирования деталей, его разновидности, последующую термическую обработку и область применения.
Опишите сущность, разновидности и область применения диффузионной металлизации.
Изложите особенности технологии термической обработки легированных сталей.
Опишите влияние структуры и легирующих элементов на механические свойства конструкционных сталей.
Изложите влияние различных видов термической обработки на свойства конструкционной стали.
Дайте характеристику сталям, применяемым для изготовления цементируемых деталей.
Дайте характеристику сталям, предназначенным для изготовления деталей, подвергаемых улучшению.
Укажите основные преимущества легированных инструментальных сталей по сравнению с углеродистыми. Приведите марки и состав стали для изготовления режущего, штампового и измерительного инструмента.
98. Охарактеризуйте свойства быстрорежущей стали Р18. Изобразите график режима термической обработки этой стали и дайте обоснование отдельным операциям этого процесса.
99. Опишите состав, строение, свойства и назначение нержавеющих сталей. Чем объясняются высокие антикоррозионные свойства нержавеющих сталей?
Изложите свойства, особенности структуры и сущность технологии изготовления металлокерамических твердых сплавов. Приведите классификацию, маркировку по ГОСТ и область применения этих сплавов.
Охарактеризуйте свойства, строение, приведите примеры применения жаропрочных и жаростойких сталей.
Охарактеризуйте свойства, структуру, приведите примеры применения сплавов с особыми тепловыми свойствами.
Охарактеризуйте свойства, структуру, приведите примеры применения износостойких сталей.
Охарактеризуйте свойства, марки, термическую обработку, структуру пружинных сталей.
Приведите современную классификацию и маркировку по ГОСТ латуней. Примеры применения этих сплавов в машиностроении.
Приведите современную классификацию и маркировку по ГОСТ бронз. Укажите, какой термической обработке они подвергаются и как при этом изменяются их свойства. Укажите область применения бронз.
Приведите современную классификацию и маркировку алюминиевых сплавов, приведите примеры применения этих сплавов в машиностроении.
Опишите технологию термической обработки деформируемых алюминиевых сплавов и их применение в машиностроении.
Опишите технологические и -механические свойства литейных алюминиевых сплавов, технологию термической обработки и применение в машиностроении.
110. Приведите современную классификацию и маркировку магниевых сплавов. Опишите их структуру и механические свойства. Приведите примеры применения.
111. Изложите требования, предъявляемые к подшипниковым сплавам. Укажите сплавы, отвечающие этим требованиям, опишите их структуру и свойства. Приведите примеры применения.
112. Опишите состав, свойства, технологию изготовления порошковых сплавов. Укажите область их 'применения.
Опишите классификацию, строение полимеров и пластических масс и их применение в современном машиностроении.
Опишите состав, строение и область применения термопластических пластмасс.
Опишите состав, строение и область применения термореактивных пластмасс.
Опишите технологический процесс изготовления деталей из термореактивных пластмасс методом прессования. Приведите схему процесса.
Приведите схему и опишите технологический процесс изготовления деталей из термопластов методом литья под давлением. Укажите область применения.
118. Приведите схему и опишите технологический процесс изготовления изделий из термопластов выдавливанием. Укажите область применения.
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ № 2 и № 3Технология конструкционных материалов№ Номера вопросов № Номера вопросов
01 119 218 219 318 317 51 215 265 313 162 210
02 120 217 220 318 316 52 216 266 314 163 209
03 121 216 221 317 315 53 217 267 315 164 208
04 122 215 222 316 314 54 218 268 316 165 207
05 123 214 223 315 313 55 219 269 317 166 206
06 124 213 224 314 312 56 220 270 318 167 205
07 125 212 225 313 311 57 221 271 119 168 204
08 126 211 226 312 310 58 222 272 120 169 203
09 127 210 227 311 309 59 223 273 121 170 202
10 128 209 228 310 308 60 224 273 122 171 201
11 129 208 229 309 307 61 225 274 123 172 200
12 130 207 230 308 306 62 226 275 124 173 199
13 131 206 231 307 305 63 227 276 125 174 198
14 132 205 232 306 304 64 228 277 126 175 197
15 133 204 234 305 303 65 229 278 127 176 196
16 134 203 235 304 302 66 230 279 128 177 195
17 135 202 236 303 301 67 231 280 129 178 194
18 136 201 237 302 300 68 232 281 130 179 193
19 137 200 238 301 299 69 234 282 131 180 192
20 138 199 239 300 298 70 235 283 132 181 191
21 139 198 240 299 297 71 236 284 133 182 190
22 140 197 241 298 296 72 237 285 134 183 189
23 141 196 242 297 295 73 238 286 135 184 188
24 142 195 243 296 294 74 239 287 136 185 187
25 143 194 244 295 293 75 240 288 137 186 180
26 144 193 245 294 292 76 241 289 138 187 185
27 145 192 246 293 291 77 242 290 139 188 184
28 146 191 247 292 290 78 243 291 140 189 183
29 147 190 248 291 289 79 244 292 141 190 182
30 148 189 249 290 288 80 245 293 142 191 181
31 149 188 250 289 287 81 246 294 143 192 180
32 150 187 251 288 286 82 247 295 144 193 179
33 151 186 252 287 285 83 248 296 145 194 178
34 152 185 253 286 284 84 249 297 146 194 177
35 153 184 254 285 283 85 250 298 147 195 176
36 154 183 255 284 282 86 251 299 148 196 175
37 155 182 256 283 281 87 252 300 149 197 174
38 156 181 257 282 280 88 253 301 150 198 173
39 157 180 258 281 279 89 254 302 151 199 172
40 158 179 259 280 278 90 255 303 152 200 171
41 159 178 260 279 277 91 256 304 153 201 170
42 160 177 261 278 276 92 257 305 154 202 169
43 161 176 262 277 275 93 258 306 155 203 168
44 162 175 263 276 274 94 259 307 156 204 167
45 163 174 264 275 273 95 260 308 157 205 166
46 164 173 265 274 272 96 261 309 158 206 165
47 165 172 266 273 271 97 262 310 159 207 164
48 166 171 267 272 270 98 263 311 160 208 163
49 167 170 268 271 269 99 264 312 161 209 162
50 168 169 269 270 265
2 и 3 контрольные работы выполняются в виде одной работы
Вопросы к контрольной работе №2Горячая обработка металлов119. Приведите схему литейного производства. Поясните значение литейного производства в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении. В чем состоит экономичность этого процесса?
120. Опишите основные литейные свойства Сплавов и пути получения отливок деталей без дефектов.
121. Приведите характеристику элементов модельного комплекта предназначенного для изготовления формы из песчано-глинистых смесей.
122. Опишите состав, назначение, приготовление формовочных и стержневых материалов, Охарактеризуйте элементы литниковой системы, их назначение, разновидности, применение.
123. Для получения отливки детали (рис. 1) из серого чугуна СЧ15 требуется изготовить литейную форму.
124. Для получения отливки деталей (рис. 2) из латуни ЛЦ38Мц2С2 требуется изготовить литейную форму.
125. Для получения отливки детали (рис. 3) из силумина АЛ9 требуется изготовить литейную форму.
126. Для получения отливки детали (рис. 4) из бронзы БрАОЖЗСЛ требуется изготовить литейную форму.
127. Для получения отливки детали (рис. 5) из ковкого чугуна КЧ35—10 требуется изготовить литейную форму.
128. Для получения отливки детали (рис. 6) из серого чугуна СЧ18 требуется изготовить литейную форму.
129. Для получения отливки детали (рис.7) из высокопрочного чугуна ВЧ50 требуется изготовить литейную форму.
130. Для получения отливки детали (рис. 8) из серого чугуна СЧЗО требуется изготовить литейную форму.
131. Для получения отливки детали (рис. 9) из бронзы БрА9Мц2Л требуется изготовить литейную форму.
132. Для получения отливки детали (рис. 10) из стали 35Л требуется изготовить литейную форму.
Изложите различные виды машинной формовки. Укажите преимущества и недостатки, и область применения каждого вида формовки.
Опишите последовательность операций изготовления оболочковой литейной формы конкретной детали простейшей конфигурации. Преимущества и недостатки этого способа, и область его применения. Ответ поясните схемами.
135. Представьте эскизы отливки с указанием припусков на механическую обработку, модели и стержня. Изобразите собранную форму в разрезе и укажите основные ее элементы (Приложение, рис. 11).
136. Опишите последовательность операций изготовления литейной формы по выплавляемым моделям конкретной детали. Преимущества, недостатки и область применения этого способа. Ответ поясните схемами.
137. Опишите технологию получения отливки детали в металлической форме. Разновидности, преимущества, недостатки и область применения этого способа. Ответ поясните схемами.
138. Опишите технологию получения отливки детали под давлением. Разновидности, преимущества, недостатки и область применения. Ответ поясните схемами.
Изобразите схемы машин для центробежного литья с вертикальной и горизонтальной осями вращения. Опишите работу этих машин и область их применения. Определите число оборотов кокиля машины с горизонтальной осью вращения при отливке трубы из серого чугуна, наружный диаметр которой равен 160 мм, а внутренний 150 мм.
140. Опишите устройство печей, в которых получают литейные сплавы необходимого состава и качестве для производства отливок различными способами из серого, ковкого, высокопрочного чугунов, стали, алюминиевых и медных сплавов. Ответ поясните схемами.
141. Опишите особенности технологии изготовления отливок из серого и высокопрочного чугуна. Поясните способы получения различных структур и механические свойства отливок из этих чугунов. Укажите область применения,
142. Опишите особенности технологии изготовления отливок из ковкого чугуна, получения различных структур и механические свойства отливок. Укажите область их применения.
143. Опишите особенности технологии изготовления стальных отливок. Укажите область их применения.
144. Опишите особенности технологии изготовления отливок деталей из силуминов. Укажите область и применения.
145. Опишите особенности технологии изготовления отливок деталей из медных сплавов. Укажите область их применения.
146. Опишите физико-механическую сущность обработки металлов давлением. Поясните значение обработки металлов давлением для сельскохозяйственного машиностроения'' и ремонтного производства.
Какие происходят процессы, как изменяются структура, физические и механические свойства литого металла в результате его горячен обработки давлением?
Какие происходят процессы, как изменяются структура физические и механические свойства металлов при холодной обработке давлением?
Как изменяются эксплуатационные характеристики стальных деталей после поверхностной обработки их дробью, шариками и т. п.?
Какие процессы происходят в металле при его горячей обработке давлением? Что такое критическая степень деформации и каково ее значение для большинства металлов?
Опишите характер изменений структуры и механических свойств металла в результате его горячей обработки давлением. На примере штампованного стального коленчатого вала поясните явление волокнистости и его использование.
Опишите явления, происходящие в металле при его нагреве. Какие дефекты возникают или могут возникнуть в стальной заготовке при ее нагреве перед горячей обработкой давлением? Меры, предупреждающие их возникновение, их устранение.
Какие нагревательные устройства применяются для нагрева металла при различных видах горячей обработки? Опишите преимущества и недостатки каждого и область применения.
Начертите схему устройства методической нагревательной печи и опишите ее работу. Как определяется продолжительность нагрева поковок?
На диаграмме состояния сплавов железо-углерод изобразите температурный интервал горячей обработки давлением углеродистых сталей и поясните, какие факторы влияют на выбор температур начала и конца обработки.
На диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов изобразите температурный интервал горячей обработки давлением для сталей. Определите температуры начала и конца свободной ковки заготовки из стали 20. Поясните выбор температур.
На диаграмме состояния сплавов Fе—FелС изобразите температурный интервал горячей обработки давлением для сталей. Определите температуры начала и конца свободной ковки заготовки из стали У12 Поясните выбор температур.
На диаграмме состояния сплавов Fе—FелС укажите температурный интервал горячей обработки давлением для сталей. Определите температуру начала и конца свободной ковки заготовки из стали 40. Обоснуйте выбор температур.
На диаграмме состояния сплавов системы Fе—Fе3С укажите температурный интервал горячей обработки давлением. Определите температуру начала и конца свободной ковки заготовки из стали У8. Обоснуйте выбор температур.
Какие факторы влияют на продолжительность нагрева заготовок в камерной нагревательной печи? Рассчитайте продолжительность нагрева заготовок из стали Ст. 3 диаметром 60 мм под свободную ковку. Заготовки расположены в один ряд на расстоянии полдиаметра друг от друга.
Рассчитайте продолжительность нагрева заготовок из стали 20 диаметром 100 мм, соприкасающихся в одном ряду на поду камерной нагревательной печи перед штамповкой. Поясните факторы, влияющие па продолжительность нагрева заготовок.
162. Изложите сущность, преимущества и недостатки индукционного и контактного электронагрева заготовок перед горячей обработкой давлением но сравнению с нагревом в камерных нагревательных печах. Приведите схемы
163. Опишите сущность и разновидности прокатного производства деформации при продольной прокатке.
На диаграмме состояния сплавов Fе—Fе3С укажите температурный интервал горячей обработки давлением для сталей. Определите температуру начала и конца свободной ковки заготовки из стали 40. Обоснуйте выбор температур.
На диаграмме состояния сплавов системы Fе—Fе3С укажите температурный интервал горячей обработки давлением. Определите температуру начала и конца свободной ковки заготовки из стали У8. Обоснуйте выбор температур.
Какие факторы влияют на продолжительность нагрева заготовок в камерной нагревательной печи? Рассчитайте продолжительность нагрева заготовок из стали Ст. 3 диаметром 60 мм под свободную ковку. Заготовки расположены в один ряд на расстоянии полдиаметра друг от друга.
Рассчитайте продолжительность нагрева заготовок из стали 20 диаметром 100 мм, соприкасающихся в одном ряду на поду камерной нагревательной печи перед штамповкой. Поясните факторы, влияющие па продолжительность нагрева заготовок.
168. Изложите сущность, преимущества и недостатки индукционного и контактного электронагрева заготовок перед горячей обработкой давлением но сравнению с нагревом в камерных нагревательных печах. Приведите схемы
169. Опишите сущность и разновидности прокатного производства. Приведите схему сил в очаге деформации при продольной прокатке Подсчитайте угол захвата при прокатке в гладких валках диаметром 800 мм Исходная высота заготовки 170 мм, после прокатки — 140 мм.
170. Опишите сортамент проката. Ответ поясните эскизами. Приведите примеры применения проката при изготовлении деталей тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин. В чем состоит эффективность применения проката в народном хозяйстве?
171. Приведите схему прокатного стана, опишите его работу, опишите классификацию прокатных станов по устройству, назначению п взаимному расположению рабочих клетей.
Опишите технологический процесс производства листового проката. Укажите исходный материал, применяемое оборудование, схему процесса, применение листового проката.
Опишите технологический процесс прокатки сварных труб. Укажите исходный материал, оборудование, схему процесса и применение сварных труб в народном хозяйстве.
Опишите технологический процесс прокатки бесшовных труб. Укажите исходный материал, оборудование, схему процесса и применение бесшовных труб в народном хозяйстве.
Опишите кратко инструмент и оборудование, применяемые при прокатке. Ответ поясните схемами.
Опишите технологический процесс свободной ковки конкретной поковки. Укажите исходный материал, оборудование, инструмент и область применения. Ответ поясните схемами
Опишите основные операции свободной ковки и используемый при этом инструмент. Укажите применение свободной ковки в машиностроении и ремонте сельскохозяйственных машин. Ответ поясните схемами.
178. Изобразите схему, поясните устройство и работу пневматического ковочного молота, опишите область его применения.
179. Опишите последовательность разработки технологического процесса свободной ковки. Ответ поясните схемами.
180. Опишите технологические особенности свободной ковки высоколегированных сталей, цветных металлов и их сплавов. Какие требования предъявляются к конфигурации поковок?
На примере ступенчатого стального вала опишите методику расчета массы исходной заготовки.
182. Опишите сущность технологии горячей объемной штамповки, ее преимущества, недостатки по сравнению со свободной ковкой и область применения
183. Опишите разновидности горячей объемной штамповки, применяемое при этом оборудование и инструмент. Ответ поясните схемами
Приведите схему многоручьевого штампа и опишите технологию горячей объемной штамповки в нем. Поясните расчет размеров исходной заготовки для объемной штамповки.
Опишите сущность, разновидности процесса холодной объемной штамповки и ее область применения с конкретными примерами
Опишите сущность процесса листовой штамповки, се преимущества, оборудование, инструмент и область применения
Опишите основные операции листовой штамповки, применяемое оборудование, инструмент и область применения. слоем флюса, ее преимущества, недостатки в область применения.
188. Приведите наиболее распространенные марки сварочных флюсов, применимых при автоматической сварке, их состав, назначение и область применения
189. Опишите сущность процесса сварки под слоем флюса, его разновидности, применение. Ответ поясните схемой.
Приведите строение сварного соединения, полученного сваркой под слоем флюса. Опишите ход металлургических процессов, происходящих при сварке под слоем флюса.
Опишите сущность технологии дуговой сварки в среде защитных газов, ее разновидности и область применения.
Опишите сущность технологии дуговой сварки в углекислом газе, применяемые материалы, преимущества, недостатки и область применения.
Опишите сущность технологии дуговой сварки в аргоне, применяемые материалы, преимущества, недостатки и область применения.
Опишите сущность технологии аргонодуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом, оборудование и область применения.
Опишите технологию сварки в углекислом газе, оборудование, материалы и область применения.
Опишите технологию плазменной сварки, ее разновидности, оборудование, материалы и область применения. Ответ поясните схемами.
Опишите технологию электрошлаковой сварки, ее преимущества, недостатки, применяемое оборудование и область применения. Ответ поясните схемой процесса.
Опишите технологию электронно-лучевой сварки, ее преимущества, недостатки и область применения. Ответ поясните схемой процесса
Опишите сущность технологии ультразвуковой сварки, преимущества, недостатки и область применения. Ответ поясните схемой процесса.
Опишите сущность технологии сварки трением, ее преимущества, недостатки, область применения, Ответ поясните схемой процесса.
201. Опишите сущность технологии диффузионной сварки, ее преимущества, область применения. Ответ поясните схемой процесса.
202. Опишите сущность, разновидности контактной сварки, и ее применение в машиностроении Ответ поясните схемой процесса.
  203. Опишите технологию стыковой сварки, ее достоинства, недостатки, оборудование, область применения. Ответ поясните схемой процесса.
204. Опишите технологию точечной сварки, ее достоинства, недостатки, оборудование, область применения, Ответ поясните схемой процесса.
205. Опишите технологию шовной сварки, ее достоинства, недостатки, оборудование и область применения. Ответ поясните схемой процесса.
206. Опишите технологию сварки аккумулированной энергией, достоинства, недостатки оборудование, область применения. Ответ поясните схемой процесса.
207. Какое оборудование применяется для контактной сварки? Приведите схемы, дайте ему характеристику, опишите работу и область применения.
208. Какое оборудование применяется для газовой сварки? Приведите схемы, дайте краткую характеристику, опишите устройство и назначение.
209. Укажите, какие газы, присадочные материалы и флюсы применяются для газовой сварки.
Приведите разновидности ацетиленовых генераторов, используемых в сварочном производстве. Дайте схему одного из них, опишите его устройство и работу.
Опишите устройство газовых баллонов для хранения и транспортировки кислорода и ацетилена. Приведите схему устройства и работу редуктора для кислорода и ацетилена.
Приведите схемы инжекторной и без инжекторной сварочных горелок, поясните их работу и применение.
Опишите образование газосварочного пламени. Приведите схему строения ацетилено-кислородного пламени и поясните ее. При сварке, каких материалов и почему применяют нормальное, окислительное и науглероживающее пламя горелки?
214. Опишите технологию газовой сварки, основные ее способы и область применения. Ответ поясните схемами.
215. Дайте характеристику оборудования, аппаратуры для газокислородной резки металлов. Кратко опишите технологию и область применения газокислородной резки металлов. Ответ поясните схемами.
Дайте краткую характеристику процессов наплавки, используемых при восстановлении деталей машин при их ремонте.
Опишите сущность технологии пайки металлов, ее разновидности и область применения.
Опишите особенности технологии сварки углеродистых, легированных и высоколегированных сталей.
Опишите особенности технологии и разновидности процессов сварки чугуна
Опишите способы контроля сварных и паяных соединений.
Обработка конструкционных материалов резанием
Приведите схемы основных видов обработки металлов резанием (точения, сверления, строгания, фрезерования, шлифования). Обозначьте элементы режима резания (V, S, t) и дайте им определение для каждого вида обработки.
На схемах точения сверления, строгания, фрезерования, шлифования покажите обрабатываемую, обработанную поверхность и поверхность резания.
На эскизе токарного резца покажите главные углы (у, в. а), дайте нм определение, укажите их примерные числовые значения.
224. Опишите кратко материалы для изготовления металлорежущих инструментов: углеродистые, легированные быстрорежущие стали, металлокерамические твердые сплавы, минеральная керамика, алмаз, гексанит-р, эльбир-р (основные марки, химический состав, область применения).
Опишите требования к металлорежущему инструменту (механическая прочность, износостойкость, твердость, теплостойкость, минимальная склонность к слипанию).
Приведите эскизы видов стружек (сливная, скалывания, надлома). При каких условиях получается каждый вид стружки?
Напишите уравнение теплового баланса процесса резания и поясните его. Как распределяется тепло между стружкой, заготовкой, резцом и окружающей средой?
Опишите виды износа инструмента: абразивный, адгезионный, окислительный, электродиффузионный.
Приведите эскизы износа инструментов (резца, сверла, зуба фрезы). Какие факторы и как влияют на интенсивность изнашивания инструментов?
Приведите схемы способов подвода в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости и лайте краткую характеристику каждого способа.
Опишите критерии оценки шероховатости обработанной поверхности по ГОСТ 25142—82.
Что понимается под шероховатостью поверхности (ГОСТ 25142—82)? Приведите и поясните графические зависимости шероховатости поверхности от элементов режима резания (V, S, t).
Опишите, какие факторы и как влияют на силу резания при точении. Приведите графические зависимости.
Опишите порядок расчета мощности и крутящего момента резания при точении,
Дайте понятие стойкости инструмента. Опишите, какие факторы и как влияют на стойкость инструмента. Приведите графические зависимости.
Дайте понятие скорости резания. Опишите, какие факторы и как влияют на скорость резания, приведите графические зависимости.
Приведите формулу для расчета скорости резания при точении. Опишите, как будет меняться скорость резания при изменении подачи, глубины резания, стойкости инструмента.
Опишите кратко пути увеличения производительности работы при токарной обработке (точении).
Дайте понятие основному времени. Приведите формулу для его расчета при точении и поясните ее, приведя схему продольного.
Дайте понятие штучного времени. Из каких элементов оно состоит? Как можно уменьшить штучное время?
Дайте определение понятиям: передаточное отношение. передача. Приведите схемы основных передач, применяемых в станках, и напишите, чему равны их передаточные отношении.
Что такое привод станка? Каковы преимущества привода с бесступенчатым регулированием частоты вращения по сравнению с приводом, имеющим ступенчатое регулирование? Приведите схемы этих приводов станков и поясните их работу.
Нарисуйте кинематическую схему главного движения токарно-винторезного станка модели 1К62 и определите по ней минимальную частоту вращения шпинделя.
Опишите закон построения ряда частот вращения шпинделя станка и ряда подач.
Нарисуйте кинематическую схему главного движения вертикально-сверлильного стайка и по ней подсчитайте максимальную частоту вращения сверла.
246. Нарисуйте кинематическую схему главного движения широкоуниверсального фрезерного станка. Определите по ней максимальную частоту вращения шпинделя.
247. На схеме строгания заготовки покажите скорость резания, глубину резания, подачу и дайте им определение. Приведите схему строгального резца и покажите на ней главные углы (у, в, а).
248. Нарисуйте гидрокинематическую схему поперечно- строгального станка и кратко опишите работу гидропривода при рабочем ходе (строгании заготовки).
Назначение и область применения обработки заготовок протяжками. Укажите достигаемую точность обработки и шероховатость поверхности. На схеме протяжки укажите ее составные части, и на схеме зуба протяжки — его главные углы. Дайте им определение.
Нарисуйте и поясните схемы двух методов нарезания зубчатых колес — копирования и огибания (обкатки).
Дайте эскиз цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями и обозначьте главные углы зуба фрезы. Укажите преимущества цилиндрических фрез с винтовыми (спиральными) зубьями.
Опишите кратко основные типы шлифовальных станков, указав схематически обработку поверхностей заготовок на этих станках. Какая точность обработки и шероховатость поверхности достигается при обработке заготовок на шлифовальных станках? Что такое зернистость шлифовального круга, как обозначается зернистость шлифовальных кругов согласно ГОСТ? Как следует выбирать круги по зернистости?
Нарисуйте схему бесцентрового шлифования и объясните по ней, как осуществляется продольная подача заготовки на станке. Какие круги (твердые или мягкие) применяются при шлифовании закаленной стали, меди и почему?
Кратко опишите устройство и работу круглошлифовального станка. Дайте пример маркировки шлифовального круга, объяснив значение букв и цифр в этой маркировке.
Приведите схемы способов шлифования деталей на круглошлифовальном станке с указанием характера движения обрабатываемой детали, шлифовального круга. Укажите на схемах скорости резания и подачи, дайте
их размерности.
Перечислите виды отделочных операций при обработке металлов резанием, укажите их назначение и оборудование, применяемое для выполнения этих операций. Дайте характеристику шероховатости и точности обработанной поверхности при хонинговании.
Укажите назначение и область применения токарно- револьверных станков, перечислите достоинства этих станков по сравнению с токарно-винторезными. Изобразите схематически обработку какой-либо заготовки на токарно-револьверном станке с использованием в револьверной головке 5—6 инструментов.
Вычертите кинематическую схему главного движения вертикально-сверлильного станка. Определите по ней минимальную частоту вращения шпинделя. Инструмент, применяемый при сверлении и зенкеровании.
Кратко опишите устройство и работу радиально-сверлильного станка. По кинематической схеме главного движения станка (ее следует вычертить) подсчитайте максимальную частоту вращения шпинделя,
Опишите сущность высокопроизводительной обработки металлов на токарных станках (скоростное и силовое резание). Дайте эскизы применяемых резцов при этих видах обработки, указав их особенности.
261. Определите эффективную мощность при продольном наружном точении конструкционной стали о„=75 кгс/мм2 при подаче 5=0,21 мм/об, глубине резания 1 = 2.7 мм. Точение ведется резцом, оснащенным пластинкой твердого сплава Т15К6; стойкость резца Т=90 мин.
262. Определите силу Рг при наружном продольном точении стали ов=75 кгс/мм2, при глубине резания t = 3 мм и подаче S=0.18 мм/об; обработка ведется со скоростью 200 м/мин. Найдите эффективную мощность для выполнения указанного точения.
263. Требуется нарезать на горизонтально-фрезерном станке, имеющем делительную головку с характеристикой N = 40, цилиндрическое зубчатое колесо с прямыми зубьями и числом зубьев 2=19. Изобразите кинематическую схему делительной головки с установленной на ней заготовкой, а на шпинделе станка — фрезой. Укажите тип фрезы и опишите методику нарезания зубьев колеса.
264. Определите необходимую мощность электродвигателя токарного станка при следующих условиях обработки заготовки из конструкционной стали: глубина резания t=3 мм, подача S=1,1 мм/об, диаметр заготовки до обточки D= 200 мм, частота вращения шпинделя — 120 мин-1. к. п. д. станка n=0,80. Приведите схему обработки с обозначением на ней элементов режима резания (V, S, t), величин, используемых в задаче.
265. Определите основное время при фрезеровании в два прохода плоскости длиной l = 400 мм цилиндрической фрезой диаметром 90 мм с подачей S=10,3 мм/мин, глубиной резания t=4 мм и частотой вращения фрезы n= 25 мин-1 Приведите схему обработки с обозначением величин, используемых в задаче.
266. Определите составляющие силы резании Рz, Рх и Ру при обработке валика из конструкционной стали на токарном станке, с глубиной резания t=3 мм. подачей S = 0,3 мм/об, со скоростью резания V=200 м/мин. Определите мощность электродвигателя для данной обработки, приняв КПД станка n=0,80. Нарисуйте и поясните схему разложения Р на Рz. Рx, Ру.
267. Требуется нарезать на универсально-фрезерном станке с помощью делительной головки цилиндрическое зубчатое колесо с прямыми зубьями и числом зубьев 2=38. Характеристика головки N=40. Нарисуйте кинематическую схему делительной головки, кратко опишите ее настройку.
268. Определите (дав расчет) достаточна ли мощность электродвигателя 8 кВт для продольного точения заготовки с диаметром до обработки 50 мм. если обточка будет производиться со скоростью резания 120 м/мин, а вертикальная составляющая силы резания Рт раина 280 кг; к. п. д. станка равен 0,80.
269. Приведите схему разложения силы резания Р при точении на составляющие Рz, Рx и Рy. Определите величину этих составляющих при обточке валика из конструкционной стали марки 45 при глубине резания t=3 мм и подаче S = 0,4 мм/об.
270. Определите скорость резания для сверла из стали Р18 и основное время при сверлении чугуна твердостью 200 HВ, если заданная стойкость сверла 7=30 мин. Диаметр сверла 16 мм, подача S=0,33 мм/об. Длина сверления сплошной заготовки 30 мм. Приведите схему обработки.
271. Определите основное время при фрезеровании плиты длиной 200 мм цилиндрической фрезой с подачей на оборот фрезы S0=0,4 мм. Частота вращения фрезы n = 50 мин Диаметр фрезы Dф=100 мм. глубина резания t=20 мм. Приведите схему фрезерования.
272. Определите скорость резания и основное время при токарной обработке за один рабочий ход гладкого стального (oв=75 кгс/мм) валика диаметром 50 мм и длиной 300 мм. Условия обработки: глубина резания 1 = 2 мм, подача 5= =0,2 мм/об. Главный угол в плане резца ф = 45°. Приведите схему обработки.
273. Определите скорость резания и основное время при точении за один рабочий ход гладкого стального вала длиной 400 мм и диаметром 50 мм с пределом прочности qв= 60 кгс/мм2. резцом с пластинкой твердого сплава. Условия: глубина резания t = 3 мм, подача S = 0,3 мм/об. главный угол в плане резца ф=45°. Приведите схему обработки.
274. Определите скорость резания и основное время при точении гладкого валика диаметром 100 мм и длиной 500 мм из стали 40X (о„ = 75 кг/мм*). Обработка производится за один рабочий ход (i=1) резцом с пластинкой твердого сплава Т15К6. Глубина резания t = 2 мм и подача S = 0,4 мм/об, главный угол в плане резца ф=45°. Приведите схему обработки.
275. Определите силу резания, скорость резания и эффективную мощность резания, затрачиваемую при точении стали, имеющей предел прочности 60 кг/мм2. Условия: глубина резания t=4 мм, подача 5=0,7 мм/об, резец— Т15К6, сечение державки 16X25.
276. Определите скорость резания и основное время при сверлении сквозного отверстия глубиной 70 мм в чугунной заготовке. Диаметр сверла равен 20 мм, подача 5=0,2 мм/об. Твердость чугуна 200 А/й; стойкость сверла Т=30 мин. Приведите схему сверлении.
277. Определите скорость резания и основное время при фрезеровании плиты длиной 300 мм цилиндрической прямозубой фрезой с подачей на 1 зуб Sz=0.05 мм. Частота вращения фрезы n=100 мин-1. Диаметр фрезы 100 мм, глубина резания t=5 мм. Число зубьев фрезы z = 10. Приведите схему фрезерования.
278. Определите скорость резания и основное время при сверлении сквозного отверстия глубиной 100 мм в чугунной заготовке. Диаметр сверла равен 20 мм, подача S=0,3мм/об, твердость чугуна 200 НВ, стойкость сверла Т=30 мин. Приведите схему сверления.
279. На эскизе токарного резца покажите углы в плане, дайте им определения.
280. На эскизе сверла покажите главные углы, дайте им определение, укажите их примерные числовые значения.
На эскизе прямозубой фрезы покажите главные углы зуба фрезы (а, в, у), дайте им определение, укажите их примерные числовые значения
На эскизе протяжки покажите главные углы зуба протяжки (а, в, у), нарисовав зуб протяжки в увеличенном виде; дайте им определения, укажите их примерные числовые значения.
Опишите явление наклепа при резании пластичных металлов. На схеме строгания заготовки покажите зону наклепа. Как влияет поверхностно-пластическое деформирование (ППД) детали на ее износостойкость?
Опишите колебания при резании металлов (вынужденные и автоколебания). Как влияют колебания на износ инструмента, станка, шероховатость поверхности, точность обработки. Как уменьшить колебания?
Что понимается под стойкостью инструмента? Ее зависимость от скорости резания, влияние на точность обработки. Способы повышения стойкости
286. Дайте понятие основному времени при сверлении. Приведите формулу для его расчета и поясните ее, приведя схему сверления сплошной заготовки.
287. Дайте понятие основному времени при фрезеровании. Приведите формулу для его расчета и поясните ее, приведя схему фрезерования заготовки.
288. Дайте понятие основному времени при шлифовании. Приведите формулу для его расчета при шлифовании наружной цилиндрической поверхности, приведя схему шлифования заготовки.
289. Как определить элементы режима резания: скорость резания V, подачу S и глубину резания t при точении? Покажите элементы на схеме точения заготовки.
290. Как определить элементы режима резания: скорость резания V. подачу S и глубину резания t при сверлении сплошной заготовки? Покажите элементы на схеме сверления заготовки.
291. Как определить элементы режима резания; скорость резания V, минутную подачу S и глубину резания t при фрезеровании? Покажите элементы на схеме фрезерования заготовки.
Нарисуйте принципиальную схему и изложите сущность электромеханической обработки.
Роль русских, советских ученых и новаторов производства в развитии учения о резании металлов.
Значение обработки резанием в практике инженера-механика (особенно инженера -ремонтника) сельскохозяйственного производства.
Изложите кратко основные операции слесарной обработки, применяемые инструменты и приспособления. Приведите схемы операций.
Опишите явление наростообразования при резании пластичных металлов. Как влияет образование нароста на процесс резания?
Изложите 2—3 метода определения температуры в зоне резания.
Приведите и поясните графические зависимости температуры в зоне резания от элементов режима резания (V, S, t).
Изложите методы определения шероховатости поверхности.
Нарисуйте схему разложения силы Р на Рz, Рx, Рy при точении и поясните ее. Напишите и поясните формулу для расчета Рz.
Приведите и поясните графические зависимости влияния элементов режима резания (V, S, t) при точении на силу резания.
Напишите и поясните формулу для определения скорости резания при точении. Для чего необходимо рассчитывать скорость резания?
Изложите пути повышения производительности труда при точении.
Изложите критерии оценки обрабатываемости резанием различных материалов.
Изложите методику расчета мощности в зоне резания и крутящего момента при точении.
Опишите классификации станков: ЭНИМСа, по универсальности, по точности обработки.
307. Нарисуйте принципиальную схему и изложите сущность электроискровой обработки. Укажите область применения, производительность и точность обработки.
Приведите принципиальную схему и изложите сущность анодно-механической обработки. Укажите область применения, производительность и точность обработки.
Нарисуйте принципиальную схему и опишите сущность ультразвуковой обработки. Укажите область применения, производительность и точность обработки.
Нарисуйте принципиальные схемы и изложите сущность обработки материалов лазером, электронным лучом. Укажите область применения.
Изложите сущность обработки деталей пластическим деформированием. Укажите область применения. Нарисуйте и поясните схему обработки поверхности детали типа «вал» шариками, указав получаемые точность обработки и шероховатость поверхности.
Изложите сущность обработки деталей пластическим деформированием. Область применения. Нарисуйте и поясните схему обработки поверхности отверстия роликами, указав получаемые точность обработки и шероховатость поверхности.
Опишите сущность выглаживания, как метода обработки деталей пластическим деформированием. Нарисуйте и поясните схему выглаживания поверхности детали типа «вал», указав получаемые точность обработки и шероховатость поверхности.
314. Опишите систему технических уходов и ремонтов (систему ППР) станков.
Нарисуйте и поясните 3—4 схемы проверки токарно-винторезного станка на точность.
Дайте понятия производственного и технологического процессов, операции, перехода, установка.
Приведите понятия промежуточного и общего припуска на обработку, показав их на схеме. Что следует учитывать при назначении припусков?
Опишите исходные данные, необходимые для проектирования технологического процесса механической обработки детали.
ПРИЛОЖЕНИЕ(При изготовлении литейной формы размерами можно пренебречь)

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

Приложенные файлы

  • docx 8961187
    Размер файла: 527 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий