Контрольная_работа на тему Свойства и состав сплавов
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-07-02Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Охарактеризовать, найти примеры, описать свойства, состав, структуру и указать область применения материала пеностекло.
Сплав марки 40ХНМА
а) описать состав, микроструктуру, свойства;
б) привести примеры применения;
в) назначить режимы термообработки для конкретной детали из этого сплава;
г) описать микроструктуру и свойства после термообработки.
Железоуглеродистый сплав, содержащий 4,1% углерода:
а) построить кривую охлаждения от 1600ºС до 0ºС;
б) описать превращения на каждом участке кривой охлаждения и с применением правила фаз определить степень свободы;
в) для заданного сплава при температуре 1190ºС определить состав фаз (т.е. процентное содержание углерода в фазах), количественное соотношение фаз, количество каждой фазы в процентах при заданной температуре.
Задание №1
Впервые в мире о пеностекле как о строительном материале упомянул в своем докладе академик И.И. Китайгородский на Всесоюзной конференции по стандартизации и производству новых материалов в Москве в 1932 году. Тогда же были озвучены и теоретические принципы технологии производства этого материала. Пеностекло в научном мире вызывало настолько сильный интерес, что проблематика его экспериментального производства решалась одновременно ведущими физико-химическими лабораториями и группами ученых во многих странах.
ПЕНОСТЕКЛО имеет пористую, ячеистую структуру. Вырабатывается из тонкоизмельченного боя стекла с добавками порообразующих материалов (молотый известняк, уголь) в виде плит и блоков. При нагреве частицы стекла начинают сплавляться, а газы, выделяемые газообразователями, вспучивают стекломассу, образуя в ней большое количество замкнутых пор. Пористость пеностекла 80-95%, что обусловливает высокие теплоизоляционные качества материала. Пеностекло похоже на застывшую мыльную пену (как правило, серовато-зеленого цвета) с ячейками размером от долей миллиметра до сантиметра. Коэффициент теплопроводности этого утеплителя - от 0,03 до 0,1 Вт/мК. При плотности от 100 до 600 кг/м3 он выдерживает нагрузку от 5 до 75 кг/см2. Закрытопористая структура обеспечивает водонепроницаемость материала. Как и обычное стекло, он инертен к химически активным веществам, в том числе почти ко всем кислотам, не подвержен воздействию грибков и бактерий, а мышам и крысам просто не по зубам.
Сырьем для производства пеностекла могут быть практически любые силикатные отходы, например, металлургические шлаки. Пеностекло характеризуется водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, его легко обрабатывать режущим инструментом.
Краткие технические характеристики пеностекла:
Диапазон рабочих температур: от -260° С до +485° С;
Теплопроводность: 0,048 Вт/мК ( при 0° С );
Плотность: 170 кг/м2;
Предел прочности при сжатии: 0,7- 2 МПа;
Водопоглощение: 2,1% по объему;
Шумопоглощение: до 56 Дб.
Размеры:
длина - 200 - 475 мм;
ширина - 400 мм;
толщина - 60, 80, 100, 120, 140 мм.
Пеностекло в виде плит длиной 500, шириной 400 и толщиной 70-140 мм используют в строительстве для утепления стен, перекрытий, кровель и других частей зданий, а в виде полуцилиндров, скорлуп и сегментов - для изоляции тепловых агрегатов и теплосетей, где температура не превышает 300°С. Кроме того, пеностекло служит звукопоглощающим и одновременно отделочным материалом для аудиторий, кинотеатров и концертных залов.
Долговечность пеностекла и стабильность свойств во времени
Гарантированный срок эксплуатации пеностекла более 100 лет. Это подтверждается опытными вскрытиями объектов, теплоизолированных с использованием блоков из пеностекла в середине 1950-х годов. Вскрытие объектов, теплоизолированных пеностеклом более полувека назад, не выявило никаких изменений в структуре данного материал (так как он представляет собой не что иное, как обычное вспененное стекло). Именно это и делает его особо устойчивым к химически и биологически активным средам, а также к термическому воздействию.
Пеностекло позволяет удешевить строительство на 20-25%.
Прочность пеностекла, сжимаемость, механическая обработка, методы крепления
Пеностекло не уступает по прочности большинству более плотных материалов из группы средней плотности. Например, газобетоны имеют значительно более высокую плотность и коэффициент теплопроводности и, соответственно, более низкие теплозащитные свойства.
Сопоставление предела прочности на сжатие пеностекла и других материалов дает следующие значения:
прочность жестких плит из минеральной и стеклянной ваты меньше в 2 раза
прочность самых прочных плит из экструдированного полистирола меньше в 2 раза
прочность плит из спекаемого пенополистирола меньше в 10 раз
Приведенные значения прочности различных типов материалов даны для сухих образцов. В то же время влажные минераловатные и стекловатные плиты, а также плиты из пенополистирола заметно снижают свою прочность в отличие от пеностекла, не изменяющего ее из-за полного отсутствия влияния влаги на данный параметр этого материала.
Пеностекло как самый прочный теплоизоляционный материал способно без всякого дополнительного крепления выдерживать давление, обусловленное собственным весом, в пределах двух этажей. Это позволяет производить теплоизоляционные работы простым и недорогим способом обычной облицовки. Пеностекло отлично клеится, крепится и связывается любым штукатурным составом, клеем, мастикой и т.п. Обусловлено это тем, что прилипание происходит не за счет адгезии, а за счет чрезвычайно развитой поверхности пеностекла и механического сцепления поверхностей при помощи затвердевающего состава. Кроме того, пеностекло отлично обрабатывается столярными инструментами. Данное свойство применяется при теплоизоляции пеностеклом не только простых плоскостей, но и сложных фасонных изделий, а также криволинейных поверхностей. В таком случае блокам из пеностекла путем механической обработки придаются необходимые геометрические параметры.
Гигроскопичность пеностекла равна нулю. Его сорбционная влажность близка к нулю (менее 0,5%) даже в атмосфере со стопроцентной влажностью. Водопоглощение пеностекла при полном погружении в жидкость не превышает 5% от общего объема материала и обусловлено лишь накоплением влаги в поверхностном слое разрушенных при механической обработке ячеек. Водопоглощение пеностекла независимо от периода полного увлажнения не возрастает с течением времени, что позволяет эксплуатировать данный материал как при максимальной влажности атмосферы и почвы, так и непосредственно в воде. Влагопроницаемость и паропроницаемость пеностекла равны нулю, и данный материал не пропускает жидкости и пары ни одним из способов переноса вещества (конвекция, капиллярные явления, диффузия и т.п.). Значит, в отношении гидроизолирующих и пароизолирующих свойств пеностекла можно абсолютно достоверно утверждать: этот материал изолирует на 100%! Пеностекло, по химической структуре мало, чем отличающееся от обычного оконного или посудного стекла, не разрушается под воздействием воды и пара. Пеностекло вообще имеет очень высокую химическую стойкость, о чем будет сказано ниже. Смачиваемость поверхности материала водой, у пеностекла весьма невысока по причине присущих ему гидрофобных свойств.
Единственным способом, позволяющим избежать накопления влаги в волокнистом теплоизоляционном материале во время эксплуатации, является создание условий постоянной циркуляции воздуха (свободной или принудительной) внутри материала. Для этого создаются такие дорогие архитектурные решения, как вентилируемые фасады и кровли. В то же время материалы, состоящие из герметично замкнутых ячеек (пеностекло) могут использоваться при любых типах теплоизоляции, так как не отличаются значительным водопоглощением. На территории бывшего СССР, существуют сооружения, кладка которых полностью выполнена из пеностекла. Десятилетия эксплуатации подобных зданий не выявили никаких дефектов, трещин и тому подобной порчи кладки. Все это по причине легкости стен, не испытывающих перегрузок под собственным весом, и высокой прочности материала, которая позволяет не только выдерживать собственный вес, но и удерживать значительный вес кровли.
Теплосберегающий материал выпускают в виде плит и блоков, "скорлуп" для трубопроводов, а также гравия ("конкурент" керамзита). Плиты и блоки используют для утепления полов, кровель и стен жилых зданий (в том числе и высотных), хозяйственных сооружении.
Благодаря небольшому весу материал пригоден для строительства на "слабых" грунтах (снижается нагрузка на фундамент) и надстройки верхних этажей. Он годится для создания "плавучих" и огнезащитных конструкций, для изоляции оборудования, работающего при температурах до 500 C.
Щебень, образующийся при распилке материала, а также гранулы, применяются в качестве теплоизоляционной засыпки в конструкциях крыш и чердаков. Они участвуют в производстве легких бетонов.
Если предположить, что пеностекло начнет разрушаться, то продукты деструкции будут столь же безопасны, как и блоки из пеностекла. В результате его разрушения получаются крошки (фракцией в миллиметры), представляющие собой многогранные (без острых граней) узлы материала между ячеек.
Обладая полной влагонепроницаемостью, пеностекло не требует наличия паронепроницаемой прокладки, а при повреждении верхнего слоя покрытия препятствует проникновению влаги в помещение. Коэффициент линейного расширения его такой же, как у бетона, следовательно температурные колебания в одинаковой степени воздействуют на оба материала. В случае пожара наружные и внутренние повреждения окажутся минимальными, так как пеностекло не горит и не выделяет дыма или токсичных газов.
Благодаря термической и химической стойкости пеностекло может быть использовано для изоляции аппаратуры и реакционных сред. Так как наружная поверхность материала состоит из множества разрезанных ячеек, то оно легко и прочно клеится мастиками, соединяется цементным раствором, штукатурится.
Экологическая безопасность
Применимо для любых видов строительства резервуаров и технологических линий в пищевой и фармацевтической промышленности.
Отличные монтажно-конструкционные свойства
В отличие от традиционных теплоизоляционных материалов (газобетон, пенопласты) хорошо сочетается с алюмосиликатными вяжущими (цементные, известково-цементные растворы); легко обрабатывается режущими инструментами; сверлится, прибивается гвоздями, клеится.
Низкая плотность при высокой прочности:
снижает нагрузку на фундамент и позволяет строить на слабых грунтах;
надстройка верхних этажей зданий;
незаменимо для теплоизоляции перекрытий, кровель полов;
незаменимый наполнитель для легковесных панелей;
позволяет изготавливать понтонные и иные плавучие конструкции.
Химическая инертность, высокая коррозионная устойчивость:
изготовление многоразовой изоляции;
время эксплуатации практически не ограничено;
безусадочность (долговременная стабильность размеров), жесткость пеностекла позволяют использовать его при создании обогреваемого пола, тротуаров, автостоянок;
использование для строительства резервуаров и трубопроводов для кислот и нефтепродуктов;
эффективен для защиты зернохранилищ, хозяйственных и жилых помещений, т.к. не разрушается грызунами и насекомыми.
Основные потребители:
строительные компании;
жилищно-коммунальное хозяйство;
индивидуальное строительство;
сельское хозяйство;
предприятия: энергетики, химической, нефтехимической, машиностроительной, пищевой, бумажной, фармацевтической, транспортные трубопроводы.
Усовершенствованием пеностекла занимаются и в Красноярском научно-исследовательском физико-техническом институте. Специалисты изучают возможность использования в его производстве нефелинового шлама (остаточного продукта переработки нефелиновой руды).
Создание производства пеностекла и выход данного материала на рынок теплоизоляционных изделий позволит улучшить экологическую ситуацию и вследствие этого снижение использования опасных материалов, например, асбестсодержащих, которые полностью запрещены к применению в Европе, но продолжают использоваться в России. Альтернативы использованию пеностекла сейчас не существует, если мы хотим в будущем строить недорогое, безопасное и долговечное жилье.
Задание №2
40ХНМА (40ХН2МА) - хромоникельмолибденовая сталь. Легированная конструкционная сталь, в состав которой входят:
Х- хром;
Н- никель;
М- молибден;
Примеси P, S, Mn, Si.
Элементы C, Mn, Ni понижают температуру линии GS (рис.4) и повышают температуру полиморфного превращения. Элементы Mn, Cr, Mo являются карбидообразующими (элементы перечислены в порядке их карбидообразующей способности). При введении в сталь карбидообразующего элемента в небольшом количестве образование карбида этого элемента чаще всего не происходит. В этом случае атомы легирующего элемента частично замещают атомы железа в пространственной решетке.
Сталь 40ХНМА содержит (в среднем) 0,40% С, 0,17-0,37% Si, 1,25-1,65% Ni, 0,6-0,9% Cr, 0,15-0,25% Mo и относится к высококачественным, на что указывает в конце марки буква «А». Сталь относится к среднеуглеродистой, приобретает высокие механические свойства после термического улучшения- закалки (в масле) и высокого отпуска (550-700ºС) (рис.1). Данная сталь относится к глубокопрокаливающимся сталям, предназначенным для деталей с поперечным сечением 100мм и более. Их комплексное легирование обусловлено тем, что применение чисто хромоникелевых сталей нецелесообразно, так как они имеют сильно выраженную склонность к обратимой отпускной хрупкости. Для ее устранения многие детали небольших размеров из этих сталей охлаждают после высокого отпуска в масле, а более крупные детали – в воде. Но охлаждение в воде для многих крупногабаритных деталей из данного материала не приводит к достаточно быстрому охлаждению внутренних частей, в которых развивается отпускная хрупкость. Для предотвращения этого дефекта сталь легируют молибденом. Небольшие детали из этой стали после высокого отпуска можно охлаждать на воздухе, а более крупные – в масле. Механические свойства данной стали приведены на рис.2.
Рис.1.Режим высокого отжига конструкционной стали
Рис.2. Механические свойства данной стали
Легирующие элементы повышают устойчивость переохлажденного аустенита, снижают критическую скорость закалки и увеличивают прокаливаемость. Возможность менее резкого охлаждения при закалке уменьшает в них напряжения и опасность образования трещин.
Сталь относится к мартенситному классу, закаливается на воздухе, обладает малой склонностью к хрупкому разрушению, хорошо работает при динамических нагрузках и в условиях пониженных температур. Сталь слабо разупрочняется при нагреве и может применяться при температурах до 300-400ºС. Сталь предназначена для деталей наиболее ответственного назначения (коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали. Валки для холодной прокатки металлов)
Недостатком этой стали является высокая стоимость, пониженная обрабатываемость резанием, склонность к образованию флокенов (представляют собой в изломе пятна, а в поперечном микрошлифе - трещины).
Химический состав в % материала 40ХНМА, по ГОСТ 4543-71
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Mo | Cu |
| 0.37-0.44 | 0.17-0.37 | 0.5-0.8 | 1.25-1.65 | до 0.025 | до 0.025 | 0.6-0.9 | 0.15-0.25 | до 0.3 |
Температура критических точек, ºС
| Ас1 | Ас3 | Аr1 |
Ar3
730
820
380
550
Рассмотрим термообработку вала d=40мм.
I Закалка 850°С, масло. Отпуск 620 °С, закалка ТВЧ.
Закалка – термическая обработка, в результате которой в сплаве образуется неравновесная структура. Конструкционную сталь закаливают для упрочнения.
После закалки на мартенсит и высокого отпуска свойства легированной стали определяются концентрацией углерода в мартенсите. Чем она выше, тем больше твердость и прочность, ниже ударная вязкость. Легированные элементы влияют на механические свойства косвенно, увеличивая или уменьшая концентрацию углерода в мартенсите. Карбидообразующие элементы (Cr, Mo,) увеличивают прочность связи атомов углерода с атомами твердого раствора, снижают термодинамическую активность (подвижность) атомов углерода, способствуют увеличению его концентрации в мартенсите, т.е. упрочнению. Таким образом, задача закалки — получение структуры мартенсита с максимальным процентным содержанием углерода.
При нагреве до температуры 730°С структура сплава остается постоянной – перлит. Как только пройдена точка Ас1 на границах зерен перлита начинает зарождаться аустенит. В нашем случае мы имеем полную закалку, т.к. температура превышает Ас3 , то весь перлит переходит в аустенит. Таким образом, нагрев до 820°С мы получили однофазную структуру - аустенит, при этом при повышении температуры после 800°С зерно растет.
Для получения мартенситной структуры необходимо переохладить аустенит до температуры мартенситного превращения, следовательно, скорость охлаждения должна превышать критическую. Такое охлаждение наиболее просто осуществляется погружением закаливаемой детали в жидкую среду (вода или масло), имеющую температуру 20-25°С. В результате такой обработки получается теплостойкий мартенсит, с некоторым количеством остаточного аустенита.
II Отпуск при 620°С 1,5 часа в воде.
Отпуск – термическая обработка, в результате которой в предварительно закаленных сталях происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной.
40ХНМА подвергается отпуску при t = 620°С — высокий отпуск. При этом надо учитывать, что при температурах отпуска более 500°С охлаждение производят в воде.
При высоких нагревах в углеродистых сталях происходят изменения структуры, не связанные с фазовыми превращениями: изменяются форма, размер карбидов и структура феррита. Происходит коагуляция: кристаллы цементита укрупняются и приближаются к сферической форме. Изменения структуры феррита обнаруживаются, начиная с температуры 400°С: уменьшается плотность дислокаций, устраняются границы между пластинчатыми кристаллами феррита (их форма приближается к равноосной). Снимается фазовый наклеп, возникший при мартенситном превращении. Ферритно-карбидную смесь, которая образуется после такого отпуска, называют сорбитом отпуска.
После I и II пунктов необходимо провести закалку током высокой частоты (ТВЧ) – закалка поверхности: при большой частоте тока, плотность тока в наружных слоях проводника оказывается во много раз больше, чем в сердцевине. В результате почти вся тепловая энергия выделяется на поверхности и нагревает поверхностный слой до температуры закалки. Охлаждение осуществляется водой, подающейся, как правило, через спрейер.
При этом поверхностные слои упрочняются, в них возникают значительные сжимающие напряжения.
Характеристика материала 40ХНМА
| Марка | 40ХН2МА ( 40ХНМА ) | |
| Заменитель | 40ХГТ, 40ХГР, 30Х3МФ, 45ХН2МФА | |
| Вид поставки: | Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 259071, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8479-70. | |
Механические свойства при Т=20oС материала 40ХНМА
| Сортамент | Размер | Напр. | σв | σT | d5 | y | KCU | Термообработка |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Пруток | Æ 25 |
| 1080 | 930 | 12 | 50 | 780 | Закалка и отпуск |
Технологические свойства материала 40ХНМА
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
| Свариваемость : | |
| без ограничений | сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | сварка возможна при подогреве до 100-120º и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300º при сварке, термообработка после сварки - отжиг |
Свойства:
· Температура ковки — Начала 1220, конца 800. Сечения до 80 мм - отжиг с перекристаллизацией, два переохлаждения, отпуск.
· Обрабатываемость резанием — в горячекатаном состоянии при НВ 228-235 σB = 560 МПа Ku тв.спл. = 0.7, Ku б.ст. = 0.4.
Коррозийная стойкость
| Вид коррозии | Среда | t, °С | Длительность, ч
Механические свойства при комнатной температуре
Технологические характеристики
Задание №3 Для построения, описания превращений на каждом участке кривой охлаждения построим диаграмму состояния Fe - Fe3C (рис.3.), на ней вертикальной прямой, параллельной оси температур укажем железоуглеродистый сплав, содержащий 4,1% углерода. Рис.3. Диаграмма состояния Fe - Fe3C Рассмотрим превращения, совершающиеся в высокоуглеродистом сплаве- чугуне, содержащем 4,1% углерода. В доэвтектическом сплаве, т.е. сплаве, содержащем углерода меньше 4,3%, но больше 2,14% (наш сплав находиться в этих пределах), кристаллизация сплава (точка 1, лежащая на линии ликвидус) начинается с выделения аустенита из жидкого раствора. При последующем охлаждении происходит выделение кристаллов аустенита переменного состава (аустенит кристаллизуется в форме дендритов, которые, как правило, обладают химической неоднородностью, называемой дендритной ликвацией), концентрация которых определяется линией солидус (AHJECF), жидкость имеет концентрацию в соответствии с положением линии ликвидус (ABCD). В точке 2 при 1147ºС ,т.е. при пересечении вертикали 1-2-3 с горизонталью ECF (1147ºС), количество жидкости соответствует отрезку Е-2. Первичные выделения аустенита изменяют свою концентрацию при охлаждении от точки 2 до точки 3. При охлаждении из аустенита, структурно свободного и входящего в ледебурит, выделяется вторичный цементит. Обедненный вследствие этого аустенит при температуре 727 ºС превращается в перлит (точка 3). Структура доэвтектического чугуна показана на рис.5а-5б. После окончательного охлаждения данный чугун имеет структуру: перлит, ледебурит (который состоит из перлита и цементита) и вторичный цементит. Как правило, чем больше в чугуне углерода, тем меньше перлита и больше ледебурита. Крупные темные поля на фоне ледебурита – перлит, образовавшийся из структурно свободного аустенита. Рис.4. Кривая охлаждения от 1600 ºС до 0 ºС Рис.5а. Типичная структура железоуглеродистого сплава. Белый доэвтектический чугун (эвтектический монолитный цементит и перлит). Увеличено в 500 раз. Рис. 5б. Типичная структура железоуглеродистого сплава. Белый доэвтектический чугун: дендриты первичного аустенита (и ледебурит). Увеличено в 150 раз. Под числом степеней свободы системы понимают число внешних и внутренних факторов (температура, давление, концентрация), которое можно изменять без изменения числа фаз в системе. с= k-f+1 (при условии, что все превращения в металле происходят при постоянном давлении),где f- число фаз; k – число компонентов. В области ниже 727 ºС имеется две фазы – феррит и цементит, в области от 1147 ºС- аустенит и цементит. Начиная с температуры точки 1, из жидкого сплава кристаллизуется твердый раствор. Процесс протекает при понижающейся температуре, так как согласно правилу фаз в двухкомпонентной системе при наличии двух фаз число степеней свободы будет равно единице (с=2+1-2=1 моновариантная система). Аналогично определяем степень свободы на других участках рис.4. Определим для заданного сплава при температуре 1190 ºС состав фаз. Для определения состава фаз, лежащего между линиями ликвидус и солидус, нужно провести через данный температурных уровень линию, параллельную оси концентрации до пересечения с линиями ликвидус и солидус. Тогда проекция точки пересечения этой линии с ликвидусом (точка f) на ось концентрации укажет количество углерода в жидкой фазе (т.е. 4,2% С), точка пересечения с линией солидус (k)- в составе твердой фазы (1,9% С). Для того чтобы определить количественное соотношение фаз, через заданную точку проводим также горизонтальную линию. Отрезки этой линии между заданной точкой и точками, определяющими составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз. Если массу сплава считать равной единице (или 100%) и изображать отрезком kmf, то масса кристаллов в точке m у данного сплава равна (в %) отношению Количество жидкости при данной температуре и содержании углерода 4,1% равно Отношение количества твердой и жидкой фаз определяется соотношением
Список литературы 1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1990.-528 с.: ил. 2. Гуляев А.П. Материаловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.:Металлургия, 1986. 544с. 3. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова.- 2-е изд., испр. и доп.- М.: Машиностроение, 1986. – 384 с., ил. 4. http://www.muster.alterweb.ru 5. http://teplo.atlas-stroi.ru 6. http://tm.msun.ru 1. Ознакомление с типами деталей. Ознакомление со сверлильным оборудованием и его технологическими возможностями. Изучение схем обработки заготовок на сверлильных станках Современные сверлильные станки предназначены для сверления сквозных и глухих отверстий в сплошном материале и для финишной обработки отверстий, полученных в заготовке другим способом. Также сверлильные станки применяют: для рассверливания отверстий, обеспечивающего высокую точность и шероховатость обрабатываемой поверхности; нарезания внутренней резьбы; вырезания дисков из листового материала и выполнения подобных операций сверлами, зенкерами, развертками, метчиками и другими инструментами, для зенкерования торцовых поверхностей. Сверлильные станки позволяют производить данные технологические операции, предназначенные для образования в основании просверленного отверстия гнезд с плоским дном под головки винтов и болтов, для раскатывания отверстий специальными оправками. Технологические возможности сверлильных станков не исчерпываются перечисленными работами. На сверлильных станках можно развальцовывать полые заклепки, обрабатывать многогранные отверстия, а также выполнять другие операции. Применяя специальные приспособления и инструменты, на сверлильных станках можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале («трепанирование»), притирать точные отверстия и т. д. Сверлильные станки используют в механических, сборочных, ремонтных и инструментальных цехах машиностроительных заводов, а также в ремонтных мастерских, обслуживающих транспорт, стройки, сельское хозяйство. На станках сверлильной группы обработка отверстий производится сверлами, зенкерами, развертками, зенковками и другими инструментами, нарезание резьбы — метчиками. Существуют следующие типы универсальных сверлильных станков: настольно сверлильные станки (мини сверлильные станки настольные одношпиндельные, в т.ч. с ЧПУ) вертикально сверлильные станки (вертикальные, одношпиндельные, в т.ч. с ЧПУ) радиально сверлильные станки (радиальные, в т.ч. с ЧПУ) многошпиндельные сверлильные станки, в т.ч. с ЧПУ станки для глубокого сверления, в т.ч. с ЧПУ Основные характеристики сверлильных станков — наибольший условный диаметр сверления в стали средней твердости, номер конуса шпинделя, вылет шпинделя, наименьшие и наибольшие расстояния от торца шпинделя до стола и до фундаментной плиты. В зависимости от области применения РАЗЛИЧАЮТ СТАНКИ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СВЕРЛИЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ, предназначенные для обработки сверлением конкретных изделий, например, путем их оснащения многошпиндельными сверлильными и резьбонарезными головками и автоматизации цикла работы с помощью электрических, гидравлических и других устройств и механизмов. Модели сверлильных станков обозначают буквами и цифрами. Первая цифра обозначает, к какой группе относится станок, вторая — к какому типу, третья и четвертая цифры характеризуют размер станка или обрабатываемой заготовки. Буква, стоящая после первой цифры, означает, что данная модель станка модернизирована (улучшена). Если буква стоит в конце, то это означает, что на базе основной модели изготовлен отличный от него станок. НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫМИ в общем машиностроении являются ВЕРТИКАЛЬНО, РАДИАЛЬНО СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ И НАСТОЛЬНО СВЕРЛИЛЬНЫЕ. Настольно-сверлильные станки Настольные сверлильные станки - самого малого типоразмера среди сверлильных станков. Они предназначены для сверления отверстий небольшого диаметра в среднем до 16мм в малых корпусных деталях. Эти мини сверлильные станки устанавливаются на столе. Станки позволяют сверлить, рассверливать, зенкеровать и зенковать, развертывать отверстия диаметром до 9-18 мм, нарезать метрическую резьбу метчиками в изделиях из черных и цветных металлов, неметаллических материалов. Настольно-сверлильный станок НС-16 (Рис.1) предназначен для сверления отверстий диаметром до 16 мм, сверлами, как с цилиндрическим, так и коническим хвостовиком (конус Морзе2). Может быть использован в ремонтных и производственных цехах, участках, в передвижных ремонтных мастерских.
Рис. 1 Основные технические характеристики станка НС-16:
В вертикально-сверлильных станках главным движением v является вращение шпинделя с закрепленным в нем инструментом, а движением подачи Sx — вертикальное перемещение шпинделя. Обрабатываемую заготовку устанавливают на столе или непосредственно на фундаментной плите, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки. Основными узлами вертикально-сверлильного станка являются станина (стойка, колонна), фундаментная плита, коробка скоростей, шпиндель, коробка подач и механизм подачи, стол. Вертикально сверлильные станки 2C125 (Рис.2) применяются для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развертывания и нарезания резьбы в различных видах металлических и неметаллических деталей быстрорежущим и твердосплавным инструментом. Отличительные особенности вертикально сверлильного станка 2С125: 9 частот вращения шпинделя 2 автоматические подачи шпинделя Муфта перегруза Рабочий стол с механизмом регулирования высоты на основе рейковой подачи 420х300мм Основание рабочей поверхности 320х320
Рис.2 Радиально-сверлильные станки Станок радиально сверлильный относится к разряду универсальных, почему и стал очень популярен на производстве. Основное его назначение – обрабатывать отверстия. Способен выполнять весь ряд основных операций, свойственных радиально сверлильным станкам – сверление и рассверливание. Можно его применять и для зенкерования. К разряду основных относятся и операции развертывания, подрезки торцов, нарезки резьбы с помощью метчиков и т.д. Набор операций, выполняемых станком радиально сверлильным, можно значительно увеличить, применив приспособления и специальные инструменты. Например, применение соответствующей оснастки на радиально сверлильном станке 2н55 делает возможным вытачивание внутренних канавок, вырезание круглых пластин из листа и многие другие операции, которые нормально выполняются на расточных станках. В станке радиально сверлильном 2н55 используется преселективное управление скоростями и подачами, легкое гидрофицированное управление фрикционом шпинделя. Есть возможность отключить шпиндель от коробки скоростей, имеются надежные гидравлические зажимы колонны и сверлильной головки, которые могут работать, как совместно, так и раздельно. Все органы управления радиально сверлильного станка расположены на небольшом участке. Все выше перечисленное позволяет значительно сократить вспомогательное время. Если при работе на станке радиально сверлильном требуется частая смена инструмента, производители станка рекомендуют использовать быстросменный патрон, а при нарезании резьбы – предохранительный патрон для метчиков. Радиально-сверлильный станок 2C550 (Рис. 3) предназначен для обработки отверстий в средних и крупных деталях. Сверлильный станок 2C550 выполняет следующие виды работ: сверление, зенкерование, развертывание, подрезка торца и нарезание резьбы. Радиально-сверлильный станок 2C550 эффективно применяется в индивидуальном, мелкосерийном и серийном производстве. Рис. 3 Радиально-сверлильный станок 2C550. Технические характеристики
2. Ознакомление с универсальной оснасткой и режущими инструментами, используемыми при обработке заготовок на сверлильных станках. Ознакомление с методами настройки оборудования Технологическая оснастка и специальные приспособления для сверлильных станков предназначены для выполнения сверлильных операций с высокой производительностью, а также для расширения технологических возможностей сверлильных станков для возможности выполнения расточных, резьбонарезных и других работ, для производства которых необходимы другие типы металлообрабатывающего оборудования. Оснастку и приспособления к сверлильным станкам удобно разделить на две категории: первая, непосредственно режущий инструмент и оснастка, предназначенная для его крепления и расширения возможностей, вторая, приспособления для фиксирования и позиционирования в различных положениях заготовок или деталей. К первой категории относятся переходные конические втулки, сверлильные патроны, реверсивные патроны для нарезания резьбы, различные оправки и цанговые патроны, расточные головки и т.д. Ко второй категории относятся тиски различных размеров и разными возможностями поворота в одной или нескольких плоскостях, делительные столы и головки при необходимости сверления и обработки отверстий через угловые расстояния. Рис. 4 Высокоточные тиски (Рис. 4), предназначенные как для зажима деталей при чистовой обработке на металлообрабатывающих станках, так и при проведении разнообразных измерений. Несколько модификаций с выбором необходимых параметров. Рис. 5 Станочные поворотные (в горизонтальной плоскости) тиски (Рис. 5) для надёжного зажима заготовок и деталей на различных металлообрабатывающих станках. Модели тисков с различными размерами губок и шириной их разведения, весом и габаритами. Рис. 6 Тиски (Рис. 6) изготовлены из высококачественного чугуна и предназначены для различных металлообрабатывающих работ требующих надёжного закрепления детали как при одновременном повороте в вертикальной (до 90°) и горизонтальной (360°) плоскостях, так и по каждой оси отдельно. Рис. 7 Расточная головка (Рис. 7) предназначена для эксплуатации на расточных, фрезерных, сверлильно-фрезерных, расточных и других станках, в том числе и на станках с ЧПУ. Конструкция расточной головки позволяет выполнять торцевание, прямое или ступенчатое растачивание и точение поверхностей, а также проточку канавок. Рис. 8 Надёжные и простые в обращении патроны (Рис. 8) для нарезания резьбы метчиком преимущественно на станках сверлильной группы. Исполняются в различной конфигурации по посадочному конусу Морзе и по диапазону возможно нарезаемой резьбы от М2 до М20. Рис. 9 Универсальные делительные головки (Рис.9) предназначены для выполнения работ связанных с поворотом детали на заданный угол. Возможно использование на различных типах оборудования при зубофрезерных, сверлильных, разметочных, фрезерных и других операциях. Рис. 10 Цанговые патроны (Рис. 10) с оригинальной конструкцией способа зажима и дополнительной фиксацией. Предназначены для зажима цилиндрического хвостовика инструмента с применением переходных втулок-цанг с внутренним диаметром от 5 до 32 мм, и 40 мм. Возможно использование в тяжёлых условиях обработки. Рис.11 Цанговые патроны (Рис.11) для свёрл, фрез, оправок и другого инструмента с цилиндрическим хвостовиком диаметром от 3,6 до 12 мм. С возможностью выполнять различные операции на различных станках в труднодоступных местах. Рис.12 Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки. Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны (рис. 12), которые устанавливаются в пиноли задней бабки. Сверло закрепляется кулачками 6, которые могут сводиться и разводиться, перемещаясь в пазах корпуса 2. На концах кулачков выполнены рейки, которые находятся в зацеплении с резьбой на внутренней поверхности кольца 4. От ключа 5, через коническую передачу приводится во вращение втулка 3 с кольцом 4, по резьбе которого кулачки 6 перемещаются вверх или вниз и одновременно в радиальном направлении. Для установки патроны снабжаются коническими хвостовиками 1. Рис. 13. Твердосплавные сверла: а - цельные; б - с напайными пластинами; в - с коронками; 2-е механическим креплением СМП. Более широкое распространение твердосплавные сверла (Рис. 13) получили при сверлении чугунов, цветных металлов и неметаллических материалов (мрамор, кирпич, пластмассы и т.п.). При сверлении сталей часто наблюдается выкрашивание режущих кромок, особенно в виде разрушения поперечной режущей кромки. Повышение жесткости сверл, использование внутреннего напорного охлаждения и другие усовершенствования позволяют получать хорошие результаты при сверлении труднообрабатываемых сталей и сплавов, т.е. там, где быстрорежущие сверла имеют очень низкую стойкость. Рис. 14 Сверло-зенкер (Рис. 14). Инструмент предназначен для одновременного сверления и зенкерования отверстий в сплошном материале глубиной не более двух диаметров. Он состоит из короткого сверла, имеющего цилиндрический хвостовик с лапкой н пазом для стопорного винта 4, двузубого зенкера 2 с канавками для дробления стружки, насаженного на сверло, и своим замком зенкер входит в замок оправки в. Сверло-зенкер изготовляется московским заводом «Фрезер» из сталей Р18 и Р9. Зенкеры изготовляются двух видов: для обработки цилиндрических отверстий и для обработки ступенчатых, фасонных и комбинированных отверстий.
Рис. 15 Зенковки (Рис. 15). Получение конических, цилиндрических и плоских поверхностей, прилегающих к основному отверстию и расположенных концентрично с ним, осуществляется инструментами, называемыми зенковками. Для обработки отверстий под конические головки винтов и заклепок, а также для центрования деталей применяют конические зенковки. Наибольшее распространение получили конические зенковки с углом конуса при вершине 30, 60, 90 и 120° (рис, 15, а). Для обработки отверстий под цилиндрические головки и шейки, а также для подрезания торцов, плоскостей бобышек, выборки уступов и углов применяют цилиндрические зенковки с торцовыми зубьями (рис. 15, б). Иногда зенковки с торцовыми зубьями называют цековками (рис. 15, в).
Рис. 16 Развертки изготовляются цилиндрические, ступенчатые и конические. Ручная цилиндрическая развертка (рис. 16) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика; рабочая часть, в свою очередь, состоит из заборной (режущей) части, калибрующей части и заднего конуса. Канавки между зубьями развертки образуют режущие кромки; канавки предназначены для размещения стружки. Для повышения качества поверхности при ручной обработке зубья разверток располагаются по окружности с неравномерным шагом. Машинные развертки изготовляются с равномерным шагом, причем число зубьев у них должно быть четным. Рабочая часть этих разверток в отличие от ручных более короткая. Машинные развертки чаще всего делаются насадными и регулируемыми. 3. Ознакомление с измерительными инструментами, используемыми при контроле точности размеров и формы поверхностей обрабатываемых заготовок на сверлильных станках. Изучение методов обеспечения заданной точности Штангенинструмент. Обобщенное название средств измерения и разметки внешних и внутренних размеров. Штангенинструмент представляет собой две измерительные поверхности, между которыми устанавливается размер, одна из которых составляет единое целое с линейкой (штангой), а другая соединена с двигающейся по линейке рамкой. На линейке находится через 1 мм деления, на рамке устанавливается или гравируется нониус. Рис. 17. Штангенциркуль. 1 - губки для внутренних измерений, 2 - рамка, 3 - зажим рамки, 4 - штанга, 5 - линейка глубиномера, 6 - шкала штанги, 7 - нониус, 8 - губки для наружных измерений. Микрометрический глубиномер Рис. 18. Микрометрический глубиномер: 1 - основание, 2 - микрометрическая головка, 3 - стопор, 4 - сменные измерительные стержни, 5 - установочная мера. Нутромер. Измерительное средство для определения внутренних линейных размеров, устанавливаемое при измерении на детали. Измерения производятся двумя сферическими наконечниками, расположенные под углом 180 градусов. Рис. 19. Нутромер со стрелочной отсчетной головкой и угловой передачей. 1 - отсчетное устройство, 2 - подвижный стержень, 3 - центрирующая планка (мостик), 4 - скругленные поверхности (опоры), 5 - неподвижный стержень, 6 - контргайка, 7 - ручка, 8 –винт. Резьбоизмерительные инструменты. Резьбоизмерительные приборы - средства измерения и контроля резьбы. Различают резьбоизмерительные инструменты для комплексного контроля и измерения отдельных параметров, наружной и внутренней резьб, цилиндрической и конической резьб, ходовых винтов и т.д. Наибольшим разнообразием отличаются резьбоизмерительные инструменты для измерения наружных резьб. Внутренние резьбы обычно измеряют по слепкам. Для измерения отдельных параметров резьбы используют микрометры, оптиметры, нутромеры. Измерение профиля резьбы в деталях с относительно крупным шагом производят приборами измерительный узел которых разворачивается на угол профиля резьбы, а наконечник перемещается вдоль ее боковой поверхности. Шаг резьбы определяют в осевом сечении на инструментальных и универсальных микроскопах и проекторах. Калибр. Измерительный бесшкальный инструмент, предназначенный для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделий. Контроль состоит в сравнении размера изделия с калибром по вхождению или степени прилегания их поверхностей. Такое сравнение позволяет рассортировать изделия на годные (размер находится в пределах допуска) и бракованные, с возможным исправлением или неисправимые. Рис. 20. Контроль отверстия и вала предельными калибрами: а - детали годные, б - размер деталей меньше допустимого, в - размер деталей больше допустимого наибольшего 4. Ознакомление с методами транспортировки заготовок и деталей в цехе. Организационная структура цеха. Виды конструкторской и технологической документации Работа современного промышленного предприятия, связана с перемещением значительного количества разнообразных грузов как за пределами, так и внутри завода. На предприятия доставляются материалы, топливо, комплектующие изделия и другие материальные ценности, а с предприятия вывозятся готовая продукция и отходы производства. Внутри предприятия с общезаводских складов производится транспортировка в цехи материалов, комплектующих и других изделий; между цехами — заготовок, деталей, сборочных единиц; из цехов в соответствующие пункты назначения — готовой продукции и отходов. Внутри цехов заготовки, детали и сборочные единицы перевозятся между кладовыми и участками, с одного участка на другой, а на участках — между рабочими местами. Функции транспортного хозяйства не ограничиваются только перемещением грузов. В ходе перевозок (особенно внутризаводских и внутрицеховых) нередко осуществляются определенные технологические процессы: остывание металла, усреднение химического и фракционного состава сыпучих материалов и т.п., т.е. транспортные операции являются частью производственного процесса и работа транспорта во многом определяет общую длительность производственного цикла, качество и себестоимость продукции. Основные задачи транспортного хозяйства предприятия: 1.Бесперебойная транспортировка грузов, обеспечивающая ритмичность хода производства. 2.Обеспечение сохранности перемещаемых предметов. 3.Полное использование транспортных средств. 4.Минимизация транспортных расходов. Решение данных задач обеспечивается рациональной организацией транспортного хозяйства, четким планированием работы транспорта, обоснованным выбором транспортных средств, механизацией и автоматизацией погрузоразгрузочных работ. На предприятиях используют различные виды транспортных средств (табл. 1). Табл. 1 Внутрицеховой транспорт находится в ведении того цеха, где он применяется. Для эксплуатации, технического обслуживания и ремонта средств специального (технологического) транспорта в цехах могут создаваться специализированные подразделения. Для внутрицеховых грузоперевозок используются разнообразные средства безрельсового электротранспорта и подъемно-транспортные машины (электропогрузчики и мультикары) и специальный (технологический) транспорт. Виды используемых на предприятии транспортных и погрузочноразгрузочных средств зависят от типа и масштаба производства, а также от характера выпускаемой продукции. В крупносерийном и массовом производстве широко применятся специальный (технологический) транспорт непрерывного действия. При условии равномерного грузопотока в течение рабочего дня и постоянных точек погрузкивыгрузки используются средства непрерывного транспорта в виде различных конвейеров и монорельсовых путей с электрическими тельферами. В поточном производстве в качестве средств межоперационного транспорта используются конвейеры различной конструкции. На автоматических поточных линиях (станочных и других) применяются специальные встроенные транспортные устройства (транспортные роторы и конвейеры, автооператоры, кантователи и т.д.). На предприятиях единичного и серийного производства в обрабатывающих и сборочных цехах применяются электрические мостовые краны, кранбалки с тельферами, консольные краны, мультикары. В дополнение к универсальным подъемно-транспортным средствам для оснащения цехов со специфическим производством часто требуются специальные подъемно-транспортные устройства, приспособления и тара (например, в литейных цехах для перемещения формовочных земель, форм, жидкого металла). В гибких производственных системах создаются транспортнонакопительные подсистемы, в которых используются специальные автоматические устройства (промышленные роботызагрузчики, роботыштабелеры, роботокары, поворотные столыперегружатели, транспортеры и т.п.). Организационная структура цеха. Каждое предприятие может формировать свою организационную структуру, используя типовые блочные решения в том или ином сочетании. В условиях акционерного общества рекомендуется разрабатывать типовые решения ИВЦ отдельно, применительно к головному предприятию, производственной единице. Научно-обоснованное проектирование новых и рационализация действующих структур управления является важнейшим направлением совершенствования управления промышленным производством. Исходной базой при проектировании структур управления является содержание деятельности и структура объекта управления, т.е. производства и вытекающих из него функций управления и факторов, влияющих на объём управленческой деятельности. После изучения функций и факторов, приступают к непосредственному проектированию структуры управления. Вначале берут за основу типовую структуру целостной организации системы управления предприятием. Затем на основе отраслевых рекомендаций разрабатывается структура, учитывающая специфику и условия данного конкретного предприятия. При этом используется так называемый блочный подход. Далее определяется численный и квалификационный состав сотрудников, необходимых для эффективного управления предприятием. И, наконец, наступает этап согласования содержания и организационных форм управления. Завершает процесс проектирования построение конкретной схемы управления предприятием. Виды конструкторской и технологической документации. В зависимости от назначения технологические документы (далее - документы) подразделяют на основные и вспомогательные. К основным относят документы: - содержащие сводную информацию, необходимую для решения одной или комплекса инженерно-технических, планово-экономических и организационных задач; - полностью и однозначно определяющие технологический процесс (операцию) изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия). К вспомогательным относят документы, применяемые при разработке, внедрении и функционировании технологических процессов и операций, например карту заказа на проектирование технологической оснастки, акт внедрения технологического процесса и др. Основные технологические документы подразделяют на документы общего и специального назначения. К документам общего назначения относят технологические документы, применяемые в отдельности или в комплектах документов на технологические процессы (операции), независимо от применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий), например карту эскизов, технологическую инструкцию. К документам специального назначения относят документы, применяемые при описании технологических процессов и операций в зависимости от типа и вида производства и применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий), например маршрутную карту, карту технологического процесса, карту типового (группового) технологического процесса, ведомость изделий (деталей, сборочных единиц) к типовому (групповому) технологическому процессу (операции), операционную карту и др. Виды основных технологических документов, их назначение и условное обозначение приведены в табл. 2. Таблица 2
2. Реферат на тему The Edible Woman Essay Research Paper Achieving 3. Курсовая Денежно-кредитная политика государства, её задачи и роль в рыночной экономике 4. Реферат на тему The Matrix Essay Research Paper Reality Bytes 5. Реферат Функции и происхождение денег 6. Реферат на тему Фортификация ранней римской империи и эпохи раннего принципата 7. Реферат Структура служб управления персоналом в крупных организациях 8. Реферат Правовое положение АО 9. Реферат Разработка програмы продвижения товаров услуг 10. Курсовая на тему Русско французские отношения последней трети XIX века | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
.
