Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

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 г

 

УДК

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 агроинженерного
факультета ИжГСХА, протокол №__ от_____ 20 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

Раздел I 5

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.. 5

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА.. 5

Раздел 2. 8

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МОДУЛЕЙ КУРСА.. 8

2.1 МОДУЛЬ 1 - МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.. 8

2.1.1 Строение и свойства металлов и сплавов. 9

2.1.1.1 Общие сведения о металлах. 9

2.1.1.2 Способы получения металлов. 10

2.1.1.1 Пластическая деформация и рекристаллизация. 12

1.1.1.4 Основы теории сплавов. 12

2.1.2 Железоуглеродистые сплавы.. 14

2.1.2.1 Диаграмма состояния системы железо-цементит. 14

2.1.2.2 Углеродистые стали. 15

2.1.2.2 Чугуны.. 15

2.1.2.2 Легированные стали. 15

2.1.2 Термическая обработка стали. 16

2.1.3.1 Основы теории термической обработки стали. 16

2.1.3.1 Технология термической обработки стали. 17

2.1.3.1 Основы химико-термической обработки. 18

2.1.4 Материалы, применяемые в автомобилях, тракторах и сельскохозяйственных машинах. 18

2.1.4.1 Конструкционные стали и сплавы.. 18

2.1.4.2 Инструментальные стали и твердые сплавы.. 19

2.1.4.3. Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами. 20

2.1.4.4 Цветные металлы и сплавы.. 21

2.1.4.4 Порошковые (металлокерамические) сплавы.. 21

2.1.4.4 Неметаллические материалы.. 22

2.2 МОДУЛЬ 2 - ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ.. 22

Введение. 22

2.2.1 Литейное производство. 23

2.2.1 Обработка металлов давлением.. 24

2.2.3 Сварка металлов. 26

2.2 МОДУЛЬ 3 - ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ.. 30

МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ.. 31

2.2.1 Цель и задачи темы.. 31

2.3.2 Процесс резания и его основные элементы.. 31

2.3.3 Физические основы процесса резания металлов. 32

2.3.3 Металлорежущие станки. 33

2.3.3.1 Основные механизмы металлорежущих станков. 33

2.3.3.1 Эксплуатация металлорежущих станков. 34

2.3.3.1 Токарная обработка. 35

2.3.4.4 Сверление, зенкерование, развертывание. 36

2.3.4.5 Фрезерование. 38

2.3.4.6 Строгание, долбление и протягивание. 39

2.3.4.7 Зубонарезание. 40

2.3.4.8 Резьбонарезание. 41

2.3.4.8 Шлифование и методы доводки поверхностей. 42

2.3.4.8 Специальные методы обработки материалов. 43

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 46

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ. 46

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1. 47

Материаловедение. 47

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ № 2 и № 3. 58

Технология конструкционных материалов. 58

Вопросы к контрольной работе №2. 59

Горячая обработка металлов. 59

ПРИЛОЖЕНИЕ. 79

 

 

Раздел I

ОБЩИЕ 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 КУРСА

 

Цель 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

1. Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986.

2. Лихтин Ю. М. Леонтьева В. П. Материаловедение. М.: Машино­строение.1990.

3. 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 2

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МОДУЛЕЙ КУРСА

МОДУЛЬ 1 - МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Введение

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 сплавов

Общие сведения о металлах

Прежде 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

1. В чем отличие строения металлов от неметаллов?

2. Чем отличается строение «реального» кристалла метал­ла от «идеального»?

3. Какими основными механическими, технологическими, физическими и химическими свойствами обладают металлы?

4. Какое условие необходимо для протекания процесса кристаллизации?

5. Как получить мелкое зерно в литом металле?

6. Что такое полиморфное превращение и от чего оно за­висит?

Способы получения металлов

По 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

1. В чем заключается сущность технологии получения чу­гуна в доменных печах?

2. В чем заключается сущность технологии получения ста­ли и кислородном конверторе, мартеновской и электрической печах?

3. Для каких целей проводится раскисление стали, сущность, разновидности?

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается сущность пластической деформа­ции?

2. Чем отличается холодная пластическая деформация от горячей?

3. Что такое наклеп, возврат, рекристаллизация?

4. Когда будет крупнее рекристаллизованное зерно: после деформации на 25% или на 75%?

5. Происходит ли процесс рекристаллизации после дефор­мации со степенью ниже критической?

Основы теории сплавов

При 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

1. Что такое система, компонент, фаза, структура, сплав?

2. В чем заключается термический метод построения ди­аграмм сплавов?

3. Что такое эвтектика? Опишите процесс кристаллизации эвтектики.

 

 

 2.1.2  Железоуглеродистые сплавы

Вопросы для самопроверки

1. Кто из ученых считается основоположником диаграммы сплавов системы железо-цементит?

2. Вычертите диаграмму сплавов системы железо-цемен­тит и покажите, какие структуры существуют в равновесном состоянии у железоуглеродистых сплавов при различных тем­пературах.

3. Какие фазы образуются в системе сплавом Fе—Fе₃С и Fе—С?

Углеродистые стали

Уяснить 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

1. Как влияют углерод и постоянные примеси на свойства углеродистых сталей?

2. Как классифицируются и маркируются углеродистые стали?

Чугуны

Изучить 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

1. Как влияют углерод и примеси на строение и свойства чугунов?

2. Как классифицируются и маркируются чугуны?

 

Легированные стали

Изучение 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

1. Как влияют легирующие элементы на критические точ­ки, структуру и свойства стали?

2. Как классифицируются и маркируются легированные стали по ГОСТ?

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

1. Что понимают под «наследственностью» зерна аустенита в стали, ее разновидности?

2. Какие происходят превращения в стали при ее охлаж­дении?

 

Вопросы для самопроверки

1. Привести классификацию видом термической обработки.

2. Какие цели преследуются при отжиге, нормализации, закалке и отпуске?

3. В чем заключаются особенности термической обработ­ки легированной стали?

Вопросы для самопроверки

1. В чем отличие ХТО от термической обработки?

2. В каких случаях, для каких деталей применяют цемен­тацию, азотирование, нитроцементацию?

3. После какой ХТО проводят термическую обработку, почему и как?

4. В чем заключается технология проведения цементации, азотирования и нитроцементации?

 

2.1.4 Материалы, применяемые в автомобилях, тракторах и сельскохозяйственных машинах

Вопросы для самопроверки

1. Какие углеродистые стали обыкновенного качества можно использовать для деталей, конструкций, подвергаемых сварке?

2. Какие конструкционные стали применяются в качестве цементуемых и улучшаемых?

3. Каким требованиям должны отвечать улучшаемые ста­ли?

4. Какие стали используются для изготовления пружин, рессор? Приведите марки пружинных сталей.

5. Какие элементы, вводимые в сталь, улучшают их обра­батываемость резанием? Приведите марки автоматных ста­лей.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы преимущества легированных инструментальных сталей перед углеродистыми?

2. Какие стали применяются для изготовления режущего и мерительного инструмента?

3. Какие стали применяют для изготовления штампов для холодной и горячей штамповки?

4. Какие группы и марки металлокерамических твёрдых сплавов применяют для оснащения металлорежущего инстру­мента?

 

Вопрос для самопроверки

      Какие стали являются нержавеющими, износостойкими, жаропрочными, жаростойкими?

Цветные металлы и сплавы

 

Изучение 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

1. Какой термической обработке подвергаются медные, алюминиевые, магниевые сплавы и как при этом изменяют­ся их свойства?

2. Какие сплавы отвечают требованиям, предъявляемым к антифрикционным сплавам?

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается сущность технологии изготовления деталей из порошковых сплавов?

2. Какие порошковые сплавы нашли применение для изго­товления деталей машин?

Неметаллические материалы

Изучение 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

1.  Какие термореактивные и термопластичные пластмас­сы нашли применение в автотракторном и сельскохозяйст­венном машиностроении?

2.  Какими основными методами получают детали из пластмасс и резины?

 

2.2 МОДУЛЬ 2 - ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

 

Введение

 

Материал 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.

Литейное производство

Литье 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

1. Из каких элементов состоит схема технологического процесса изготовления отливки?

2. Какие требования предъявляются к формовочным и стержневым материалам, какие материалы отвечают этим требованиям?

3. В чем сущность получения отливок в металлические, и оболочковые формы, центробежного литья, литья по выплав­ляемым моделям, под давлением?

 2.2.1 Обработка металлов давлением

 

Обработка 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

1. Чем обусловливается выбор температурного режима го­рячей обработки давлением?

2. Чем отличается структура и свойства литого металла от кованого?

3. В чем сущность технологий ковки, прокатки, волочения, прессования, объемной и листовой штамповки?

 

2.2.3 Сварка металлов

Изучение 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.

1. Дефекты, возникающие в связи с особенностями метал­лургических и тепловых процессов (кристаллизационные тре­щины, поры, холодные трещины, неметаллические включения и др.).

2. 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

1.     Как классифицируются сварочные процессы?

2.     Изложите физическую сущность сварки давлением и сварки плавлением.

3.     Как влияет содержание углерода на свариваемость ста­ли?

4.     Изложите сущность автоматической сварки под флю­сом, область применения.

5.     В чем сущность кислородной и плазменной резки ме­таллов?

6.     Изложите сущность контактной сварки.

7.     Изложите сущность диффузионной сварки в вакууме и ультразвуковой сварки, область их применения.

8.     Каковы особенности кристаллизации в сварочной ван­не?

9.     Каковы причины возникновения напряжений и дефор­маций при сварке?

10. В чем трудность сварки чугуна и легированных ста­лей?

11. Чем отличается пайка металлов от сварки плавлением?

12. Перечислите способы контроля сварных швов.

13. Объясните сущность ультразвуковой дефектоскопии,

14. В чем состоят правила безопасности при обслужива­нии электросварочного оборудования?

 

 

2.2 МОДУЛЬ 3 - ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ

 2.2.1 Цель и задачи темы

Для 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 элементы

Сначала 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

1. Нарисуйте схемы точения, сверления, фрезерования и покажите на них поверхности: обрабатываемую, обработан­ную и поверхность резани я.

2. Как будут изменяться углы альфа и гамма токарного резня при продольном точении?

3. Расшифруйте процентный Состав марок инструменталь­ных материалов: Р18К6, ВК₈, Т15К6.

2.3.3 Физические основы процесса резания металлов

При 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

1. Что понимается под шероховатостью поверхности (ГОСТ 25142-82)?

2. Напишите уравнение теплового баланса. Как распреде­ляется тепло между стружкой, заготовкой и резцом?

3. Способы подвода в зону резания смазочно-охлаждаю­щей жидкости

4. Виды износа инструмента: абразивный, адгезионный, окислительный, электродиффузионный.

2.3.3 Металлорежущие станки

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение понятиям: «передаточное отноше­ние», «передача». Схемы основных передач, применяемых в станках, их передаточные отношения.

2. Что такое привод станка? Схемы различных типов при­водов станков.

3. Закон построения ряда частот вращения шпинделя станка и ряда подач

4. Как правильно установить станок на фундамент?

5. Каков порядок смазки токарного станка?

6. Какие измерения проводятся при проверке токарного станка на точность?

2.3.3.1 Токарная обработка

Важнейшим 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, Р_у, 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

1. Напишите формулы для расчета Р_и скорости резания, крутящего момента и эффективной мощности при точении.

2. Как назначить режим резания при точении?

3. Как повысить производительность работы при точении?

4. Рассмотрите цепь главного движения токарного станка. По кинематической схеме определите максимальную частоту вращения шпинделя.

5. 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, развертывание

Изучение 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

1. Покажите на сверле, зенкере, развертке их главные уг­лы.

2. Какую точность и шероховатость обработанной поверх­ности можно получить после сверления, зенкерования и раз­вертывания?

3. Устройство вертикально-сверлильного станка. Инстру­мент и приспособления, применяемые при сверлении и раста­чивании.

4. Устройство радиально-сверлильного станка. Основные виды сверлильных работ, инструмент и приспособления, при­меняемые на этих станках.

2.3.4.5 Фрезерование

 

Рекомендуется 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

1.    Покажите главные углы остроконечной фрезы.

2. Какую точность и шероховатость обработанной поверх­ности получают при фрезеровании?

3.   Устройство широкоуниверсального фрезерного станка, применяемый инструмент.

  4. Как производится настройка делительной головки для простого деления?

 

2.3.4.6 Строгание, долбление и протягивание

Изучение 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

1. Покажите на строгальном и долбежном резцах, про­тяжке главные углы режущей части

2. Какую точность и шероховатость обработанной поверх­ности можно получить при строгании, долблении и протяги­вании?

3. Устройство продольно-строгального станка, основные виды строгальных работ, выполняемые на этом станке, при­меняемые приспособления. Строгальные резцы, их элементы и углы.

4. Конструкции и геометрия «зуба» протяжки. Работа гори­зонтально-протяжного станка с гидроприводом.

 

Зубонарезание

Изучите 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

1. В чем сущность методов копирования и обкатки?

2. Как настроить универсальную делительную головку для нарезания зубчатого колеса с 19 зубьями? Характеристика головки N=40.

Резьбонарезание

Сначала 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

1. Покажите на метчике и плашке главные углы зуба.

2. Как правильно заточить метчик и плашку?

Вопросы для самопроверки

1. Устройство круглошлифовального станка, его гидрокинематическая схема.

2. Маркировка шлифовального круга, объяснить значение букв и цифр в этой маркировке.

Вопросы для самопроверки

1.  В чем сущность электромеханической обработки?

2.  Анодно-механическая обработка металлов: режимы об­работки и область применения.

3.  Сущность обработки металлов электроискровым и электроимпульсным способами. Области применения.

 

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

 

В 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.

 

Материаловедение

№

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

1.  История развития науки о материалах. Роль отечест­венных ученых и производственников в развитии материало­ведения.

2.  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.

12. 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.

17. Охарактеризуйте продукты доменного производства и применение их в народном хозяйстве.

18. 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.

20.Изобразите схему устройства кислородного конверто­ра. Поясните физико-химические процессы, протекающие в конверторе. Укажите перспективы развития этого способа по­лучения стали.

21. 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.

32. Опишите схему технологии получения рафинированно­го алюминия.

33. Поясните основы дислокационной теории пластической деформации.

34. Опишите процессы, происходящие в металле при упру­гой и пластической деформации.

35. 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.

40. Поясните понятия: система, фаза, структура, компонент, сплав. Опишите процессы, происходящие при кристаллизации сплавов.

41. 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.

52. Изобразите диаграмму состояния сплавов системы железо - углерод и проведите анализ ее по основным точкам линиям, областям. Дайте определения основным структурным составляющим этой диаграммы.

53. 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.

54. 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.

55. 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.

56. Как классифицируются и маркируются углеродистые стали? Укажите влияние постоянных примесей на свойства стали.

57. 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.

59. Чем отличаются по свойствам и структуре серые, ков­кие и высокопрочные чугуны? Приведите маркировку и об­ласть применения.

60. Опишите технологию получения высокопрочных чугунов, их структуру, маркировку, свойства, область применения.

61. Опишите технологию получения ферритной структуры ковкого чугуна, маркировку, свойства, область применения.

62. Как влияют на свойства стали, положение критиче­ских точек, прокаливаемость такие легирующие элементы как: никель, хром, вольфрам, ванадий, кобальт, кремний, марганец?.

63. Опишите маркировку легированной стали по ГОСТ. Приведите примеры применения конкретных марок легированной стали в машиностроении.

64.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.

66. Изобразите диаграмму изотермического превращения аустенита доэвтектоидной углеродистой стали. Опишите пер­литное превращение аустенита.

67. Изобразите диаграмму изотермического превращения аустенита эвтектоидной углеродистой стали. Опишите мартенситное превращение аустенита.

68. 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.

69. Опишите теоретическое и практическое значение днаграмм изотермического и анизотермического (термокинетического) превращения аустенита в сталях.

70. 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.

78. Опишите технологии проведения полной, неполной и изотермической

закалки деталей, изготовленных из стали 40.

79. Какая получается структура и механические свойства после каждого вида закалки?

80. Опишите сущность, преимущества, недостатки и об­ласть применения различных производственных способов за­калки стали.

81. Изложите теоретические основы отпуска, его разновид­ности, назначение и влияние на структуру и механические свойства закаленной стали.

82.Опишите основные виды дефектов, возникающих в ре­зультате закалки стали, причины их возникновения и способы предотвращения.

82. От чего зависит прокаливаемость сталей и как она определяется?

83. Изложите сущность обработки холодом закаленных деталей. Опишите процессы, происходящие при этом в стали, приведите примеры применения.

84. Опишите кратко технологию поверхностной закалки с нагревом токами высокой частоты шейки стального коленчато­го вала. Укажите преимущества и недостатки этого способа, и область его применения.

85. Изложите сущность технологии высокотемпературной термомеханической обработки, процессов, происходящих при этом, укажите получаемую структуру и механические свойства стали.

86. Изложите сущность технологии низкотемпературной термомеханической обработки, процессов, происходящих при этом, укажите получаемую структуру и механические свой­ства стали.

87.Опишите кратко технологический процесс цементации деталей в твердом карбюризаторе и последующей термиче­ской обработки. Приведите примеры использования этого процесса для конкретных деталей.

88. Опишите кратко технологический процесс газовой цементации деталей и последующей термической обработки. Область применения.

89.Опишите кратко технологический процесс азотирования деталей и область его применения.

90.Опишите кратко технологический процесс жидкого цианирования деталей, его разновидности, последующую термическую обработку и область применения.

91.Опишите сущность, разновидности и область приме­нения диффузионной металлизации.

92. Изложите особенности технологии термической обра­ботки легированных сталей.

93. Опишите влияние структуры и легирующих элементов на механические свойства конструкционных сталей.

94. Изложите влияние различных видов термической об­работки на свойства конструкционной стали.

95.Дайте характеристику сталям, применяемым для из­готовления цементируемых деталей.

96.Дайте характеристику сталям, предназначенным для изготовления деталей, подвергаемых улучшению.

97.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?

100. Изложите свойства, особенности структуры и сущ­ность технологии изготовления металлокерамических твердых сплавов. Приведите классификацию, маркировку по ГОСТ и область применения этих сплавов.

101. Охарактеризуйте свойства, строение, приведите при­меры применения жаропрочных и жаростойких сталей.

102. Охарактеризуйте свойства, структуру, приведите при­меры применения сплавов с особыми тепловыми свойствами.

103. Охарактеризуйте свойства, структуру, приведите при­меры применения износостойких сталей.

104. Охарактеризуйте свойства, марки, термическую обработку, структуру пружинных сталей.

105. Приведите современную классификацию и маркировку по ГОСТ латуней. Примеры применения этих сплавов в машиностроении.

106. 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.

107.Приведите современную классификацию и маркиров­ку алюминиевых сплавов, приведите примеры применения этих сплавов в машиностроении.

108.Опишите технологию термической обработки дефор­мируемых алюминиевых сплавов и их применение в машино­строении.

109.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.

113. Опишите классификацию, строение полимеров и пластических масс и их применение в современном машинострое­нии.

114. Опишите состав, строение и область применения термопластических пластмасс.

115.Опишите состав, строение и область применения тер­мореактивных пластмасс.

116.Опишите технологический процесс изготовления дета­лей из термореактивных пластмасс методом прессования. Приведите схему процесса.

117. 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.

 

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

Вопросы к контрольной работе №2

Горячая обработка металлов

119. 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.

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

134. 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.

139. 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.

147. Какие происходят процессы, как изменяются структу­ра, физические и механические свойства литого металла в результате его горячен обработки давлением?

148. Какие происходят процессы, как изменяются структу­ра физические и механические свойства металлов при холод­ной обработке давлением?

149. Как изменяются эксплуатационные характеристики стальных деталей после поверхностной обработки их дробью, шариками и т. п.?

150. Какие процессы происходят в металле при его горя­чей обработке давлением? Что такое критическая степень де­формации и каково ее значение для большинства металлов?

151. 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.

152. 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.

153. Какие нагревательные устройства применяются для нагрева металла при различных видах горячей обработки? Опишите преимущества и недостатки каждого и область при­менения.

154. Начертите схему устройства методической нагрева­тельной печи и опишите ее работу. Как определяется продол­жительность нагрева поковок?

155. 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.

156. 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.

157. На диаграмме состояния сплавов Fе—Fе_лС изобрази­те температурный интервал горячей обработки давлением для сталей. Определите температуры начала и конца свободной ковки заготовки из стали У12 Поясните выбор температур.

158. На диаграмме состояния сплавов Fе—Fе_лС укажите температурный интервал горячей обработки давлением для сталей. Определите температуру начала и конца свободной ковки заготовки из стали 40. Обоснуйте выбор температур.

159. 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.

160. 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.

161. 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.

164. 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.

165. 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.

166. 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.

167. 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.

172. Опишите технологический процесс производства лис­тового проката. Укажите исходный материал, применяемое оборудование, схему процесса, применение листового прока­та.

173. Опишите технологический процесс прокатки сварных труб. Укажите исходный материал, оборудование, схему про­цесса и применение сварных труб в народном хозяйстве.

174. Опишите технологический процесс прокатки бесшов­ных труб. Укажите исходный материал, оборудование, схему процесса и применение бесшовных труб в народном хозяй­стве.

175. Опишите кратко инструмент и оборудование, приме­няемые при прокатке. Ответ поясните схемами.

176. Опишите технологический процесс свободной ковки конкретной поковки. Укажите исходный материал, оборудо­вание, инструмент и область применения. Ответ поясните схе­мами

177. 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?

181. 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

184. Приведите схему многоручьевого штампа и опишите технологию горячей объемной штамповки в нем. Поясните ра­счет размеров исходной заготовки для объемной штамповки.

185. Опишите сущность, разновидности процесса холодной объемной штамповки и ее область применения с конкретны­ми примерами

186. Опишите сущность процесса листовой штамповки, се преимущества, оборудование, инструмент и область приме­нения

187. 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.

190. Приведите строение сварного соединения, полученно­го сваркой под слоем флюса. Опишите ход металлургических процессов, происходящих при сварке под слоем флюса.

191. Опишите сущность технологии дуговой сварки в среде защитных газов, ее разновидности и область применения.

192. Опишите сущность технологии дуговой сварки в уг­лекислом газе, применяемые материалы, преимущества, недо­статки и область применения.

193. Опишите сущность технологии дуговой сварки в ар­гоне, применяемые материалы, преимущества, недостатки и область применения.

194. Опишите сущность технологии аргонодуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом, оборудование и об­ласть применения.

195. Опишите технологию сварки в углекислом газе, обо­рудование, материалы и область применения.

196. Опишите технологию плазменной сварки, ее разно­видности, оборудование, материалы и область применения. Ответ поясните схемами.

197. Опишите технологию электрошлаковой сварки, ее преимущества, недостатки, применяемое оборудование и об­ласть применения. Ответ поясните схемой процесса.

198. Опишите технологию электронно-лучевой сварки, ее преимущества, недостатки и область применения. Ответ пояс­ните схемой процесса

199. Опишите сущность технологии ультразвуковой свар­ки, преимущества, недостатки и область применения. Ответ поясните схемой процесса.

200. 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.

210. Приведите разновидности ацетиленовых генераторов, используемых в сварочном производстве. Дайте схему одного из них, опишите его устройство и работу.

211. Опишите устройство газовых баллонов для хранения и транспортировки кислорода и ацетилена. Приведите схему устройства и работу редуктора для кислорода и ацетилена.

212. Приведите схемы инжекторной и без инжекторной сварочных горелок, поясните их работу и применение.

213. 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.

216. Дайте краткую характеристику процессов наплавки, используемых при восстановлении деталей машин при их ре­монте.

217. Опишите сущность технологии пайки металлов, ее разновидности и область применения.

218. Опишите особенности технологии сварки углероди­стых, легированных и высоколегированных сталей.

219. Опишите особенности технологии и разновидности процессов сварки чугуна

220. Опишите способы контроля сварных и паяных соеди­нений.

Обработка конструкционных материалов резанием

221. 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.

222. На схемах точения сверления, строгания, фрезерова­ния, шлифования покажите обрабатываемую, обработанную поверхность и поверхность резания.

223. 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).

225. Опишите требования к металлорежущему инструмен­ту (механическая прочность, износостойкость, твердость, теп­лостойкость, минимальная склонность к слипанию).

226. Приведите эскизы видов стружек (сливная, скалыва­ния, надлома). При каких условиях получается каждый вид стружки?

227. Напишите уравнение теплового баланса процесса ре­зания и поясните его. Как распределяется тепло между стружкой, заготовкой, резцом и окружающей средой?

228. Опишите виды износа инструмента: абразивный, ад­гезионный, окислительный, электродиффузионный.

229. Приведите эскизы износа инструментов (резца, свер­ла, зуба фрезы). Какие факторы и как влияют на интенсив­ность изнашивания инструментов?

230. Приведите схемы способов подвода в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости и лайте краткую характе­ристику каждого способа.

231. Опишите критерии оценки шероховатости обработан­ной поверхности по ГОСТ 25142—82.

232. Что понимается под шероховатостью поверхности (ГОСТ 25142—82)? Приведите и поясните графические зави­симости шероховатости поверхности от элементов режима ре­зания (V, S, t).

233. Опишите, какие факторы и как влияют на силу реза­ния при точении. Приведите графические зависимости.

234. Опишите порядок расчета мощности и крутящего мо­мента резания при точении,

235. Дайте понятие стойкости инструмента. Опишите, ка­кие факторы и как влияют на стойкость инструмента. Приве­дите графические зависимости.

236. Дайте понятие скорости резания. Опишите, какие фак­торы и как влияют на скорость резания, приведите графиче­ские зависимости.

237. Приведите формулу для расчета скорости резания при точении. Опишите, как будет меняться скорость резания при изменении подачи, глубины резания, стойкости инстру­мента.

238. Опишите кратко пути увеличения производительности работы при токарной обработке (точении).

239. Дайте понятие основному времени. Приведите фор­мулу для его расчета при точении и поясните ее, приведя схе­му продольного.

240. Дайте понятие штучного времени. Из каких элемен­тов оно состоит? Как можно уменьшить штучное время?

241. Дайте определение понятиям: передаточное отноше­ние. передача. Приведите схемы основных передач, применяе­мых в станках, и напишите, чему равны их передаточные от­ношении.

242. 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.

243.  Нарисуйте кинематическую схему главного движения токарно-винторезного станка модели 1К62 и определите по ней минимальную частоту вращения шпинделя.

244. Опишите закон построения ряда частот вращения шпинделя станка и ряда подач.

245.  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).

249. 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.

250. Нарисуйте и поясните схемы двух методов нарезания зубчатых колес — копирования и огибания (обкатки).

251. Дайте эскиз цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями и обозначьте главные углы зуба фрезы. Укажите преимущества цилиндрических фрез с винтовыми (спираль­ными) зубьями.

252. 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?

253. 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?

254. Кратко опишите устройство и работу круглошлифовального станка. Дайте пример маркировки шлифовального круга, объяснив значение букв и цифр в этой маркировке.

255. 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.

256. 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.

257. 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.

258. Вычертите кинематическую схему главного движения вертикально-сверлильного станка. Определите по ней мини­мальную частоту вращения шпинделя. Инструмент, применяе­мый при сверлении и зенкеровании.

259. Кратко опишите устройство и работу радиально-сверлильного станка. По кинематической схеме главного движе­ния станка (ее следует вычертить) подсчитайте максималь­ную частоту вращения шпинделя,

260. 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 Р_г при наружном продольном точе­нии стали о_в=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 Р_z, Р_х и Р_у 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 D_ф=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 (o_в=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 q_в= 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.

281. На эскизе прямозубой фрезы покажите главные углы зуба фрезы (а, в, у), дайте им определение, укажите их при­мерные числовые значения

282. 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.

283. Опишите явление наклепа при резании пластичных металлов. На схеме строгания заготовки покажите зону на­клепа. Как влияет поверхностно-пластическое деформирова­ние (ППД) детали на ее износостойкость?

284. Опишите колебания при резании металлов (вынуж­денные и автоколебания). Как влияют колебания на износ инструмента, станка, шероховатость поверхности, точность обработки. Как уменьшить колебания?

285. 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.

292. Нарисуйте принципиальную схему и изложите сущ­ность электромеханической обработки.

293. Роль русских, советских ученых и новаторов произ­водства в развитии учения о резании металлов.

294. Значение обработки резанием в практике инженера-механика (особенно инженера -ремонтника) сельскохозяйст­венного производства.

295. Изложите кратко основные операции слесарной обра­ботки, применяемые инструменты и приспособления. Приведи­те схемы операций.

296. Опишите явление наростообразования при резании пластичных металлов. Как влияет образование нароста на процесс резания?

297. Изложите 2—3 метода определения температуры в зоне резания.

298. Приведите и поясните графические зависимости тем­пературы в зоне резания от элементов режима резания (V, S, t).

299. Изложите методы определения шероховатости поверх­ности.

300. Нарисуйте схему разложения силы Р на Рz, Рx, Рy при точении и поясните ее. Напишите и поясните формулу для расчета Рz.

301. Приведите и поясните графические зависимости влия­ния элементов режима резания (V, S, t) при точении на силу резания.

302. Напишите и поясните формулу для определения ско­рости резания при точении. Для чего необходимо рассчиты­вать скорость резания?

303. Изложите пути повышения производительности труда при точении.

304. Изложите критерии оценки обрабатываемости реза­нием различных материалов.

305. Изложите методику расчета мощности в зоне резания и крутящего момента при точении.

306. 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.

308. Приведите принципиальную схему и изложите сущ­ность анодно-механической обработки. Укажите область при­менения, производительность и точность обработки.

309. Нарисуйте принципиальную схему и опишите сущ­ность ультразвуковой обработки. Укажите область примене­ния, производительность и точность обработки.

310. Нарисуйте принципиальные схемы и изложите сущ­ность обработки материалов лазером, электронным лучом. Укажите область применения.

311. 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.

312. Изложите сущность обработки деталей пластическим деформированием. Область применения. Нарисуйте и поясни­те схему обработки поверхности отверстия роликами, указав получаемые точность обработки и шероховатость поверхно­сти.

313. 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.

315. Нарисуйте и поясните 3—4 схемы проверки токар­но-винторезного станка на точность.

316. Дайте понятия производственного и технологического процессов, операции, перехода, установка.

317. Приведите понятия промежуточного и общего при­пуска на обработку, показав их на схеме. Что следует учи­тывать при назначении припусков?

318. 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

 

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 г

 

УДК

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 агроинженерного
факультета ИжГСХА, протокол №__ от_____ 20 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

Раздел I 5

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.. 5

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА.. 5

Раздел 2. 8

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МОДУЛЕЙ КУРСА.. 8

2.1 МОДУЛЬ 1 - МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.. 8

2.1.1 Строение и свойства металлов и сплавов. 9

2.1.1.1 Общие сведения о металлах. 9

2.1.1.2 Способы получения металлов. 10

2.1.1.1 Пластическая деформация и рекристаллизация. 12

1.1.1.4 Основы теории сплавов. 12

2.1.2 Железоуглеродистые сплавы.. 14

2.1.2.1 Диаграмма состояния системы железо-цементит. 14

2.1.2.2 Углеродистые стали. 15

2.1.2.2 Чугуны.. 15

2.1.2.2 Легированные стали. 15

2.1.2 Термическая обработка стали. 16

2.1.3.1 Основы теории термической обработки стали. 16

2.1.3.1 Технология термической обработки стали. 17

2.1.3.1 Основы химико-термической обработки. 18

2.1.4 Материалы, применяемые в автомобилях, тракторах и сельскохозяйственных машинах. 18

2.1.4.1 Конструкционные стали и сплавы.. 18

2.1.4.2 Инструментальные стали и твердые сплавы.. 19

2.1.4.3. Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами. 20

2.1.4.4 Цветные металлы и сплавы.. 21

2.1.4.4 Порошковые (металлокерамические) сплавы.. 21

2.1.4.4 Неметаллические материалы.. 22

2.2 МОДУЛЬ 2 - ГОРЯЧАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ.. 22

Введение. 22

2.2.1 Литейное производство. 23

2.2.1 Обработка металлов давлением.. 24

2.2.3 Сварка металлов. 26

2.2 МОДУЛЬ 3 - ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ.. 30

МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ.. 31

2.2.1 Цель и задачи темы.. 31

2.3.2 Процесс резания и его основные элементы.. 31

2.3.3 Физические основы процесса резания металлов. 32

2.3.3 Металлорежущие станки. 33

2.3.3.1 Основные механизмы металлорежущих станков. 33

2.3.3.1 Эксплуатация металлорежущих станков. 34

2.3.3.1 Токарная обработка. 35

2.3.4.4 Сверление, зенкерование, развертывание. 36

2.3.4.5 Фрезерование. 38

2.3.4.6 Строгание, долбление и протягивание. 39

2.3.4.7 Зубонарезание. 40

2.3.4.8 Резьбонарезание. 41

2.3.4.8 Шлифование и методы доводки поверхностей. 42

2.3.4.8 Специальные методы обработки материалов. 43

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 46

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ. 46

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1. 47

Материаловедение. 47

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ № 2 и № 3. 58

Технология конструкционных материалов. 58

Вопросы к контрольной работе №2. 59

Горячая обработка металлов. 59

ПРИЛОЖЕНИЕ. 79

 

 

Раздел I

ОБЩИЕ 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 КУРСА

 

Цель 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

1. Гуляев А. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986.

2. Лихтин Ю. М. Леонтьева В. П. Материаловедение. М.: Машино­строение.1990.

3. 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 2

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МОДУЛЕЙ КУРСА

МОДУЛЬ 1 - МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Введение

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 сплавов

Общие сведения о металлах

Прежде 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

1. В чем отличие строения металлов от неметаллов?

2. Чем отличается строение «реального» кристалла метал­ла от «идеального»?

3. Какими основными механическими, технологическими, физическими и химическими свойствами обладают металлы?

4. Какое условие необходимо для протекания процесса кристаллизации?

5. Как получить мелкое зерно в литом металле?

6. Что такое полиморфное превращение и от чего оно за­висит?

Способы получения металлов

По 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

1. В чем заключается сущность технологии получения чу­гуна в доменных печах?

2. В чем заключается сущность технологии получения ста­ли и кислородном конверторе, мартеновской и электрической печах?

3. Для каких целей проводится раскисление стали, сущность, разновидности?