Раздел 3. неметаллические конструкционные

МАТЕРИАЛЫ

Тема 3.1. Пластмассы и способы получения из них деталей

Программа

Определение понятия - пластические массы. Значение пластмасс в промышленности. Перспективы развития производства и применение пластмасс.

Способы получения деталей из пластмасс. Виды пластмасс, состав, свойства, применение, способы изготовления.

Методические указания

Неметаллические материалы получили большое применение благодаря малому удельному весу, антикоррозийности, простоте обработки и дешевизне. Производство пластмасс основано на использовании дешевого природного сырья.

Литьё пластмасс производится аналогично литью металлов - литьё под давлением. Для этого метода применяются литьевые автоматы, полуавтоматы.

Обработка давлением пластмасс производится путём обычного прессования, литьевого прессования, штамповкой.

Тема 3.2. Резиновые и деревянные материалы

Программа

Состав, классификация резин, свойства, применение. Древесные лакокрасочные материалы.

Литература

[1, с.450-461, 462-480, 484-488], [2, с. 165-170].

Методические указания

Резину получают путём химической обработки каучуков. Основные процессы получения резиновых изделий - приготовление резиновой смеси, приготовление полуфабрикатов из сырой резины, вулканизация, отделка изделий. В состав резиновых смесей для улучшения физико-химических свойств каучука вводят различные добавки: вулканизирующие вещества, наполнители, противостарители. Сырая резина представляет собой однородную пластичную массу, которой легко придать нужную форму.

Достоинства древесины как конструкционного материала является малый удельный вес, достаточно высокая механическая прочность, низкий коэффициент трения, хорошее сопротивление ударным и вибрационным нагрузкам, малая теплопроводность.

Вопросы для самоконтроля:

1 .Какие материалы называются пластмассами?

2.Перечислите основные общие свойства пластмасс.

З.В чём трудности при обработке пластмасс резанием?

РАЗДЕЛ 4. ПРОГРЕССИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В

МАШИНОСТРОЕНИИ

ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ

Тема 4.1. Композиционные материалы

Программа

Виды, состав, свойства, применение, перспективы. Литература [1, с.456-461], [2, с. 164-165].

Тема 4.2. Аморфные металлы

Программа

Аморфные металлы. Виды состав, свойства, применение, перспективы использования.

Тема 4.3. Порошковая металлургия

Программа

Исходные материалы, методы получения металлических порошков. Литература [1, с.450-461], [2, с. 133-141].

РАЗДЕЛ 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Тема 5.1,5.2,5.3. Общие положения. Изготовление отливок в разовых формах. Специальные виды литья.

Программа

Сущность литейного производства, технико-экономические показатели, перспективы развития.

Изготовление отливок в разных песчано-глинистых литейных формах. Техпроцесс изготовления. Модельный комплект, формовочные и стержневые смеси, литниковые системы.

Основы конструирования литых заготовок, исполнение чертежа отливки, технико-экономическое обоснование выбора заготовок.

Изготовление формы и стержней. Способы формовки, методы изготовления стержней, литейные свойства сплавов. Техпроцесс литья, Т.О., дефекты.

Специальные виды литья. Литьё в оболочковые формы, по выплавляемым моделям - сущность, этапы, применение, технико-экономические показатели.

Литьё в кокиль, центробежное под давлением, прогрессивные методы.

Литература [1, с.185-195, 198-221, 221-232, 234-261, 287-297, 223-224, 263-279], [2, с. 221-225].

Методические указания

Широко применяется литьё в металлические формы, которые называются кокилем. Стойкость кокилей зависит от сплава, конфигурации и размеров отливки, а также от качества металлической формы. Трудоемкость изготовления 1 т годного литья уменьшается в 2-3 раза, себестоимость литья снижается на 15-25%, снижается брак литья. Металлические формы применяют для изготовления отливки из различных сплавов (чугуна, стали, бронзы, силуминов и других), наибольший экономический эффект кокильное литье дает для мелких отливок из легких сплавов, так как'форма выдерживает десятки тысяч заливок.

Литье под давлением является высокопроизводительным методом получения мелких отливок из цветных металлов и сплавов. Для каких сплавов применяются компрессорные машины, прессовые машины с горячей и холодной камерой сжатия. Для получения высококачественных отливок, особенно из алюминиевых сплавов, получаемых литьем под давлением, применяют вакуум - установки; удаление воздуха из полости пресс - формы производится перед заливкой металла вакуум -аккумулятором.

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите элементы литейной формы.

2. Из чего состоит модельный комплект?

3. .Из каких материалов изготавливают модели?

4. Перечислите основные требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям.

5. Что представляет собой литниковая система? Из каких элементов она состоит?

6. Что собой представляет кокиль? Из какого материала он изготавливается?

7. Укажите достоинства и недостатки кокильного литья.

8. Какие машины применяются для центробежного литья?

9. Укажите достоинства способа получения отливок в оболочковых формах?

РАЗДЕЛ 6. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Тема 6.1,6.2,6.3,6.4,6.5,6.6,6.7. Основы теории обработки металлов давлением. Нагрев металла перед ОМД. Прокатка. Прессование и волочение. Ковка. Горячая объемная штамповка. Холодная штамповка.

Программа

Основы теории обработки давлением. Нагрев металла перед обработкой металлов давлением. Прокатка: сущность, виды, прокатные станы, сортамент проката по ГОСТу. Прессование и волочение: сущность, оборудование, инструмент, продукция, ТБ, пожарная безопасность. Ковка: сущность, операции, виды, инструмент и оборудование, основы конструирования заготовок.

Горячая объёмная штамповка: сущность применение, виды, технико-экономические показатели, типы штампов, материал, конструирование заготовок. Холодная штамповка: сущность применение, виды, технико-экономические показатели, материал для штампов, операции, виды штампов, основы конструирования заготовок.

Практическая работа №3.

Разработка чертежа поковки по чертежу детали.

Литература

[1, с. 318-329, 312-318, ,318-329, 329-335, 335-342, 342-357, 357-368], [2, с. 225-243].

Методические указания

Холодной деформацией называется такая деформация, которая сопровождается наклепом, т.е. при которой повышаются прочность и твердость металла, и уменьшается пластичность, изменяются и физические свойства, например, увеличивается электросопротивление. Горячей называется такая обработка давлением, при которой одновременно с наклепом полностью происходит процесс рекристаллизации, т.е. упрочнение металла не происходит.

Прессование производится только в горячем состоянии на мощных гидравлических прессах.

Волочение производится только в холодном состоянии, металл в процессе волочения наклёпывается, по этому при многократном волочении необходим промежуточный отжиг.

Свободная ковка применяется только в индивидуальном и мелко серийном производстве. Достоинством ковки является возможность получения заготовок различного веса, формы и размеров. Она пока является незаменимой при производстве крупных деталей, несмотря на многие недостатки: низкая производительность труда, небольшая точность, что вызывает необходимость больших припусков, увеличивает расход металла и стоимость деталей.

Ковка в штампах (штамповка) имеет ряд преимуществ перед свободной ковкой: значительно большая производительность, большая точность и чистота поверхности штамповок, что уменьшает отход металла в стружку при последующей обработке резанием и другие. Принципиальное отличие штамповки от ковки заключается в том, что при ковке металл течет свободно во все стороны, кроме направления действующего усилия, а при штамповке течение металла ограничено стенками штампа.

Вопросы для самоконтроля:

1 .Какая обработка давлением называется холодной, какая - горячей.

2.Перечислите основные виды обработки металлов давлением.

3.Изложите сущность процесса прокатки.

4.Что называется сортаментом проката?

5.В чём сущность процесса прессования? Перечислите продукцию, полученную прессованием.

6. Сущность процесса волочения? Перечислите продукцию, полученную

волочением.

7.Преимущества штамповки перед ковкой? Область применения штамповки.

8.Укажите достоинства холодной штамповки и область её применения.

РАЗДЕЛ 7. СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Тема 7.1,7.2,7.3,7.4. Общие сведения. Электродуговая сварка. Способы сварки давлением. Газовая сварка

Программа

Понятие о сварке металлов. Основные способы сварки. Виды сварочных соединений и швов. Требования, предъявляемые к качеству сварного шва.

Электродуговая сварка (ЭДС) и резка металлов. Сущность процесса, оборудование. Основные способы дуговой ЭДС. Электроды для ЭДС: угольные, металлические, графитовые. ЭДС под слоем флюса. Электродуговая резка, применение, способы резки, ТБ и пожарная безопасность.

Способы сварки давлением: сварка взрывом, холодная, УЗС, контактная, диффузионная, трением - сущность, виды, оборудование, применение.

Газовая сварка металлов: сущность, виды газов, оборудование, применение, технология газовой сварки.

Газовая резка металлов: сущность, виды газов, оборудование, технология газовой резки, ТБ и ПБ.

Особые виды сварки.

Методические указания

Изготовление многих сложных деталей машин путем сварки разрешает уменьшить расход металла, повысить качество детали, ускорить процесс их изготовления и снизить их себестоимость.

Сущность ультразвуковой сварки заключается в том, что в результате совместного действия ультразвуковых колебаний и небольших сжимающих усилий свариваемых поверхности нагреваются, разрушаются окисные пленки и происходит пластическая деформация микровыступов. В зоне контакта кристаллы срастаются и образуется прочное неразъемное соединение. Ультразвуковая сварка применяется для получения изделий из листов толщиной до 1 мм из высокопластичных материалов (алюминия, меди, никеля и других), используется для этого метод точечной и роликовой сварки. Ультразвуковую сварку можно применять для сварки разнородных металлов и для пластмасс.

Сварка электронным лучом производится в вакууме. Качество шва получается высоким. Этот метод применяется для сварки небольших деталей из тугоплавких.

Тема 7.5. Пайка

Программа

Сущность пайки, отличие от сварки, виды припоев, марки по ГОСТу, флюсы, техпроцесс пайки. Напайка, металлизация. Основные виды брака при сварке и пайке, способы контроля, виды испытаний.

Литература

[1, с. 368-372, 372-380, 385-402, 413-425, 404-407,429-433, 407-413, 425-429, 433-438], [2, с. 243-265].

Методические указания

При сварке кромки соединяемых деталей нагреваются до плавления, а при пайке детали нагреваются только до температуры плавления припоя, металл детали при этом находится в твердом состоянии. Расплавленный припой смачивает поверхности соединяемых деталей, диффундирует в них и в охлажденном состоянии надежно их скрепляет.

Вопросы для самоконтроля:

1 .Укажите основные способы сварки.

2.Перечислите основные виды сварных соединений.

3.Из какого материала изготавливаются электроды для ЭДС?

4.Назовите способы контактной сварки.

5.Перечислите новые методы сварки.

б.Кажите сущность, достоинства и область применения ультразвуковой сварки (УЗС)?