Билеты по технологии отрасли

Сварные соединения на 20-30% менее прочны, чем литой металл.

Процесс сварки бывает двух типов давлением и плавлением.

Плавлением.

электрод

Температура 200`С. при охлаждении объем уменьшается, а этому препятствует

напряжение. Прочность соединения на 1/3 < прочности сплошного металла.

Операции:

1.разделка кромок соединяемых деталей.

2.установка и закрепление сварочных деталей в спец. сварочных стендах для

придачи прочного и неизменного положения.

3.собственно сварка

4.контроль сварного шва

Сварка давлением.

Образование соединений происходит за счет диффузии атомов металлов,

соединяемых вместе (при условии , что поверхности соединены друг с другом

плотно).

Технологический процесс состоит:

1.Очистка механическим или физическим путями.

2.Сжатие пов-ти с определенным усилием, иногда с помощью подогрева для

более эффективного дифундирования атомов.

3.Выдержка для достаточно пластичных металлов, низкоуглеродистых (платина,

золото).

№23. Основные разновидности сварки плавлением.

По источникам тепловой энергии:

Электрическая дуговая сварка.

Максимальная t = 6000`С для любых металлов. Для питания используют

сварочные генераторы, трансформаторы.

Обмазка защищает пов-ть от контакта с кислородом.

По степени механизации:

1.Ручная сварка - осуществляется сварщиком (вертикальные, горизонтальные,

потолочные швы), качество шва определяется квалификацией сварщика.

2.Полуавтоматическая сварка – процесс зажигания в ручную. движение вдоль

шва осуществляется автоматически.

3.автоматическая – все опер. автоматически (автомат С ЧПУ).

Газопламенная.

Источник тепла – сгорание ацетилена в струе кислорода (t = 300`С).

используют в тех местах, где нет источников электрической энергии.

Электрошлаковая.

Тепловую энергию получают за счет сопротивления тока при прохождении его

через сварочную ванну. Нужны источники для работы в режиме короткого

замыкания. Этот вид сварки используют для сварки крупных деталей, толщиной

не менее 30 мм. (напр. сварка броневых листов).

Рис: образуется электромагнитное поле, и его энергия превращается во

внутреннюю энергию электрода, благодаря чему металл плавится.

Электроннолучевая сварка.

Тепло образуется за счет ударов потока электронов, движущихся с высокой

скоростью до 150км/с в атоме. t=5000-6000`C. Шов получается высокого

качества, т.к. процесс протекает в атоме, этот способ применяется для

сварки тугоплавких и химически активных металлов Mb, Mo, Ti, Ta, Zi. При

электронной сварке возникают рентгеновские лучи, для безопасности персонала

процесс происходит в толстостенных вакуумных камерах.

Лазерная сварка.

Основана на использовании лазерных генераторов.

Лазер – оптически квантовый генератор , создающий мощные , узконаправленные

, когерентные пучки монохроматического излучения.

ОКГ – остросфокусированный поток фотонов, диаметром 0,02-0,2мм. Температура

в луче 6000-8000`С.

«+» можно варить в камере через прозрачное стекло, в недоступных местах.

Позволяет широко использовать.

«-» низкий КПД вакуумных генераторов = 10%.

Применяют в электронике, радиотехнике, приборостроении.

№24. Основные разновидности сварки давлением.

Контактная электрическая сварка:

В месте соединения при прохождении электрического тока возникает процесс

расплавления металла, с уменьшением площади соприкосновения увеличивается

сопротивление, а, следовательно, увеличивается выделяемое кол-во теплоты

(по закону Джоуля-Ленца).

Соединяемые пов-ти сдавливают и получают прочное соединение. Используется

для сваривания рельс, стержней, для соединения разнородных материалов.

(напр. буровые коронки привариваются к хвостовикам).

Контактная точечная сварка.

Используется для соединения листовых конструкций

Применяется в автомобиле-, вагоностроительстве.

Шовная сварка.

Герметическое соединение

Оборудование – контактные сварочные машины.

Сварка трением.

Частота вращения равна 1500 вр/мин. В процессе сухого трения механическая

энергия преобразуется в тепло. Зона контакта разогревается до 1000`С, во

время трения происходит самоотчистка, после завершения вращения свариваемые

поверхности прижимают и получают прочные сварочные соединения диаметром от

1до 140мм.

«+» высокая производительность и малая трудоемкость.

Холодная сварка давлением.

Соединение деталей происходит без подогрева, только за счет пластической

деформации:

Предварительно требуется тщательная очистка для возникновения

диффузии.

№25. Пайка металлов. Припои и флюсы, технология.

Пайка – технологический процесс соединения метал. заготовок без их

расплавления за счет вводимого между ними расплавленного металла.

Припой – (температура плавления припоя должна быть =< температуры основного

металла) при охлаждении кристаллизуется и заполняет пространство между

соединяемыми деталями, отсюда получаем прочные соединение, которое может

быть разъединено без нарушения целостности деталей.

Пайка используется при различных электромонтажных работах, в производстве

радио аппаратуры. «+»Отличается низкой ценой, но «-» дороги припои.

Процесс пайки включает операции:

1. Подготовка поверхности: очистка механическим или физическим способом,

создание определенной шероховатости поверхности.

2.Лужение поверхности: покрытие соединяемых поверхностей тонким слоем

припоя; нагревание соединяемых поверхностей до t плавления припоя; их

соединение с небольшим давлением.

3.Очистка места пайки от остатков флюса.

Бывают следующие виды припоев:

Мягкие - t плавления < 400`: оловянно-свинцовые.

Твердые – t плав. > 400`: медные (1100`), медно-свинцовые (900`),

серебряные (600-800`).

Для очистки поверхности от окиси и для улучшения смачиваемости применяют

спец. примеси – флюсы.

Виды флюсов:

1.Кислотные (на основе хлористых соединений): ZnCl2, NH4O. Хорошо очищают

поверхности, но остатки окиси флюсов вызывают коррозию, поэтому необходимо

их удалять.

2.Конефольная смесь из смоляных кислот из сока дерева обладает мягким

очищающим действием при t = 150`С, может служить хорошим изолятором.

3.Кмслотные флюсы: бура Na2B4O7, борная кислота B(OH)3. Остатки флюсов

нужно удалять –опасность коррозии.

Оборудование и инструменты:

Основной инструмент – паяльник. Использование меди дает высокую

эффективность за счет высокой теплопроводности, особенно для мягкого

припоя.

Для твердых припоев используется электрическая печь (устройство ТВЧ).

№26. Процесс резания металлов. Основные понятия и определения. Физические

явления в процессе резания.

Механическая обработка – основной вид обработки , достигает высоких

степеней точности и с помощью ее обрабатывается основной объем детали.

1. Мех. обр-ка – самый объемный вид обр-ки.

2. Мех. обр-ка позволяет достичь наивысшую точность, высокого кач-ва.

Обработка (обр-ка) резанием – процесс срезания режущим инструментом слоя

металла в виде стружки. (для получения необходимой формы тела, точности и

шероховатости)

Для процесса необходимы металлорежущие станки, в рабочих органах которых

закрепляется инструмент и заготовка и осуществляются сложные движения.

Движения резания – основные движения, при которых с заготовки снимается

слой металла, стружка.

К этому движению относят:

главные движения – движение, совершаемое с наибольшей скоростью, хар-ся

скоростью резания Vр. [м/мин] (шлифование [м/с]).

движение подачи – перемещение режущей кромки инструмента, обеспечивает

непрерывность обр-ки и обработку всей поверхности. Sо=мм/об, Sм=мм/мин,

Sz=мм/зуб.

Технологический эскиз для основных видов обработки:

1. точение

патрон

- глубина резанья

2. сверление

стол

3. фрезерование

Hз – толщина заготовки

Нd – толщина детали

- t глубина резанья

Sm=n*Sz , n – об/мин

режимом работы - совокупность определенных значений глубины резания (t),

подачи (So)и скорости резания (Vp) называется.

Эти параметры устанавливаются технологом на основе данных, справочной

литературы.

Чтобы инструмент обладал способностью резать металл, его затачивают

определенным образом.

Режущий клин

стружка

( - задний угол, ( - передний угол

Режущий клин врезается в заготовку и срезает метал.

Стружка бывает трех типов.

1. Сливная, от вязких пластичных материалов.

2. Стружка скалывания.

При обр-ке материалов

средней твердости.

3. Сыпучая

При обработке хрупких материалов.

Объем стружки при механической обработке ~30% по массе идет в стружку,

основная проблема: нужно организовать сбор стружки.

Процесс резания осуществляется с определенными силами: сила резания:

Pz=f(t, s, v, km). Она достигает значительных величин до нескольких тыс.

кН. И нужна соответствующая

Мощность: N=Pz*V/(60*103) кВт

Работа, затрачиваемая на процесс резания, расходуется:

на упругую и пластическую деформацию металла;

на его разрушение; а также на преодоление сил трения при сходе стружки по

передней поверхности. По стальной пов-ти: f=0,1-0,2.

Большая часть этой работы ~95% превращается в тепло.

В среднем стружкой отводится 30-80% тепла, в заготовку 30-40%, в инструмент

5-10%

Из-за этого режущие кромки инструмента нагреваются 1000-1200(C, что

вызывает износ инструмента.

Износ протекает по двум поверхностям:

- по задней поверхности коэффициент износа =0,8-1,0 (образуется ленточка).

- по передней поверхности (луночка)

Чаще всего инструмент заменяю, когда износ по задней поверхности достигает

определенного значения.

Стойкость режущего инструмента – определяется в минутах непрерывного

резания. В среднем 45- 60 мин.

Зависимость себестоимости от скорости резания.

№27. Инструментальные материалы.

Режущий инструмент работает в условиях больших нагрузок, высоких

температур, высоких коэффициентах сухого трения. И они должны обладать

особыми свойствами:

- Твердость должна быть на 20-30% выше твердости обрабатываемого материала.

- Красностойкость – способность материала сохранять высокую твердость при

высоких температурах.

Инструментальные стали.

1.углеродистые инструментальные C (углерод)=0,9-1,3% (У10А, У11А, У12А). У

них твердость в закаленном состоянии HRC 60-62, но низкая красностойкость

200-250(C., Vр=15-18м/мин. Используются для изготовления ручного режущего

инструмента (метчики, напильники).

2.легированные инструментальные.: Сr, W, Vo, Ni, C (добиваются повышенных

режущих св-в. (XBГ, 9XC, XГ); HRC 62-64; красностойкость 250-300(C; Vр=15-

25м/мин. применяются для сложного фасонного режущего инструмента.

3.быстрорежущие до 19% W,Co,Cr; HRC 62-65; красностойкость 600-700(C; Vр до

80 м/мин. Применяются в виде пластинок, насажденных на державку.

Металло- и минералокерамика.

Металлокерамические твердые сплавы.

Это твердый раствор карбидов WC, TiC, TaC в кобальте Co. Получаются методом

порошковой металлургии.

В основном используются в виде пластинок разных форм, которые насаживаются

на державку.

1) вольфрамовые ВК ВК2 ВК6 ВК8 ВК15 (содержание Со). Обр-ка чугунов,

тв. металлов.

2) титановольфрамовые ТК Т30К4 Т15К16 Т5К10 . Обр-ка сталей.

3) титано-танталовольфрамовые ТТК ТТ17К2 ТТ10К8

Пластинки твердых сплавов обладают высокой твердостью. HRC 86-92. (по шкале

А), красностойкость 800-1000(С, Vр до 400 м/мин. Большой недостаток –

высокая хрупкость.

Поворачивают

Выпускаются сменные многогранные пластинки СМП. Бывают 4-гранные,

пяти. Крепят механическим способом. Для повышения стойкости наносят

специальные пленки.

Твердые сплавы – основной инструментальный материал для самого широкого

круга инструментов. Позволяет обрабатывать самые вязкие и стойкие стали и

сплавы.

Минералокерамика

Синтетический материал на основе глинозема Al2O3. Получают пластинки

большой твердости HRC 91-93, высокая красностойкость 1200(С, высокая

износостойкость. Применяется в пластинках СМП, но очень хрупкий материал,

только в чистовой обработке (в основном точение), без ударов и вибрации. ЦМ-

322.

Синтетические сверхтвердые материалы (СТМ).

В их основе лежит кубический нитрид бора с добавлением Al2O3. Композит: эль

бор, гексанит.

При высоком давлении и высоких температурах происходит спекание нитридов,

которые синтезируются в виде столбиков h=4-6мм. Эти материалы по твердости

близки к алмазу ~на 10% меньше. По красностойкости превосходят алмаз 1300-

1400(С. Vр около 500м/мин (сталь). Vр около 1000м/мин (цв. сплавы)

Но большая хрупкость.

Абразивные материалы

Применяются для изготовления абразивных инструментов, применяемых при

абразивной обработке, которая обеспечивает получение наивысшей точности и

чистоты поверхности. 0,5-1 мкм, Rа 0,06 мкм

Их получают в виде хрусталиков, все искусственные. Материал имеет высокую

твердость, красностойкость 1800-2000(С, Vр=100м/с

Электрокорунд.

Al2O3, Недорогой, светлого вида, средней твердости. Применяется для

обработки сталей.

Карбид кремния SiC.

Получается искусственным путем. Порошок зеленого цвета (или черного). Более

твердый материал, но менее прочный. Применяется для обработки чугунов, для

заточки твердосплавного инструмента.

Синтетический алмаз

Мелкие кристаллы. Порошок светло-серого цвета. Применяются для механической

обработки, шлифования твердых и хрупких материалов, заточки твердосплавного

инструмента. Но низкая красностойкость 700(С

Нитрид бора.

Синтетический сверхтвердый. Применяется для обработки стальных, вязких

деталей.

№28. Металлорежущие станки, классификация.

Это машина для обработки изделий из металлов путем снятия стружки режущим

инструментом.

Это основное средство производства в механических цехах.

Деталь должна пройти обработку не на одном, а на нескольких станках. (от 3-

5 до 20-30 разнообразных станков). Станки применяются в определенном

сочетании, различаясь технологическим методом обработки.

Качество парков металлорежущих станков решающим образом определяют качество

продукции и эффективность производства. Все фирмы совершенствуют

оборудование. Уровень станкостроения определяет технический прогресс

государства.

В основу классификации МРС положен метод обр-ки, который характеризуется

видом обрабатываемых поверхностей и применяемых режущих инструментов.

1.Токарные: Обрабатываются разнообразные тела вращения, валы. Инструмент –

Разнообразные резцы.

2.Сверлильные и расточные: Для обработки отверстий. Сверление для

расточения и расширения отверстий. Инструмент – сверла, зенкеры.

3.Шлифовальные и доводочные. Поверхности всех видов. Абразивный инструмент.

4.Комбинированные: Электро-физические методы обработки.

5.Зубо-резьбо-обрабатывающие. Для обработки зубчатых колес, шестеренок,

очень сложные пов-ти.

6.Фрезерные. Плоские поверхности. Фрезы.

7.Строгальные, долбежные, протяжные

8.Разные. Разрезные, токарные и др. для резки металла в заготовительных

цехах.

9.Разные.Балансировочные.

Каждый из этих классов разделяются на 10 типов (токарные, револьверные,

винторезные). А внутри типов существует подразделение на типы размеров.

Согласно классификации станки имеют цифровой код:

Х Х А Х Х А

класс

тип

модернизация

(ХХ) типы размеров

модификация

Пример: 16К20 – токарный винторезный 200мм высота.; 2Н125 – сверлильный

вертикальный с мах диаметром отверстия 25мм; 6Н81 – фрезерный с 100*800

размер стола.

По степени точности станки делятся на определенные классы.

Основные: Н – нормальной

П – повышенной точности

Инструментальные:

В – высокой,

А – особо высокой,

С – особо точные станки (мастер)

По степени специализации различают:

1.универсальные – для выполнения разных операций над разными деталями.

2.специализированные – для выполнения ограниченного числа операций на

деталях широко номенклатуры.

3.специальные – одна операция над одной деталью.

Станки различают по степени автоматизации:

1) станки с ручным управлением (токарные).

2) полуавтоматы – загрузка заготовок ручная

3) автоматы с жестким циклом управления (револьверно-кулачковые автоматы).

4) станки с числовым программным управлением (быстрая переналадка).

№29. Обработка на токарных станках.

Самая многочисленная группа оборудования, встречающаяся на самых различных

заводах и предприятиях. (до 30%). Широкий спектр работ и преобладание пар

вращения в машинах и механизмах. Основной вид обработки точение,

обтачивание деталей форм вращения (валы и др.)

Самый древний тип станков.

Перемещение с помощью винта.

Основной вид применяемого инструмента – резец.

1 проходной прямой. 2 проходной, 3 упорный, 4 отрезной. Стрелка направление

S.

Резец характеризуется поперечным сечением державки, bxh – 16*16mm,30*40mm.

Основное приспособление:

Патрон

С ручным приводом, пневматическим.

Для зажима длинных заготовок - задний центр.

Для обработки полых заготовок(втулок) применяются оправки

Рассмотрим некоторые типы токарных станков.

1.токарные одно-шпиндельные автоматы (11)

Предназначены для автоматического изготовления мелких деталей из длинного

прутка, в приборостроении, часовой промышленности.

Автоматическое перемещение всех рабочих органов станка осуществляется от

одного распределительного вала с набором кулачков.

Сложные в наладке (от 3-3 часов до 2-8 смен). Обеспечивают высокую

производительность 100-150 дет/час. Высокая точность деталей.

3.Револьверные станки.

В место задней бабки станки имеют револьверную головку. Она шестигранная с

вертикальной осью и несет очень много инструментов для обр-ки.

Наличие дополнительных инструментов позволяет расширить объем работ, и

поэтому они второй тип по распространенности.

6.Токарно-винторезные станки

Наличие ходового винта, обеспечивающего согласованное перемещение супорта с

вращением шпинделя, что позволяет получить сложные винтовые поверхности.

2.Токарные многошпиндельные станки

В крупносерийном и массовом производстве.

5.Карусельные станки.

У стола вертикальная ось вращения. D (диаметр) до 12м. Тяжелые детали.

7.Токарные многорезцовые полуавтоматы.

Суппорт несет до 10-15 инструментов. Обрабатывает сразу, применяются в

крупносерийном производстве.

№30. Обработка на сверлильных и расточных станках.

Сверление – метод получения отверстий в сплошном металле с помощью

специальных инструментов – сверл.

Наиболее широко используются вертикально-сверлильные станки.

Основной инструмент:

1.сверла – d=1-40мм, из быстрорежущих материалов, сплавов, 11-12 квалитет.

2.Зенкеры для увеличения диаметра уже имеющихся отверстий – 9-10 квалитет,

d=6-30мм, большие d=20-120 мм.

3.Развертка – многозубый инструмент, 7-8 квалитет, z=6-12

4.Метчик – для прорезния резьбы в отверстиях, М4 - М 14 (метрическая

резьба).

Расточные станки – используются для круглых отверстий в больших деталей с

большим диаметром 100-1000мм. Наиболее часто встречаются:

Горизонтально-расточные станки

Стол станка устанавливается на салазках.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6