Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке модели 183

2 (2).docx

Государственный политехнический университет
Теххнологии конструкционных
материалов и материаловедение
По Лабораторной работе № 4
Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке
Студент группы № 10213
Масленченко Илья Михайлович
Барон Юрий Михайлович
Название и цель работы.
1 Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке.
2 Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
3 Название и модель станка.
Название станка: копировально-прошивочный станок
Модель: 183(токарный настольно-свирельный станок)
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель назначение мощность достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости обработанных поверхностей основные части станка.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Условие электроискрового прошивания(таблица 1)
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлетродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Результаты экспериментов (таблица 2)
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V мм3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
2 Расчет Объем удаленного металла и Производительности.
; VУМ=13(9.7624 +9.762*9.932+(9.93)24)
ПV=24.233.24; ПV=7.47мм3мин
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания. (табл. 3)
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 11
Шероховатость отверстия
3. Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 3 сила тока I = 12A емкость конденсаторов C = 90 мкФ
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

ультрозв.обработка.rtf

Соглашение об использовании
Материалы данного файла могут быть
использованы без ограничений для
написания собственных работ с целью
последующей сдачи в учебных
Во всех остальных случаях полное или
частичное воспроизведение
размножение или распространение
материалов данного файла допускается
только с письменного разрешения
Московский Государственный Вечерний
по курсу «Технология материалов и
Тема: «Ультразвуковая размерная
Студентка: Сыромятникова Е. А.
Преподаватель: Гузенкова А. С.
В данной реферативной работе
описывается ультразвуковая размерная
В работе рассказывается о том что
такое ультразвуковая обработка какие
существуют разновидности её на данный
момент где применяются ультразвуковые
технологии. Так же описаны
преимущества и недостатки
ультразвуковой размерной обработки.
Описано оборудование для её проведения
и дана конструктивная схема
ультразвукового станка.
Технология ультразвуковой размерной
Недостатки ультразвуковой обработки
Оборудование для ультразвуковой
Список использованной литературы12
Технологии мощного ультразвука - это
совокупность промышленных
технологических процессов и методов
обработки материалов основанных на
использовании воздействия ультразвука
значительной интенсивности на
вещество и на характер протекания
физико-химических процессов. Для
получения ультразвука значительной
интенсивности используются
специальные акустические
системы.Область применения
технологий мощного ультразвука
довольно широка: промышленность наука
медицина. Большинство
основывается на совместном действии
ряда факторов и явлений использующих
как правило нелинейные эффекты в
На данный момент существует несколько
видов ультразвуковой обработки:
Ультразвуковая сварка нашла
применение для сваривания металлов и
пластмасс. Сварка пластмасс - наиболее
перспективный способ сварки
термопластичных полимеров который
обладает целым рядом присущих только
ему уникальных особенностей а именно:
производить сварку фасонных изделий из
жестких пластмасс на большом удалении
от места ввода ультразвука ( до 200-250 мм );
производить сварку многослойной
конструкции из мягких пластмасс и
армированных тканей из искусственных
производить сварку полимеров которые
не свариваются или плохо свариваются
другими способами сварки
(полиэтилентерефталатные и
полиамидные пленки изделия из
фторопласта-4 искусственные кожи и др.);
производить прецизионную закладку
металлических деталей в пластмассу
(устраняя таким образом дорогую
технологию литья деталей по закладным
производить сварку полимеров по
загрязненным поверхностям не требуя
их предварительной очистки и
обезжиривания (это особенно важно при
упаковке сыпучих жидких и
пастообразных продуктов);
во время сварки практически не
происходит выделение вредных летучих
веществ что делает ее экологически
высокая степень повторяемости и
Ультразвуковая пропитка основана на
звукокапиллярном эффекте. При этом
пропиточная жидкость как бы "вгоняется
в капилляры и время пропитки
сокращается в десятки раз. Этот метод
используют и для пропитки
электротехнических изделий: обмоток
трансформаторов роторов статоров
катушек и др. а также для герметизации
литых пористых деталей. В результате
время пропитки сокращается в несколько
раз и в ряде случаев производится
одноразовая пропитка вместо двух- или
Ультразвуковая очистка - способ
очистки твердых тел при котором в
моющий раствор вводятся
ультразвуковые колебания. Механизм
ультразвуковой очистки обусловлен
рядом явлений возникающих в
ультразвуковом поле значительной
интенсивности: кавитацией
акустическими течениями давлением
звукового излучения звукокапиллярным
эффектом. Как разновидность очистки
можно рассматривать процесс травления
в ультразвуковом поле.
Механическая обработка с помощью
Различают четыре вида механической
обработки с помощью ультразвука:
oультразвуковая размерная обработка
деталей из твердых и хрупких
oрезание труднообрабатываемых
материалов инструментом которому
сообщаются ультразвуковые колебания;
oснятие заусенцев с мелких деталей
абразивной суспензией в
ультразвуковой ванне;
oобработка вязких материалов с
ультразвуковой очисткой шлифовального
Диспергирование ультразвуковое
(распыление акустическое) – получение
аэрозоля из жидкости с помощью
акустических колебаний
ультразвукового диапазона.
Эмульгирование - переход одной из
взаимно нерастворимых жидкостей в
дисперсное состояние в среде другой
под действием ультразвука или иначе
ультразвуковое диспергирование
жидкости в жидкости.
Современная технология механической
обработки конструкционных материалов
достигла больших успехов а
выпускаемые промышленностью
металлорежущие станки - высокой
степени совершенства и высокой
производительности что позволяет с
успехом решать различные задачи
выдвигаемые бурным процессом развития
Однако развитие техники привело к
появлению новых материалов
механическая обработка которых
традиционными способами затруднена. К
ним относятся прежде всего такие
материалы с высокой твердостью как
вольфрамосодержащие и титанокарбидные
сплавы алмаз рубин лейкосапфир
закаленные стали магнитные сплавы из
редкоземельных элементов термокорунд
и др. Из традиционных способов при
обработке таких материалов
применяется только шлифование.
Обработка другой группы материалов
таких как германий кремний ферриты
керамика стекло кварц
полудрагоценные и поделочные минералы
и материалы затруднена их очень
большой хрупкостью. Такие материалы не
выдерживают усилий возникающих при
традиционной механической обработке.
Поскольку именно перечисленные выше
материалы во многом определяют
прогресс техники возникает
необходимость эффективно обрабатывать
детали из подобных "необрабатываемых
традиционными способами" материалов.
Для решения проблемы обработки
сверхтвердых и хрупких материалов
разработаны и внедрены в практику
специальные способы обработки:
алмазосодержащим вращающимся
инструментом электрохимический
электроэрозионный электронно-лучевой
Все перечисленные способы обработки
характеризуются очень высокой
экологической опасностью и
энергоемкостью процесса.
Так наиболее широко используемый в
практике способ обработки
инструментом характеризуется
энергоемкостью (затратами
электрической энергии на съем единицы
объема обрабатываемого материала)
приблизительно равной
00 Джмм3 обеспечивая выполнение
отверстий диаметром не более 25 мм с
производительностью не выше 05 мммин.
При такой обработке используется
большое количество охлаждающей воды
(не менее 1 5 лмин) причем очистка ее от
мелкодисперсного порошка разрушаемого
материала (например стекла) является
сложной проблемой. При механической
обработке с помощью алмазосодержащих
инструментов используются мощные
высокоскоростные сверлильные станки.
Износ рабочего инструмента достигает 5%
от глубины выполняемых отверстий а
изготовление алмазосо-держащих
инструментов диаметром более 25 мм
является технически неразрешимой
задачей. Приведенные данные по
энергозатратам и расходу материалов
при алмазном сверлении обуславливают
высокую стоимость выполнения одного
отверстия (до 15 долларов США).
Очевидно что такой способ обработки
будет экологически опасным
(акустический шум вращающийся с
большой частотой рабочий инструмент
унос большого количества воды с
мелкодисперсным порошком и т.п.) и не
ресурсосберегающим (большой расход
алмазного инструмента малая
производительность сверления большой
энергопотребление).
Преимущества ультразвукового (УЗ)
способа обработки перед другими
заключаются в возможности
обрабатывать непроводящие и
непрозрачные материалы а также в
отсутствии после обработки остаточных
напряжений приводящих при
использовании других способов к
образованию трещин на обрабатываемой
поверхности. Ультразвуковым способом
эффективно обрабатываются такие
хрупкие материалы как агат алебастр
алмаз гипс германий гранит графит
карбид бора кварц керамика корунд
кремний мрамор нефрит перламутр
рубин сапфир стекло твердые сплавы
термокорунд фарфор фаянс ферриты
хрусталь яшма и многие другие.
Ультразвуковой способ обработки
представляет собой разновидность
обработки долблением - хрупкий
материал выкалывается из изделия
ударами зерен более твердого абразива
которые направляются торцом рабочего
инструмента колеблющегося с
ультразвуковой частотой. Применение
ультразвуковых колебаний позволяет
интенсифицировать процесс хрупкого
разрушения обрабатываемого материала
за счет создания сетки микротрещин и
выколов на поверхности.
Технология ультразвуковой обработки
заключается в подаче абразивной
суспензии в рабочую зону т.е. в
пространство между колеблющимся с
высокой частотой торцом рабочего
инструмента и поверхностью
обрабатываемого изделия. Зерна
абразива под действием ударов
колеблющегося инструмента ударяют по
поверхности обрабатываемого изделия и
проводят его разрушение. В качестве
абразива обычно используются карбид
бора или карбид кремния в качестве
транспортируемой жидкости - обычная
вода. Вследствие воздействия частичек
абразива на поверхность рабочего
инструмента происходит его разрушение.
Для уменьшения износа рабочего
инструмента его обычно выполняют из
вязких материалов не разрушающихся
под действием ударных нагрузок.
Частицы абразива под действием ударов
раскалываются. Поэтому в зону
обработки непрерывно подается
абразивная суспензия несущая зерна
свежего абразива и удаляющая частицы
снятого материала и размельченный
абразив. Для уменьшения шумового
воздействия от работающих
ультразвуковых аппаратов рабочая
частота выбирается достаточно высокой
обычно это 22 Кгц или более. Подача
рабочего инструмента в направлении
колебаний обеспечивает формирование
полости копирующей форму рабочего
Таким образом ультразвуковая
размерная обработка базируется на двух
основных процессах:
Ударном внедрении абразивных зерен
вызывающих выкалывание частиц
обрабатываемого материала;
Циркуляции и смене абразива в рабочей
Обязательным условием
высокопроизводительной
ультразвуковой обработки материалов
является интенсивное протекание этих
двух процессов. Ограничения
возникающие для протекания одного из
этих процессов вызывают снижение
эффективности всей ультразвуковой
Производительность ультразвуковой
обработки в значительной степени
зависит от физико-механических свойств
материалов частоты и амплитуды
колебаний рабочего инструмента
зернистости абразива и нагрузки на
инструмент. Влияние всех этих факторов
на процесс ультразвуковой размерной
обработки будет рассмотрено далее.
Способ ультразвуковой обработки начал
применяться в промышленности уже в
начале шестидесятых годов. С его
помощью удалось существенно упростить
и ускорить технологию изготовления
фасонных деталей из твердых и хрупких
материалов. Так например в сотни раз
повысилась производительность
вырезания пластин любой формы из
различных керамик полупроводниковых
материалов появилась возможность
выполнять отверстия любой формы
упростилась технология изготовления
матриц и пунсонов из твердых сплавов.
Недостатки ультразвуковой обработки.
Однако уже в первых работах по
промышленному применению был выявлен
основной недостаток ультразвукового
способа обработки - существенное
уменьшение производительности
процесса по мере увеличения глубины
обработки. Для объяснения этого
явления используется два
предположения. Согласно первому при
увеличении боковой поверхности
рабочего инструмента контактирующей с
обрабатываемым материалом амплитуда
колебаний инструмента уменьшается
вследствие трения а уменьшение
амплитуды приводит к снижению
производительности. Это предположение
до настоящего времени не получило
четкого экспериментального
подтверждения. При использовании
сплошных инструментов и достаточном
запасе мощности применяемых
генераторов (что было ранее)
рассматриваемое предположение не
подтверждается экспериментально.
Однако при использовании трубчатых
инструментов с тонкой стенкой в
комплекте с маломощными генераторами
амплитуда колебаний инструмента
уменьшается и скорость обработки
Второе предположение основанное на
результатах многочисленных
экспериментов объясняет уменьшение
скорости обработки с увеличением
глубины ухудшением условий подачи
свежего абразива в зону обработки и
удаления продуктов обработки.
Экспериментально установлено что при
отсутствии подачи свежего абразива
имеющийся разрушается так что за 05 06
секунд размеры частиц уменьшаются в
В начале 70-х годов были детально
изучены основополагающие физические
принципы ультразвуковой обработки
хрупких материалов. Одновременно с
исследованиями физических процессов
шло создание УЗ станков для
промышленного использования.
Первые сведения о разработке
оборудования и использовании УЗ
станков относятся к 1955 г. Эти станки
выполнялись на базе традиционных
сверлильных и фрезерных станков и
характеризовались очень малой
эффективностью и надежностью.
Параллельно шло создание опытных
образцов промышленных универсальных и
специализированных ультразвуковых
станков и исследовались методические
особенности их эксплуатации при
решении различных задач.
Типичная конструктивная схема станка
для ультразвуковой обработки имеет ряд
специфических узлов отличающих его от
традиционных металлорежущих станков
Ультразвуковой станок содержит
генератор электрических колебаний
ультразвуковой частоты 1
ультразвуковую колебательную систему
обеспечивающую преобразование
электрических колебаний в
механические ультразвуковые и их
введение в обрабатываемое изделие 3.
Для перемещения ультразвуковой
колебательной системы используется
механизм подачи 4. Система подачи
абразивной суспензии включает в себя
насос 5 и устройство подачи 6 суспензии
Рисунок 1.1 - Конструктивная схема
ультразвукового станка
Кроме того ультразвуковой станок
имеет ряд узлов используемых в обычных
металлорежущих станках: стол 7 станину
Ультразвуковая колебательная
система содержит электромеханический
преобразователь (ранее обычно
использовался преобразователь
магнитострикционного типа)
концентратор - усилитель амплитуды
ультразвуковых колебаний и рабочий
инструмент. Применение концентратора
обеспечивает необходимую амплитуду
колебаний рабочего инструмента (10 70
мкм) на заданной рабочей частоте.
Механизм подачи прижимает рабочий
инструмент к обрабатываемому изделию
укрепленному на столе с небольшим
усилием (до 3 -5 кг) и по мере съема
материала осуществляет подачу
инструмента поддерживая течение
процесса. Система подачи абразивной
суспензии обеспечивает непрерывное
поступление свежего абразива в зону
обработки осуществляет удаление
продуктов обработки и охлаждение зоны
Генератор обеспечивает преобразование
энергии сети переменного тока (50 Гц) в
энергию электрических колебаний
ультразвуковой частоты и предназначен
для питания преобразователя
ультразвуковой колебательной системы.
Минимальный диаметр выполняемых
отверстий определялся прочностью
инструмента а максимальный - мощностью
используемого генератора УЗ колебаний.
Все ультразвуковые станки
подразделяются на две группы:
) переносные малогабаритные установки
для выполнения отверстий диаметром до
) стационарные промышленные установки
К первой группе относятся небольшие УЗ
установки с колебательной системой
которую во время работы можно держать в
руках (аналогично ручной электрической
дрели). Такая установка применяется при
выполнении малых отверстий (диаметром
не более 3 мм) на небольшую глубину (не
более 3 - 5 мм) а также при УЗ
гравировании и клеймении. Мощность
генераторов таких установок не
превышает 100 Вт. Следует отметить что
УЗ установки первой группы для
обработки деталей из твердых хрупких
материалов до настоящего времени не
получили широкого развития.
Обусловлено это было низкой
надежностью и эффективностью самих
установок выполненных на основе
ламповых генераторов и использованием
магнитострикционных преобразователей
требующих принудительного водяного
охлаждения с одной стороны и
практически полным отсутствием до 90-х
годов потребностей в таких станках
из-за отсутствия индивидуальных
потребителей малых предприятий и
мелкосерийных производств. Поэтому
наибольшее распространение до 90-х
годов получили стационарные УЗ станки
(как универсальные так и
специализированные) с вертикальным
расположением колебательной системы.
Их условно подразделяли в зависимости
от функциональных возможностей на три
Станки малой мощности до 200 Вт;
Станки средней мощности от 250 до 1500 Вт;
Станки большой мощности от 1600 до 4000 Вт.
Станки малой мощности (наиболее
типичный представитель - станок модели
70А) выполнялись по образцу настольных
сверлильных станков применялись и
применяются для обработки неглубоких
отверстий (глубиной не более 5 мм) малых
диаметров (02 6 мм). Габаритные размеры
станков малой мощности сравнительно
небольшие а масса достигает 120 кг.
Максимальная производительность по
стеклу достигала 80 мм3мин что
соответствовало энергоемкости
технологического процесса при
обработке стекла равной 75 Джмм 3.
Наибольшее количество установок и
станков созданных и использующихся
как в нашей стране так и за рубежом
относились ко второй группе. Эти станки
традиционно выполнялись с жесткой
станиной и массивной фундаментной
плитой а по внешнему виду напоминали и
на практике выполнялись на базе
радиально-сверлильных и
вертикально-фрезерных станков.
Ультразвуковая колебательная система
таких станков выполнялась на основе
магнитострикционного преобразователя
имела значительные габариты (более
0х150 мм) требовала принудительного
водяного охлаждения (расход воды не
менее 1 лмин) и жестко соединялась со
Таким образом ультразвуковые станки
второй группы использовались
исключительно в стационарных условиях
и на них обрабатывались только изделия
устанавливаемые на рабочем столе
станка. Это существенно ограничивало
функциональные возможности
ультразвуковых станков не позволяя
например обрабатывать большие листы
стекла мрамора обрабатывать изделия
не перемещаемые на рабочий стол
обрабатывать не горизонтально
расположенные изделия т.е. выполнять
отверстия и пазы необходимой формы и
размера на месте их расположения.
Станки мощностью 04 кВт (модель 4771А)
обеспечивали выполнение отверстий
диаметром от 05 до 15 мм с
производительностью до 500 мм3мин что
процесса - 50 Джмм3.
Станки мощностью 15 кВт (например 4772А )
при собственной массе в 1000 кг
диаметром до 40 мм и характеризовались
энергоемкостью процесса равной 75
Станки большой мощности получили
незначительное распространение. Они
были изготовлены в единичных
экземплярах и применялись только в
крупносерийном производстве для
обработки деталей из твердых сплавов
твердой керамики изготовления
небольших матриц и заточки
инструментов. Типичный представитель
этой категории станков - станок модели
73А массой 1500 кг. мощностью на входе
преобразователя 4 кВт (потребляемая
мощность более 10 кВт). Станок
обеспечивал выполнение отверстий
диаметром не более 60 мм и
характеризовался энергоемкостью
процесса прошивки превышающей 70 Джмм3
Таким образом разработанные в нашей
стране и за рубежом ультразвуковые
прошивочные станки обеспечили
выполнение отверстий диаметром до 60 мм
(обычное сверление алмазосодержащим
инструментом - не более 25 мм). Сам
технологический процесс обработки
превышающей 50 75 Джмм3 (энергоемкость
снизилась в 25 40 раз по сравнению с
алмазным сверлением).
К недостаткам существующих
ультразвуковых станков относится
большая энергоемкость процесса (из-за
низкого КПД) невысокая
производительность. Так наиболее
широко распространенный станок модели
71А (относящийся ко второй группе)
характеризуется КПД не более 3 5 % при
номинальной мощности 400 Вт
обеспечивает выполнение отверстий
диаметром до 15 мм на глубину не более 10
На данный момент развития технологий
процесс совершенствования
ультразвуковой размерной обработки
ещё нельзя считать завершенным.
Список использованной литературы:
Хмелев В.Н. Барсуков Р.В. Цыганок С.Н.
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ РАЗМЕРНАЯ ОБРАБОТКА
«Технология металлов и
конструкционные материалы» Сучков О.
К. Пятигорский М. Г. Чернышев Н. А.
Мурашкин С. У. Сорокина Л. И..

ТКМ работа№4 Серёга.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №4
Обработка на электроискровом станке
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Изучение назначения и устройства электроискрового станка модели
3 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Чертёж обрабатываемой детали.
Техническая характеристика электроискрового станка 183.
Получение полостей и отверстий в заготовках из токопроводящих материалов также проведения операций резанья и прорезания пазов.
3. Точность и шероховатость.
Точность выполненных размеров деталей достигает 6 9 квалитета
шероховатость обработанной поверхности Rz = 10 20 мкм.
4. Основные узлы электроискрового станка.
69945164465Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки 3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Условие электроискрового прошивания
Межэлектродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Диаметр отверстия Dмм
Результаты экспериментов.
Мы прошивали отверстие в металлической пластинке толщиной h = 147 мм в течение времени выполнения работы 0=335 мин после чего извлекли пластинку из ванны. Далее штангенциркулем мы измеряли несколько раз диаметры отверстий на входе и выходе ЭИ и находили их средние значения чтобы получить более точные данные.
На входе: Dвх1 = 98 мм; Dвх2 = 98 мм; Dвх3 = 98 мм; Dвх = 13(Dвх1+ Dвх2+ Dвх3 );
На выходе: Dвых1 = 977 мм; Dвых2 = 978 мм; Dвых3 = 973 мм; Dвых = 13(Dвх1+ Dвх2+ +Dвх3 );
Dвх = 987 мм; Dвsх = 976 мм; Dсредние = 13(Dв1+ Dвых2 ) = 98 (мм)
Также рассчитываем объём удалённого металла (V) и объёмную производительность (Пv)
V = *Dср24*h; V = (314*(98 2)4)*147 = 11083 мм3
ПV=11083 335 = 3308 мм3мин
Индивидуальное задание
Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента
Шероховатость отверстия
1. Схема электроискровой обработки
На рисунке 2 обозначены: 1 – электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
2. Выбрать номер режима работы электроискрового станка. Определить суммарную емкость конденсаторов и силу тока используя таблицу 1.
В таблице №1 (пункт 4) выбираем режим работы электроискрового станка 2 т.к. ему соответствует шероховатость Ra = 25 мкм данная в индивидуальном задании. => сила тока I = 5А ёмкость конденсаторов С = 12 мкФ.
3. Расчет размеров электрода-инструмента
При прошивке отверстий в заготовке постоянного сечения диаметр ЭИ определяют исходя из размеров отверстия детали:
где: Dэи - диаметр электрода-инструмента мм;
Dном - заданный по чертежу диаметр отверстия в детали мм;
б - боковой межэлектродный зазор между электродом-инструментом и электродом-заготовкой (табл. 1).
Dэи = 7 - 2*007; Dэи = 786 (мм)
4. Эскиз обрабатываемой детали.
5. Электрод-инструмент. Эскиз.
При электроискровой обработке используются электроды-инструменты
из следующих материалов обладающих высокой теплопроводностью и низ-
ким электрическим сопротивлением: углеграфитовые медные латунные из
алюминиевых сплавов и других материалов.
В процессе электроискрового прошивания форма и размеры электрода-инструмента изменяются из-за износа. Окончательный профиль отверстия
формируется неизношенным участком электрода-инструмента последний перемещают до тех пор пока не прекратятся боковые разряды и не сформи-
руются заданные размеры и форма деталей.
При прошивании глубокого отверстия заданная точность достигается
за счет последующей обработки новым электродом-инструментом.

4 1.doc

Государственный политехнический университет
Технологии конструкционных
материалов и материаловедение
По Лабораторной работе № 4
Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке
Масленченко Илья Михайлович
Барон Юрий Михайлович
Название и цель работы.
1. Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке.
2. Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового
станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после
электроискрового прошивания.
3. Название и модель станка.
Название станка: копировально-прошивочный станок
Модель: 183(настольно-свирильный станок).
Основные части электроискрового станка модели 183.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на
рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на
стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки
перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4.
Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном
кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода
инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком
производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается
Условие электроискрового прошивания (таблица 1).
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
№ Деталь Электрод МежэлетроднРежимы Шероховатость
пп инструмент ый зазор обработки поверхности
МатериаРазмеры МатериаРасчетны
Диаметр отверстия D мм Длина
На входе ЭИ вх ммНа выходе ЭИ вых
Шероховатость Размеры детали мм
3. Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 –
диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы
электроискрового станка – 3 сила тока I = 12A емкость конденсаторов
Расчет размеров электрода-инструмента
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством
электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными
способами обработки заготовок на электроискровом станке.

плазменная резка сани тамбовского.docx

государственный политехнический университет
Студент: Тамбовский Александр Викторович
Преподаватель: Павлова В.А.
В использования высокотемпературной плазмы для резки металла и изготовления металлических деталей с высокой производительностью. Использование плазмы в качестве режущего инструмента дает потрясающую возможность многократного увеличения производительности труда и снижения себестоимости продукции.
Плазменная резка – это высокоэффективный процесс обладающий высокой производительностью точностью и качеством реза и используемый в различных отраслях промышленности для резки черных и легированных металлов. Такого типа резка металлов находит всё большее применение в промышленности.
Я выбрал данную технологию резки металлов потому что она обладает рядом преимуществ: это и простота надёжность безопасность и экономичность по сравнению с другими методами резки. Также у меня есть опыт работы на заводе где я не раз видел плазменную резку в действии. Поэтому мне стало интересно познакомиться с данным методом поближе.Устройство
Плазма представляет собой ионизированный газ с высокой температурой способный проводить электрический ток. Плазменная дуга получается из обычной в специальном устройстве – плазмотроне – в результате ее сжатия и вдувания в нее плазмообразующего газа.
Системы плазменной резки упрощенно состоят из источника тока и плазмотрона (или плазменного резка) соединяемых специальным кабель-шлангом. Процесс получения плазмы основан на электрической дуге возникающей между электродом и соплом. Острое кинжалообразное пламя дуговой плазмы используют для резки металлов в том числе тугоплавких а также при резке и плавлении неэлектропроводных материалов.
Устойчивый плазменный факел температурой в 15000 °C–30000 °С образованный сжатой плазменной дугой под высоким давлением проплавляет металл а плазменная струя интенсивно удаляет расплав с поверхности.
Резак располагают максимально близко к краю разрезаемого металла. После нажатия на кнопку выключателя резака вначале зажигается дежурная дуга а затем режущая дуга и начинается процесс резки. Расстояние между поверхностью разрезаемого металла и торцом наконечника резака должно оставаться постоянным. Дугу нужно направлять вниз и обычно под прямым углом к поверхности разрезаемого листа. Резак медленно перемещают вдоль планируемой линии разреза.
Наибольшее распространение получила воздушно-плазменная резка как наиболее дешевая и практичная в массовом производстве
Станки для плазменной резки:
Резка плазменной струей используется для получения деталей путём резки металлов в том числе тугоплавких а также неэлектропроводных материалов.
На рисунках можно видеть примеры деталей полученных на станке:
Обрабатываемые материалы
Плазменная резка экономически целесообразна для обработки:
алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
меди толщиной до 80 мм;
низкоуглеродистые до 100 мм;
высоколегированные до 40 мм;
легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
нержавеющие стали до 50 мм;
чугуна толщиной до 90 мм.
Преимущества плазменной резки:
значительно выше скорость резки металла малой и средней толщины;
универсальность применения – плазменная резка используется для обработки сталей алюминия и его сплавов меди и сплавов чугуна и др. материалов;
экономичность воздушно-плазменной резки – нет потребности в дорогостоящих газах (ацетилене кислороде пропан-бутане);
возможность сложной фигурной вырезки;
более безопасная поскольку отсутствуют взрывоопасные баллоны с газом;
низкий уровень загрязнения окружающей среды.
- высокая точность и качество разреза кромка образуется без заусенцев с непрочным хрупким шлаком легко удаляемого от поверхности детали и отсутствие коробления;
Недостатки плазменной резки:
максимальная толщина реза обычно составляет 80–100 мм (кислородной резкой можно обрабатывать чугун и некоторые стали толщиной до 500 мм);
более дорогое и сложное оборудование;
повышенные требования к техническому обслуживанию;
угол отклонения от перпендикулярности реза не должен превышать 10–50° в зависимости от толщины детали (в противном случае существенно расширяется рез что приводит к быстрому износу расходных материалов);
повышенный шум вследствие истечения газа из плазматрона с околозвуковыми скоростями;
вредные азотсодержащие выделения (при использовании азота) – для уменьшения разрезаемое изделие погружают в воду.
Сегодня плазменная резка стала одним из самых конкурентоспособных методов обработки материалов благодаря производительности точности возможности использования в тех областях в которых традиционные подходы приводят к значительным трудностям.
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие для ВУЗОВ. Под редакцией М.А. Шатерина

ТКМ валеры.docx

Государственный Политехнический Университет
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
по лабораторной работе №4.3
Фрезерование плоскостей и уступов
Абашидзе Валерий Евгеньевич
Дзельтен Герман Павлович
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания
Цель работы: «Знание видов фрезерных работ режущих инструментов и приспособлений устройства и назначения вертикально- и горизонтально-фрезерных станков; умения выбирать вид фрезерной обработки в зависимости от формы обрабатываемой поверхности; первичные умения настраивать станок на заданный режим обработки фрезеровать горизонтальные и вертикальные поверхности и уступы».
Индивидуальное задание №1: «Описать характеристики используемых фрезерных станков и последовательность изготовления детали привести параметры режима резания и перечень технологической оснастки представить результаты измерения размеров изготовления детали».
Наименование и характеристика вертикально-фрезерного станка
Наименование: Вертикально-фрезерный станок модели 6Р10
2.Технологические возможности
Вертикально-фрезерный станок применяют для получения плоских и фасонных поверхностей типа «шлицы» «зубья зубчатых колёс» «шпоночные канавки» и пр. При фрезеровании обеспечивается точность размеров не выше 9-10 квалитетов точности и шероховатость поверхностей с параметром Ra до 25-5мкм.
На фундаментальной плите станка размещена станина внутри которой располагается коробка скоростей регулирующая частоту вращения. На поворотной шпиндельной коробке закреплён шпиндель. Поворотная шпиндельная головка позволяет вращением квадрата поворачивать шпиндель вертикально горизонтально и под углом в 450. Станина имеет вертикальные направляющие по которым может перемещаться консоль. Внутри консоли располагается коробка передач позволяющая регулировать скорость подачи. На горизонтальных направляющих консоли расположены поперечные салазки и продольный стол. Продольная подача заготовки осуществляется перемещением стола вдоль поперечных салазок консоли маховиками.
Виды движений узлов станка
Размерность движения
Чертёж изготавливаемой детали «Брусок»
Эскиз технологического перехода №16
Расчёт частоты вращения шпинделя подачи в минуту и число рабочих ходов
n = 1000Dфр обмин (1)
ct0 => i = [ct]+1 шагов (3): если с не делится на t нацело то округляем i в большую сторону
Перечень применяемых приспособлений и инструментов используемых при технологическом переходе
Режущий инструмент: концевая фреза Р6М5.
Вспомогательный инструмент: переходная втулка натяг.
Измерительный инструмент: штангенциркуль 0-160 мм.
Приспособления: машинные тиски подкладки.
Результаты контроля размеров изготовленной детали
В ходе работы мною были описаны характеристики используемого фрезерного станка исследована последовательность изготовления детали рассчитаны параметры режима резания и приведён перечень технологической оснастки представлены результаты измерений размеров изготовленной детали.

литье моё.docx

государственный политехнический университет
ЛИТЬЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.
Описание сущности литейного производства 4
Процесс литейного производства .6
Специальные способы литья ..8
Список литературы 13
Литейным производством называют процессы получения фасонных из-
делий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полую форму вос-
производящую конфигурацию и размеры будущей детали. Применение ли-
тейного производства дает возможность изготовления изделий различной
формы размеров и массы из любых металлических сплавов которые можно
перевести в жидкое состояние с разной степенью точности и шероховатости
как в единичном так и в массовом производстве.
Я выбрал данную технологию обработки заготовок потому что она известна людям с древних времён и было очень интересно узнать поближе основы этой технологии.
Литьё в песчано-глинистые формы
Описание сущности литейного производства.
13052068195Литейным производством называют процессы получения фасонных изделий (заготовок) путём заливки расплавленного металла в полую форму воспроизводящую конфигурацию и размеры будущей детали. Применение литейного производства дает возможность изготовления изделий различной формы размеров и массы из любых металлических сплавов которые можно перевести в жидкое состояние с разной степенью точности и шероховатости как в единичном так и в массовом производстве.
Рис 1. Эскиз литейной формы с описанием элементов литниковой системы опок модели стержней и последовательности изготовления отливки.
Литейная форма и технологическая оснастка для ее изготовления: 1 2 - верхняя и нижняя полуформы; 3 - модель 4 - стержень; 5 - стержневой ящик; 6 – отливка.
Модель - приспособление с помощью которого в литейной форме получают полость которая по размерам и внешним очертаниям соответствует будущей отливке. Для получения отливок с отверстиями или углублениями на модели предусматривают специальные выступы - стержневые знаки которые образуют в форме углубления для установки стержней. В зависимости от сложности конфигурации модели могут иметь один или несколько разъемов отъемные части. На поверхностях модели перпендикулярных плоскости разъема предусматриваются уклоны для облегчения выема модели из формы. В зависимости от условий производства и требований предъявляемых к отливке по точности размеров и чистоте поверхности модели изготовляют из пиломатериалов пластмассы или металла.
-1466854042410Стержневой ящик - приспособление для изготовления стержней служащих для получения отверстия или углубления в отливках. Конфигурация стержня соответствует внутренней полости отливки с учетом знаковых частей. Стержневые ящики (цельные или разъемные) делают из пиломатериалов в массовом производстве применяют металлические ящики.
Охлаждение отливки в форме сопровождается усадкой т.е. уменьшением ее объема и линейных размеров поэтому модели и стержни имеют размеры с учетом припуска на усадку.
Опоки - деревянные или металлические рамки служащие для удерживания песчано-глинистой смеси.
Модельные плиты служат для размещения на них моделей и установки опоки при изготовлении литейной формы.
Модели элементов литниковой системы предназначены для образования в форме каналов служащих для подачи металла в полость формы задержки шлака и неметаллических включений. Литниковая система включает в себя литниковую чашу 1 стояк 2 шлакоуловитель 3 и питатели 4. К элементам литниковой системы относят и выпор - вертикальный канал расположенный в самой верхней части формы и предназначенный для отвода газов и наблюдения за ходом заливки.
Рис 2. Литниковая система
Процесс литейного производства
Проектирование литой детали
Разработка технологического процесса и технологической документации
Приготовление формовочных и стержневых смесей
Изготовление стержней и форм
Изготовление модельного комплекта
Приготовление жидкого сплава
Очистка и обрубка отливок
Исправление дефектов
Контроль качества отливок
Рис.3 . Структурная схема получения отливок
Изготовление формовочной смеси
Формовочные смеси состоят из кварцевого песка (примерно 85 %) и
связующего вещества (огнеупорная глина 10 % с добавкой воды 5 %).
Стержневые смеси состоят из кварцевого песка (90 %) глины и крепителей
(3 – 5 %): олифа декстрин канифоль жидкое стекло и другие. Смеси должны обладать пластичностью и газопроницаемостью а формы и стержни изготовленные из них – достаточной прочностью. Для увеличения газопроницаемости и податливости в формовочную смесь добавляют деревянные
опилки или торфяную крошку которые выгорая после заливки металла в
форму образуют дополнительные поры. Песчано-глинистые смеси используют повторно с добавкой свежих материалов.
Свойства смесей зависят от их состава качества приготовления и степени уплотнения. Уплотнение смеси производится вручную (ручными и пневматическими трамбовками) или машинным способом на прессовых
встряхивающих или пескометных машинах.
Изготовление стержней
Изготовление стержней производится в следующем порядке. Собирают
половинки стержневого ящика по центрирующим шипам и скрепляют их
вместе. Ящик кладут отверстием вверх внутрь ящика устанавливают армирующий каркас из проволоки и заполняют всю полость ящика стержневой смесью одновременно уплотняя ее. Счищают излишек смеси и для обеспечения отвода газов из стержня специальной иглой (душником) накалывают вентиляционные каналы. Снимают верхнюю половину и осторожно выкладывают стержень на специальную сушильную плиту. Отформованные стержни сушат при температуре 160 300 С в сушильных печах или камерах для придания им высокой прочности.
При применении быстросохнущих смесей на жидком стекле стержень перед выемом из ящика продувают через вентиляционные каналы углекислым газом в течение двух – трех минут. Затем затвердевший в результате продувки стержень
извлекают из стержневого ящика. Перед установкой в форму стержень окрашивают противопригарной окраской.
Изготовление литейных форм
Изготовление формы (формовка) является наиболее сложной и трудоемкой операцией. Формовка может осуществляться вручную на машинах
(при серийном и массовом производствах) и на автоматических линиях. Трудоемкость изготовления литейной формы при ручной формовке составляет
60 % от общей трудоемкости получения отливок.
В данном случае модель состоит из двух половин имеющих на плоскостях разъема отверстия в нижней половине и шипы в верхней с помощью которых производится совмещение половин моделей друг с другом.
I этап: изготовление нижней полуформы. На модельную плиту ус-
танавливают нижнюю половину модели плоскостью разъема вниз ставят
нижнюю опоку и модели питателей. Опоку заполняют формовочной смесью и уплотняют ручной или пневматической трамбовкой. Излишки формовочной смеси выше верхнего края опоки удаляют при помощи линейки и специальной иглой накалывают вентиляционные каналы.
II этап: изготовление верхней полуформы. Нижнюю опоку перевора-
чивают на 180 градусов и при помощи направляющих штырей устанавлива-
ют на ней верхнюю опоку. По центрирующим шипам и отверстиям устанав-
ливают верхнюю половину модели отливки модели шлакоуловителя стояка
и выпора. Наполняют верхнюю опоку формовочной смесью и уплотняют
III этап: извлечение моделей из формы. В первую очередь извлекают
модели стояка и выпора . Снимают верхнюю опоку вместе с верхней половиной модели и переворачивают ее на 180 градусов. При необходимости
смачивают смесь вокруг моделей отливки и осторожно извлекают их из обо-
их полуформ (верхней и нижней). Также извлекают модели шлакоуловителя
и питателей. Перед сборкой форму очищают от осыпавшихся частиц смеси и
покрывают противопригарным составом.
IV этап: сборка формы. В нижнюю полуформу по знакам устанавли-
вают заранее изготовленный стержень. Верхнюю опоку вновь опускают
на нижнюю опоку и фиксируют их при помощи центрирующих штырей. За-
тем обе опоки скрепляют при помощи болтов или струбцин. В таком виде
литейная форма готова для заливки металла.
Для получения крупных отливок полуформы перед сборкой сушат при
температуре 350 0С в течение 6 20 часов в зависимости от габаритов отливки.
Заливка металла и выбивка форм контроль качества отливок
Плавка черных металлов производится в вагранках электродуговых и
индукционных печах установках электрошлакового переплава. Сплавы
цветных металлов плавятся в тигельных печах пламенных и электрических
отражательных печах индукционных вакуумно-дуговых и вакуумных элек-
тронно-дуговых печах.
На участок заливки расплавленный металл подается в разливочных
ковшах. Металл в форму заливают плавно непрерывной струей до тех пор
пока он не покажется в выпорах и прибылях. Температура заливки всегда
выше температуры плавления сплава. При слишком высокой температуре за-
ливки происходит обильное газовыделение формовочная смесь пригорает к
поверхности отливки увеличивается усадка отливки.
Выбивку форм производят после затвердевания и охлаждения металла
до определенной температуры. В литейных цехах разрушение формы и осво-
бождение отливок от формовочной земли осуществляется на различных виб-
рационных машинах чаще всего - на встряхивающих решетках. Формовоч-
ная смесь проваливается через решетку и транспортируется на формовочный
участок для повторного использования. При ручной выбивке форму разру-
шают ударами молотка по стенкам опоки. Выбивку песчаных стержней про-
изводят с помощью пневматических молотков водоструйных и гидроабра-
зивных устройств на электрогидроимпульсных установках. Электрогидро-
импульсная выбивка стержней осуществляется за счет ударных волн и гид-
ропотока возникающих при высоковольтном разряде в жидкости между спе-
циальным электродом и поверхностью отливки. Разрушение стержней про-
исходит за счет появления в обрабатываемом объекте периодических сил
растяжения и сжатия вызывающих колебание отливки и стержня с различ-
ной частотой и в конечном итоге отслаивание стержневой массы от отлив-
После выбивки производится обрубка (отделение от отливок прибылей
выпоров и заливов) и очистка отливок. Обрубку осуществляют с помощью
пневматических зубил ленточных и дисковых пил газовой резки. Очистку
отливок от пригоревшей формовочной смеси и окалины производят во вра-
щающихся галтовочных барабанах на пескоструйных и дробеметных аппа-
ратах водоструйных гидроабразивных и электрогидроимпульсных установ-
ках. Очистка разветвленных внутренних поверхностей отливок осуществля-
ется химической и электрохимической обработкой. Зачистка заусенцев не-
ровностей оставшихся после обрубки производится ручным инструментом
или на шлифовальных станках. По трудоемкости операции выбивки обрубки
и очистки составляют 30 40% от общей трудоемкости изготовления отли-
При контроле качества готовые отливки осматривают и выявляют
имеющиеся в них пороки. Основными видами дефектов в отливках являются:
коробление; усадочные и газовые раковины (открытые или закрытые полос-
ти); трещины; песчаные и шлаковые раковины (включения формовочной
смеси или шлака в отливке); заливы и наросты недолив металла и спай; от-
бел поверхности (у чугунных отливок). Поверхностные неглубокие дефекты
устраняются наплавкой заваркой запрессовкой (эпоксидными смолами) ме-
таллизацией. Коробление исправляют правкой. Отбел поверхности ликвиди-
руют дополнительным отжигом отливок.
При внутренних и глубоких наружных дефектах отливки отправляют
на переплавку. Перед отправкой в механические цеха стальные и чугунные
отливки подвергают термической обработке (отжиг или нормализация) для
снятия внутренних напряжений.
Специальные способы литья
Литьё в оболочковые формы. Сущность способа заключается в залив-
ке расплава в одноразовую форму состоящую из двух предварительно скре-
пленных тонких оболочковых полуформ из песчано-смоляной смеси: мелко-
зернистого кварцевого песка (93 97 %) и термореактивной пластмассы на-
пример пульвербакелита (фенолоформальдегидной смолы в порошкообраз-
Металлическую модель с элементами литниковой системы закрепляют на мо-
дельной плите нагревают до температуры 200 – 250С и насыпают песчано-
смоляную смесь. Смола плавится склеивает песчинки и через 15 – 25 с на
модели образуется полутвердая оболочка толщиной 6 – 12 мм.
При повороте модельной плиты на 180остатки смеси осыпаются.
Затем модельную плиту с оболочкой помещают в печь где при температуре
0 – 320 °С в течение 2 – 3 мин происходит окончательное твердение обо-
лочки. После извлечения из печи оболочку (полуформу) с помощью толкателей
снимают с модели. Аналогичным способом изготавливают
песчано-смоляные стержни для пустотелых отливок.
При сборке формы устанавливают стержень и совмещают полуформы
по имеющимся на них выступам и впадинам. Скрепление полуформ произ-
водится металлическими скобами струбцинами или склеиванием .
Собранную форму помещают в опоку засыпают снаружи сухим песком или
металлической дробью и заливают расплавом. После затвердева-
ния отливки оболочковая форма легко разрушается.
Литьём в оболочковые формы получают коленчатые и кулачковые ва-
лы шатуны цилиндры с ребрами жесткости и другие ответственные детали
машин. По сравнению с литьем в песчано-глинистые формы этот способ ли-
тья позволяет на 20 40 % снизить массу отливок и на 40 60 % трудоем-
кость механической обработки.
Литьё по выплавляемым моделям. Этот способ литья основан на
применении моделей из легкоплавкого материала (парафин стеарин воск и
другие) и специальных облицовочных материалов наносимых в жидком со-
стоянии на модель. Облицовочный материал состоит из жидкого связующего
(гидролизированный раствор этилсиликата жидкое стекло и др.) и огнеупор-
ного наполнителя (пылевидный кварц корунд магнезит и т.п.).
Модель отливки получают путем запрессовки модельного состава в пастообразном состоянии в пресс-форму. В отдельной пресс-форме изготавливают
модель литниковой системы к которой припаивают модели отливки получая таким образом модельный блок. Затем модельный блок окунают в облицовочный состав
и обсыпают сухим кварцевым песком повторяя эту
операцию несколько раз. Каждый слой покрытия просушивается 2 4 часа на
воздухе или 10 20 минут в парах аммиака через час после обсыпки. После
нанесения и сушки последнего слоя из огнеупорной оболочки (формы) горя-
чей водой или паром выплавляют модельный состав .
Полученную тонкостенную (4 6 мм) форму устанавливают в метал-
лический контейнер и засыпают кварцевым песком оставляя литниковую
чашу доступной для заливки расплава. Затем контейнер помещают в печь в
течение 3..4 часов нагревают до температуры 850..950С и прокаливают
форму 1 2 часа. В печи происходит выгорание остатков модельного состава
и образование прочной керамической оболочки. Затем контейнер вынимают
из печи и в горячую форму заливают расплав.
После охлаждения отливки очищают от слоя огнеупорного покрытия.
Из полостей и отверстий остатки формы удаляются химическим методом
например выщелачиванием в кипящем растворе едкого калия после чего
следует промывка отливки в теплой воде с добавлением соды.
Литьём по выплавляемым моделям получают сложные по конфигура-
ции и тонкостенные (до 03 мм) отливки для транспортного машиностроения
приборостроения для изготовления деталей самолетов лопаток турбин ре-
жущих и измерительных инструментов. Литьё по выплавляемым моделям
является самым длительным технологическим процессом из всех видов ли-
тья. Наибольший эффект достигается при производстве деталей в структуре
себестоимости которых большую долю составляют затраты на металл и фре-
зерную обработку особенно при применении труднообрабатываемых конст-
рукционных и инструментальных материалов.
Литьё в металлические формы. Сущность способа состоит в получе-
нии литых деталей путем заливки расплава в многократно используемую ме-
таллическую форму (кокиль). Кокиль обычно состоит из двух полуформ с
вертикальной или горизонтальной плоскостью разъема иногда со сложной
(комбинированной) поверхностью разъема. Неразъемный кокиль применяют
в тех случаях когда отливка имеет простую конфигурацию.
Перед заливкой расплава в кокиль поверхности рабочей полости и
разъема очищают от загрязнений; проверяют легкость перемещения подвиж-
ных частей точность их центрирования и надежность крепления. Затем на
поверхность рабочей полости и металлических стержней наносят пульвери-
затором или кистью слой огнеупорного покрытия (облицовка и краска) кото-
рое защищает кокиль от резкого нагрева и схватывания с отливкой и регули-
рует скорость охлаждения отливки что предопределяет свойства металла
отливки. Для лучшего сцепления облицовки и краски с рабочими поверхно-
стями кокиль нагревают до температуры 150 – 200 °С газовыми горелками
или электронагревателями.
После нанесения огнеупорного покрытия кокиль нагревают до рабочей
температуры 150 – 350 °С значение которой определяется химическим со-
ставом заливаемого сплава толщиной стенок и размерами отливки. При
сборке кокилей устанавливают (если он предусмотрен) песчаный или метал-
лический стержень. Затем полуформы соединяют и скрепляют специальными
зажимами после чего производят заливку кокиля расплавом. Для уменьше-
ния обжатия металлического стержня при затвердевании и охлаждении от-
ливки после того как металл приобретает достаточную прочность стержень
«подрывают» т.е. частично извлекают из отливки до ее удаления из кокиля.
После охлаждения отливки до заданной температуры кокиль раскрывают
окончательно извлекают металлический стержень и удаляют отливку из ко-
киля. Песчаный стержень из отливки выбивают после извлечения отливки из
кокиля а затем отделяют литники прибыли и выпоры.
Кокиль практически неподатлив и более интенсивно препятствует
усадке отливки что может вызвать коробление отливки появление внутрен-
них напряжений и трещин в отливке. Расположение отливки в форме способ
подвода расплава и вентиляционная система должны обеспечивать удаление
воздуха и газов из кокиля при заливке расплава.
Литьё в кокиль позволяет в 2..3 раза повысить производительность
труда в результате исключения операций приготовления формовочной смеси
и формовки уменьшения объема вредных для здоровья работающих опера-
ций выбивки форм очистки отливок от пригара обрубки. Для получения от-
ливок заданного качества (требуемых механических свойств структуры
плотности шероховатости точности размеров) легче осуществлять регули-
рование технологических параметров процесса.
К недостаткам этого процесса следует отнести высокую стоимость ко-
киля «отбел» поверхностного слоя в чугунных отливках и трудность полу-
чения тонкостенных отливок в связи с высокой интенсивностью охлаждения
расплава в кокиле ограниченную стойкость кокиля (особенно при получении
стальных и чугунных отливок).
Литьё под давлением. Сущность способа заключается в том что рас-
плав заполняет металлическую форму и кристаллизуется в ней под избыточ-
ным давлением после чего форму раскрывают и отливку удаляют. По спосо-
бу создания давления различают: литье под поршневым и газовым давлени-
ем вакуумное всасывание жидкую штамповку. Наиболее распространено
формообразование отливок под поршневым давлением в литьевых машинах с
горячей или холодной камерой сжатия.
В литьевой машине первого типа камера сжатия находится в тигле и
сообщается с ним отверстием через которое в нее поступает расплав. При
движении поршня вниз отверстие перекрывается и расплав по обогреваемо-
му каналу поступает в полость пресс-формы подогреваемой до температуры
0 – 240С. После затвердения отливки поршень возвращается в исходное
положение а остатки расплава из канала сливаются в камеру прессования.
Пресс-форма раскрывается отливка выталкивается из нее толкателями после
чего пресс-форма закрывается и цикл повторяется.
В литьевой машине с холодной камерой сжатия расплавленный металл
подается в разливочном ковше и заливается непосредственно в камеру прес-
Литьё под давлением по сравнению с литьём в разовые формы позво-
ляет снизить трудоемкость изготовления деталей в 10 – 12 раз при экономии
металла до 30 40 %; получать отливки с минимальными припусками на ме-
ханическую обработку с отверстиями диаметром до 1 мм с наружной и
внутренней резьбой с шагом 07 мм. Отливки характеризуются высокими ме-
ханическими свойствами а сам процесс отличается высокой производитель-
ностью (до 500 отливок в час) и значительно меньшим загрязнением окру-
Центробежное литьё. Сущность способа состоит в заливке жидкого
металла во вращающуюся металлическую или керамическую форму. Жидкий
металл за счет центробежных сил прижимается к стенкам формы растекается
вдоль них и затвердевает.
Центробежное литьё дает возможность без применения стержней полу-
чать полые отливки а при последовательной заливке различных сплавов на-
пример стали и бронзы – биметаллические отливки. Длинные трубы и гиль-
зы отливают на машинах с горизонтальной осью вращения короткие втулки
кольца зубчатые венцы – на машинах с вертикальной осью вращения.
По сравнению с литьём в песчано-глинистые и металлические формы
центробежный способ литья обеспечивает более высокое качество отливок и
увеличивает выход годного литья на 20 60 % за счет отсутствия расхода
металла на прибыли и выпоры.
Вывод: я овладел знаниями основ литейного производства и особенностей изготовления отливок; сформировал представления о технологических возможностях различных способов литья; научился выбирать по чертежу детали
рациональный способ изготовления отливки.
Материаловедение. Технология конструкционных материалов.
Практикум по технологическим методам получения и обработки загото-
вок: Учебное пособие. В.С. Медко В.П. Третьяков Л.А. Ушомирская А.И.
Фоломкин. СПб.: Издательство Политехнического университета 2009.

5.docx

Государственный политехнический университет
Теххнологии конструкционных
материалов и материаловедение
По Лабораторной работе № 4
Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке
Студент группы № 10213
Груздов Евгений Олегович
Барон Юрий Михайлович
Название и цель работы.
1 Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке.
2 Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
3 Название и модель станка.
Название станка: копировально-прошивочный станок
Модель: 183(токарный настольно-свирельный станок)
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель назначение мощность достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости обработанных поверхностей основные части станка.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Условие электроискрового прошивания(таблица 1)
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлетродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Результаты экспериментов (таблица 2)
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V мм3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
2 Расчет Объем удаленного металла и Производительности.
; VУМ=13(9.7624 +9.762*9.932+(9.93)24)
ПV=24.233.24; ПV=7.47мм3мин
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания. (табл. 3)
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 11
Шероховатость отверстия
3. Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 3 сила тока I = 12A емкость конденсаторов C = 90 мкФ
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

лабораторная работа миши по ткм №4.docx

Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Чертёж обрабатываемой детали.
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183.
Межэлектродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия Dмм
Техническая характеристика электроискрового станка 183.
Рис.1(схема электроискрового станка 183)
Назначение - для получения полостей и отверстий в заготовках из токопроводящих материалов также можно выполнять операции разрезания прорезания пазов.
Достижимые квалитеты точности – 6 9 квалитета
Параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей – Rz=10 20 мкм
Основные узлы станка
Вертикальные салазки
Каретка с электродвигателем
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм.
Объем удаленного металла Vмм3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности.
На выходе ЭИ вых. мм
Индивидуальное задание
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода-инструмента».
Шероховатость отверстия
Схема электроискрового прошивания
Рис.2 (Схема электроискровой обработки)
Так как шероховатость поверхности равна 32 мкм то мы выбираем третий номер режима работы электроискрового станка.
Суммарная ёмкость конденсаторов равна 90 мкф.
Сила тока равна 12 А.
Определим расчетный диаметр электрода – инструмента Dэи:
Dэи=Dном-2*б=12-2*01=118(мм)
Эскиз используемого для обработки электрода-инструмента.
Выводы по работе: Проделав данную работу мы изучили устройство и назначение электроискрового станка 183 а также научились определять точность размеров отверстий после электроискрового прошивания.

отчёт.docx

Характеристика холостого хода генератора при n=1497 обмин=I=0
Характеристика холостого хода
Внешняя характеристика генератора при n=1480 обмин=R1=const
Результаты измерений
Результаты вычислений
Внешняя характеристика
Определение изменения напряжения Δu:
Δu=U0-UminUmin*100%=25%
Регулировочная характеристика генератора при U=230 B=n=1480 обмин=const
Регулировочная характеристика

ТКМ .серёга!.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №1
Механические свойства материалов
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Цель работы оборудование и материалы
Знание принципов обозначения сталей; освоение методики построения диаграмм растяжения образцов материалов и определение основных механических характеристик сталей.
2.Оборудование и материалы
Штангенциркуль измерительная лупа стальной образец
Эскизы образца диаграмма растяжения
1. Эскизы образца до испытания.
Эскиз образца до испытания указан на рис.1
2. Эскизы образца после испытания
Эскиз образца после испытания указан на рис.2
3. Диаграмма растяжения с исходными данными
Рпц = 9100 Н(сила при пц. ) Δпц = 0673 мм(удлинение при пц.)
Рт = 9750 Н(сила при т. ) Δт = 0943 мм(удлинение при т.)
Рв = 14200 Н(сила при мах) Δв = 6733 мм(удлинение при мах)
Р = 11900 Н(сила при произв. точке ) Δ = 3367 мм(удлинение при произв. точке)
Рк = 10600 Н(сила при конечной точке ) Δк = 10099 мм(удлинение при кон. точке)
Р1 = 2400 Н(сила при доп. точке ) Δ1 = 0202 мм(удлинение при доп. точке)
= 35 мм(начальная длина) d = 68 мм(начальный диаметр)
к = 451мм(конечная длинна) dк = 4мм(конечный диаметр)
d = 53мм(диаметр отпечатка)
F = *d24(начальная площадь поперечного сечения)
F = *68 24 F = 363 мм2
Диаграмма указана на рис.3
Расчеты показателей прочности и пластичности для точек
1. Расчёты для точки пропорциональности
пц = Рпц F пц = 9100363 = 251 МПа(предел пропорциональности)
пц =Δ пц *100% пц = 1923% (относительная деформация пропорциональности)
2. Расчёты для точки текучести
т = РтF т = 9700363 = 26859 МПа(предел текучести)
т = Δ т *100% т = 2694%(относительная деформация текучести)
3. Расчёты для точки максимума
в = РвF в = 14200363 = 38567 МПа(предел прочности)
в = Δ в *100% в = 19237 %(относительная деформация для мах точки)
4. Расчёты для произвольной точки
= РF = 12000363 = 32782 МПа(нагрузка для произв. точки)
= Δ *100% = 962 %(относительная деформация для произв. точки)
5. Расчёты для конечной точки
к = РкF к =10600363 = 29201 МПа(нагрузка для конечной точки)
к = Δ к *100% к = 28854 %(относительная деформация для конечной точки)
6. Расчёты для дополнительной точки
= Δ 1 *100% 1 = 0577%
7. Расчёты удлинения и сужения
- относительное удлиннение
– остаточное сужение
= (к- ) *100% = (451-35)35*100% = 289%
= (d2- dк2) d2*100% = 654%
Диаграмма напряжений
Диаграмма напряжений представлена на рис.4
Схемы измерения твёрдости
Диаграмма напряжений представлена на рис.5
Испытание по методу Бринелля состоит во вдавливании в образец
стального шарика из углеродистой закаленной стали диаметром D
под действием постоянной нагрузки P и измерении диаметра отпечатка. Чис-
ло твердости по Бринеллю HB (Па) определяется по формуле:
где D – диаметр шарика м
d – диаметр отпечатка м
P – величина нагрузки Н
НВ=2*30000*001*(001- 0012- 000532=1257 МПа
Получившиеся значения примерно соответствуют марки стали Ст3сп.
Расшифровка марки стали
Ст3сп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества с порядковым номером 3 сталь спокойная (полностью раскисленная ферромарганцем алюминием и феррокремнием).
Применение: несущие элементы сварных и не сварных конструкций и деталей работающих при положительных температурах.
По проведенным расчётам я определил (относительное удлиннение) (остаточное сужение) пц (напряжения) (относительные деформации) относительно точек на графике и по полученным данным выбрал по табличным значениям марку стали и расшифровал её.

Сварка хз чья.doc

Петербургский государственный
политехнический университет
Технология конструкционных
Материалов и материаловедение
Отчет по лабораторной работе №8
СварочНОЕ ПРОИЗВОДСТВО’
Студент Гайнанова Г.И.
Преподаватель Павлова В.А.
Описание сущности увиденного способа сварки
Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные
атомы куска металла имеют свободные ненасыщенные связи которые
захватывают всякий атом или молекулу приблизившуюся на расстояние действия
межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние
действия межатомных сил или говоря проще до соприкосновения поверхностных
атомов получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в
одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла поскольку
внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы.
Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно
(спонтанно) без затрат энергии и весьма быстро практически мгновенно.
Ответы на поставленные вопросы.
Какие основные условия необходимо выполнить для получения сварного
Для осуществления соединения необходимо
освободить свариваемые поверхности от загрязнений (органических пленок
оксидов и адсорбированных газов) сблизить поверхности на расстояние со-
измеримое с параметром кристаллической решетки свариваемых материалов
или обеспечить энергетическую активацию поверхностных атомов для об-
легчения их взаимодействия друг с другом.
По каким признакам различают способы сварки?
В зависимости от степени воздействия внешних факторов и состояния
металла в зоне соединения различают способы сварки плавлением и давлением.
Что называется сварочной дугой? Опишите процессы протекающие на
отдельных ее участках.
Сварочная дуга-представляет собой стабильный электрический разряд
(электрический ток высокой плотности) в ионизированной среде газов и па-
ров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания
дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения.
А) На катодной части выделяется до 38% общей теплоты дуги. Основным
физическим процессом в этой области является электронная эмиссия и разгон
Б) Анодное пятно является местом входа и нейтрализации свободных электронов
в материале анода. В результате бомбардировки электронами на нем выделяется
больше тепловой энергии чем на катоде. Температура анода достигает
00 2900 °С. При сварке дугой переменного тока температуры анода
и катода выравниваются вследствие периодической смены полярности.
В) В столбе дуги 3 основным физическим процессом является ионизация
газа 7 которая происходит в результате соударения заряженных (в первую
очередь электронов) и нейтральных частиц газа. Температура столба дуги
достигает 6000 7000 °С.
Как производится зажигание электрической дуги?
Стабильный электрический разряд (электрический ток высокой плотности)
в ионизированной среде газов и паров металла воздействует на
ионизированный дуговой промежуток; происходит зажигание дуги Которое
необходимо непрерывно поддерживается в процессе ее горения.
Что такое статическая вольт-амперная характеристика дуги и ее основные
Статическая вольт-амперная характеристика дуги представляет собой
зависимость между напряжением и током дуги в состоянии устойчивого горения
при постоянной длине дуги.
а) Общая длина сварочной дуги равна сумме длин всех трех областей:
Lд = Lк + Lc + Lа где Lд — общая длина сварочной дуги см; Uк — длина
катодной области равная примерно 10-5 см; Uс — длина столба дуги см; Uа—
длина анодной области равная примерно — 10-3÷10-4 см.
б) Общее напряжение сварочной дуги слагается из суммы падений напряжений в
отдельных областях дуги:
Uд = Uк + Uс + Uа где Uд — общее падение напряжения на дуге В; Uк —
падение напряжения в катодной области В; Uс — падение напряжения в столбе
дуги В; Uа — падение напряжения в анодной области В.
в) мпературу приближенно можно определить по формуле предложенной
академиком АН УССР К. К. Хреновым:
Тст = 810 Uдейств где Тст— температура столба дуги К; Uдейств—действуюший
потенциал ионизации.
Какие источники тока применяют для дуговой сварки и особенности их
внешних характеристик?
Источник тока - плавящийся электрод.
При ручной дуговой и сварке в защитных газах неплавящимся электродом
внешняя характеристика дуги – падающая с переходом к жесткой.
При автоматической сварке под флюсом – жесткая с переходом к возрастающей.
При сварке в защитном газе плавящимся электродом –возрастающая
Как производится маркировка сварочной проволоки и электродов для ручной
Электроды для ручной дуговой сварки (ГОСТ 9466–75) изготавливают
из сварочной проволоки диаметром 16; 2; 25; 3; 4; 5 6 8 10 и 12 мм и
ной 150 450 мм. Проволока имеет буквенно-цифровое обозначение включающее
диаметр (03 12 мм) ее назначение («Св» – сварочная) и химический состав
например 05Св–08ГС. В конце марки через дефис может быть
указана: «О» – омедненная проволока «Э» – для изготовления электродов
например 3Св–10ХМА–О; 25Св–06Х20Н11М3Т–Э.
В обозначении электродов для сварки конструкционных сталей
(Э38 Э150) число означает предел прочности наплавленного металла в
кгмм2 (10–1 МПа) в обозначение электродов для сварки жаропрочных и
высоколегированных сталей входит марочный состав наплавляемого металла
(Э–10Х5МФ Э–08Х19Н10Г2МБ и т.д.).
Для подвода тока от источника питания к электрододержателю и изделию
используют сварочные провода. Сечения проводов выбирают по установленным
нормативам для электротехнических установок (5-7 Амм^2).
Каковы технологические возможности и области рационального применения
ручной дуговой сварки?
Одна из основных особенностей ручной сварки - частое изменение длины
дуги. Оно связано с манипуляцией сварщиком электродом его плавлением и
необходимостью подачи электрода вниз а также выполнением швов в неудобных
и труднодоступных местах. Особенно частые колебания длины дуги возникают
при недостаточной квалификации сварщика. Для обеспечения стабильности
процесса сварки требуемой глубины проплавления и хорошего качества шва
необходимо чтобы сила тока при колебаниях длины дуги изменялась
Если при ручной дуговой сварке использовать источник питания с
пологопадающей характеристикой то при удлинении дуги возможен ее обрыв из-
за малого тока а при укорочении дуги возможен прожог из-за чрезмерно
большой силы тока. Поэтому при ручной сварке применяются источники питания
с крутопадающей характеристикой обеспечивающей максимальную стабильность
В чем заключаются преимущества автоматической дуговой сварки под флюсом
по сравнению с ручной дуговой сваркой?
а) повышение производительности процесса сварки по сравнению с ручной
дуговой сваркой в 3 6 раз и в 15 20 раз при использовании больших
сварочных токов (до 2000 А).
б) улучшение санитарно-гигиенических условий труда так как слой флюса
толщиной 30 50 мм плотно закрывает сварочную дугу и сварочную ванну что
предотвращает разбрызгивание и угар расплавленного металла
в) В процессе сварки происходит также меньшее выделение вредных газов и
отпадает необходимость защиты лица и глаз сварщика
автоматической дуговой сварки под флюсом?
Автоматическую дуговую сварку под флюсом применяют при серийном и
массовом производстве для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов
в нижнем положении на металле толщиной 2 200 мм. Ее применяют при
изготовлении котлов резервуаров для хранения жидкостей и газов корпусов
судов мостовых балок и других изделий. К недостаткам процесса следует
отнести ограниченную маневренность сварочных автоматов трудность сварки
деталей небольших толщин и выполнения швов в основных положениях отличных
Какие разновидности дуговой сварки в защитных газах применяют для
соединения металлов?
Сварка может быть автоматической механизированной и ручной
выполняться в любом пространственном положении плавящимся или неплавящимся
В чем заключаются особенности аргонодуговой сварки?
Аргонодуговую сварку выполняют как неплавящимся (стержень диаметром
10 мм из вольфрама с добавками оксидов тория лантана и иттрия) так и
плавящимся электродом (сварочная проволока диаметром 06 3 мм). Применяют
для сварки углеродистых и легированных сталей сплавов с особыми
химическими и физическими свойствами цветных металлов (титана алюминия
магния меди и т.д.) и их сплавов при толщине металла 08 6 мм.
дуговой сварки в защитных газах?
Применение дуговой сварки в среде защитных газов благодаря ее
технологическим и экономическим преимуществам все больше возрастает.
Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса
сварки и возможность применения механизированной сварки в различных
пространственных положениях. Незначительный объем шлаков позволяет получить
высокое качество сварных швов.
Сварка в среде защитных газов применяется как для соединения различных
сталей так и цветных металлов.
В чем заключается сущность электронно-лучевой сварки?
Электронно-лучевая сварка основана на
использовании в качестве источника теплоты
кинетической энергии электронного луча
который представляет собой сжатый поток
электронов перемещающийся с большой
скоростью от катода к аноду в электрическом поле.
-электронная пушка; 2- электрод; 3- катод и анод; 4- электромагнитная
- магнитная отклоняющая система; 6- свариваемое изделие
Какие особенности электронно-лучевой сварки позволяют получать
качественные изделия из тугоплавких и химически активных металлов?
Из-за отсутствия насыщения расплавленного и нагретого металла газами
достигается высокое качество сварных соединений химически-активных
металлов таких как цирконий титан и др. Хорошее качество электронно-
лучевой сварки достигается также на низкоуглеродистых коррозионно-
стойких сталях; медных никелевых и алюминиевых сплавах.
В чем заключается сущность лазерной сварки?
Лазерная сварка – это сварка плавлением которая использует энергию
лазерного луча – сфокусированного монохроматического когерентного излучения
(потока фотонов) с определенной длиной волны (от 01 до 1000 мкм)
которое возникает в результате вынужденных скачкообразных переходов
возбужденных атомов рабочих тел (рубин стекло с неодимом и др.) или
рабочего вещества (СО2 в смеси с аргоном и гелием и др.) на более низкие
энергетические уровни.
Какие основные достоинства и недостатки лазерной сварки по сравнению с
электронно-лучевой сваркой?
Сравнение лазерной сварки с электронно-лучевой сваркой по
технологическим и экономическим параметрам показывает что лазерная сварка
предпочтительнее при сварке различных металлов толщиной до 5 мм.
В чем заключается сущность контактной стыковой сварки?
Контактная сварка относится к видам сварки давлением с кратковременным
нагревом зоны соединения без оплавления или с оплавлением металла и с
последующим пластическим деформированием разогретых заготовок в зоне
Каковы отличительные особенности и возможности контактной стыковой
сваркой сопротивлением и оплавлением?
Стыковая сварка – вид контактной сварки при которой соединение
происходит по всей поверхности соприкосновения стыкуемых частей заготовок.
Стыковая сварка сопротивлением применяется для сварки заготовок небольших
сечений (до 100 мм2) так как с увеличением сечения нагрев
металла будет неравномерным из-за неровности контактируемых поверхностей и
наличия оксидных пленок.
Сварка оплавлением не требует предварительной тщательной обработки торцов.
Контакт заготовок по одиночным выступам из-за высокой плотности тока
приводит к их оплавлению а затем и оплавлению всей поверхности
стыка. Контактную стыковую сварку применяют для углеродистых и легированных
сталей сплавов из цветных металлов и разнородных металлов (углеродистая и
инструментальная сталь медь и алюминий и т.д.). Этот способ
сварки используют для изготовления элементов трубчатых конструкций
рельсов арматуры ленточных пил деталей сложной формы с различной
площадью сечения заготовок режущего инструмента (сверла развертки
метчики) и других изделий.
В чем заключается сущность и основные особенности контактной точечной
Точечная сварка – разновидность контактной сварки при которой
соединение заготовок происходит в отдельных точках. Точечная сварка широко
применяется при производстве изделий из листовых материалов толщиной 05 5
мм из углеродистых легированных сталей и сплавов алюминиевых сплавов в
автомобилестроении приборостроении и других отраслях промышленности.
Для чего при точечной сварке проводят проковку сварных точек?
Для упрочнения сварных точек
В чем заключается сущность и основные особенности контактной шовной
Шовная сварка – разновидность контактной сварки при которой
соединение заготовок собранных внахлестку выполняется в виде непрерывного
или прерывистого шва. Непрерывную сварку применяют для коротких швов и
сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей не претерпевающих
заметных структурных превращений металла при перегрев околошовной зоны.
Прерывистая шовная сварка обеспечивает стабильность процесса и высокое
качество сварного соединения при небольшой зоне термического влияния. Её
используют при сварке длинных швов на заготовках из высоколегированных
сталей и сплавов цветных металлов (алюминиевых никелевых и других).
Что достигается при применении прерывистой шовной сварки?
Шовную контактную сварку применяют для получения герметичных
швов при производстве различных резервуаров емкостей труб конструкций
из листового металла толщиной 03 3 мм.

Tkm Freza Tarasevich.docx

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Кафедра Технологииконструкционных материалови Материаловедения
Отчёт по лабораторной работе №4
по лабораторной работе № 4
Обработка металлов резанием на вертикально-фрезерных станках
Принял: Преподаватель ТКМ
Барон Юрий Михайлович
Цель работы: знания видов фрезерных работ устройства и назначение вертикально-фрезерного станка режущего инструмента применяемого для фрезерных работ умения выполнять расчеты параметров режима резания.
Наименование и модель станка : Токарно-винторезный станок 6Т10.
Основные узлы вертикально-фрезерного станка модели 6Т10.
Фундаментальная плита
Рабочие движения на вертикально-фрезерном станке:
Рабочие движения на станке
Размерность движения
Схема закрепления фрез в шпинделе станка
Инструментальная оснастка. Фрезы закрепляют на оправках и в патронах которые в свою очередь различным образом крепят в шпинделе станка. На рис.2 показана установка цилиндрической насадной фрезы на оправке. Положение фрезы 6 на оправке 3 регулируется установочными кольцами 5. Фреза и оправка связаны шпонкой 7. Конический хвостовик оправки имеющий внутреннюю резьбу вставляют в аналогичное отверстие шпинделя 2 станка и затягивают болтом . Чтобы оправка не проворачивалась в шпиндель устанавливают сухари 4 которые входят в пазы шпинделя и фланца оправки. Если оправка длинная то другой ее конец поддерживается подвеской 8 установленной на хоботе станка.
Рис.2. Установка цилиндрической фрезы на длинной оправке
Торцовые насадные фрезы можно устанавливать на оправках или непосредственно на шпинделе станка (рис.3а). Фрезу 1 цилиндрическим пояском надевают на шпиндель 2 станка и притягивают винтами 3. Крутящий момент от шпинделя к фрезе передается шпонкой 4.
Рис.3. Схемы установки и закрепления фрез на станках
Концевые фрезы с коническим хвостовиком устанавливают в шпиндель станка используя переходные втулки (рис.3б). Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне который коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка (рис.3в). Фрезу 1 устанавливают в цангу 2 и с помощью гайки 3 закрепляют в корпусе патрона 4.
Индивидуальное задание №5.
Исходные данные индивидуального задания:
(Длина фрезерования )= 180 мм
B(Ширина фрезерования)=50 мм
sz ( Подача)= 005 ммзуб
( Скорость фрезерования)= 200 ммин
Нахождение количества зубьев фрезы.
Учитывая что диаметр фрезы должен быть на 20% больше ширины фрезерования определяем диаметр фрезы:
D=B+20% D= 50мм + 20%= 60 мм
По таблице из учебного пособия определил количество зубьев соответствующие найденному диаметру фрезы. Количество зубьев фрезы 4 шт.
Определение глубины фрезерования (t) при черновой и чистовой обработке.
Глубина фрезерования при черновой обработке: t1=Z*0.8 (80% от припуска) t1= 3мм*0.8=2.4мм
Глубина фрезерования при чистовой обработке: t2=Z-t1 (оставшиеся 20% от припуска) t2=3мм-2.4мм=0.6мм
Определение частоты вращения шпинделя n станка:
n=1000 D n=1000*200ммин 3.14* мм = oбмин
Полученное значение расчетной частоты вращения шпинделя округляю до ближайшей меньшей станочной частоты ncтn в соответствии с приложением.
Ближайшая меньшая станочная частота ncт = обмин
4 Определение величины минутной подачи sм. :
sм=sоncт=szznст sм= ммзуб* шт.* обмин= мммин
z-число зубьев фрезы
Полученное расчетом значение минутной подачи sм округляю до ближайшей меньшей станочной величины подачи указанной в приложении. sм= мммин.

ref1.doc

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных материалов
Лабораторная работа №
«Назначение и устройство
электроискрового станка модели 57М»
Студент Баймуратов И.З.
Название станка: электроискровой станок.
Назначение станка: получение полостей и отверстий в заготовках из
материалов проводящих электрический ток.
Потребляемая мощность в зависимости от режима работы: от 150 Вт до 950 Вт.
Точность получаемых размеров на станке соответствует 8-10 квалитету.
Наименьшая высота неровностей обрабатываемых поверхностей по параметру Ra
не превышает 125 мкм.
Цель эксперимента: знание назначения и устройства электроискрового
станка модели 57М технологии прошивания отверстий достижимой точности и
шероховатости получаемых поверхностей; умение рассчитывать технологические
характеристики электроискрового прошивания отверстий.
Содержание эксперимента: провести электроискровое прошивание
отверстий в заготовке измерить размеры и шероховатость обрабатываемых
поверхностей рассчитать технико-экономические характеристики процесса.
Условия проведения эксперимента.
Станок 57М состоит из корпуса в котором расположено
электрооборудование и рабочей головки установленной на верхней плите
корпуса. На передней панели корпуса расположены переключатель режима
работы потенциометр для настройки автоматического регулятора движения
подачи тумблер для включения и выключения станка и тумблер автоматического
подъема и опускания электрода-инструмента. Основными узлами рабочей головки
являются: шестигранная колонка каретка продольный и поперечный суппорты
электродвигатель стол и ванна заполняемая диэлектрической жидкостью.
Материал электрода-иннструмента – медь.
Материал заготовки – сталь.
Диэлектрическая жидкость – машинное масло и керосин в отношении 1:1.
Размеры электрода-инструмента: толщина заготовки b=35мм; для
черновой обработки диаметр d=44мм и длина для чистовой
Расчеты характеристик процесса электроискровой обработки.
Пv=S*bt где Пv-объемная производительность мммин; S-площадь отверстия
мм; b-толщина заготовки мм; t-время прошивания мин.
Пm= (10^-6)* Пv*р где Пm-производительность по массе гмин; р- плотность
материала заготовки кгм
w=N*60 Пm где w- удельный расход энергии Джг; N-значение мощности
потребляемой станком Вт.
Qmu= (10^-6)*Su*(l1-l2)*put где Qmu-расход массы электрода инструмента
гмин; Su-площадь поперечного сечения инструмента мм; pu-плотность
материала электрода-инструмента.
hm= ( Qmu Пm)*100% где hm-относительный износ электрода %.
Экспериментальные и расчетные характеристики электроискрового
N Параметр обработки ЕдиницаНомер режима
обработка обработка
Толщина заготовки b мм 35 35
Размеры электрода до
длинаl1 мм 1196 119
Размеры электрода после
диаметрd2 мм 43 425
длинаl2 мм 119 1186
Шероховатость отверстия Rzмкм 20 20
Объемная мм3мин2006 918
производительность Пv
Производительность по гмин 024 011
Удельный расход Джг 112170 244981
Относительный износ % 1316 1829
Анализ технико-экономических характеристик электроискровой обработки и
обработки заготовок методами представленными в таблице 2.
Метод обработки ПроизводителУдельный расход Шероховатость Точность
ьность по электроэнергии Rz мкм диаметра
массе Пm w Джг отверстия
Сверление 30-100 100-500 20-80 12-14
Электрохимическое1-5 1000-2000 10-40 10-14
Производительность по массе у электроискрового метода в сравнение с
сверлением и электрохимическим прошиванием намного меньше соответственно в
0-900 и в 9-45 раз. Удельный расход электроэнергии на 2 порядка больше
чем у сверления и электрохимического прошивания. Шероховатость у всех
методов примерно одинаковая. Квалитет точности у электроискрового метода
Вывод по данным таблиц 1 и 2: после анализа технико-экономических
характеристик электроискровой обработки и обработки сверлением и
электрохимическим прошиванием я пришел к выводу что электроискровой метод
по критерием цена-качество экономически не выгоден и его следует
использовать только для обработки труднообрабатываемых металлов и их
Индивидуальное задание.
) Вариант задания - № 7.
Формулировка задания: выбрать режим и рассчитать основное время
электроискровой обработки заготовки.
Режим работы - № 2 которому соответствует потребляемая мощность – 450 Вт
производительная обработка по массе – 0.15 гмин шероховатость
обрабатываемой поверхности – 20 мкм.
)Расчет основного времени обработки t:
Пm= (10^-6)* S*bt *р где Пm-производительность по массе гмин; р-
плотность материала заготовки кгм; S-площадь отверстия мм; b-толщина
заготовки мм; t-время прошивания мин; р- плотность материала заготовки
Выражаем время прошивания: t= (10^-6)* S*b Пm *р.
S=a*b. a=4мм с=1мм. b=1мм. p=12000 кгм3.
t= (10^-6)*4*1*10.15*12000=0.32 мин.

Литьё.doc

Санкт-Петербургский государственный политехнический
Отчет по лабораторной работе №7
ЛиТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО’
Принял преподаватель: Панов
Описание сущности литейного производства.
Литейным производством называют процессы получения фасонных изделий
(заготовок) путём заливки расплавленного металла в полую форму
воспроизводящую конфигурацию и размеры будущей детали. Применение литейного
производства дает возможность изготовления изделий различной формы
размеров и массы из любых металлических сплавов которые можно перевести в
жидкое состояние с разной степенью точности и шероховатости как в
единичном так и в массовом производстве.
Эскиз литейной формы с описанием элементов литниковой системы
опок модели стержней и последовательности изготовления отливки.
Литейная форма и технологическая оснастка для ее изготовления:
2 - верхняя и нижняя полуформы; 3 - модель 4 - стержень; 5 - стержневой
Модель - приспособление с помощью которого в литейной форме получают
полость которая по размерам и внешним очертаниям соответствует
будущей отливке. Для получения отливок с отверстиями или углублениями
на модели предусматривают специальные выступы - стержневые знаки которые
образуют в форме углубления для установки стержней. В зависимости от
сложности конфигурации модели могут иметь один или несколько разъемов
отъемные части. На поверхностях модели перпендикулярных плоскости разъема
предусматриваются уклоны для облегчения выема модели из формы. В
зависимости от условий производства и требований предъявляемых к отливке
по точности размеров и чистоте поверхности модели изготовляют из
пиломатериалов пластмассы или металла.
Стержневой ящик - приспособление для изготовления стержней служащих
для получения отверстия или углубления в отливках. Конфигурация стержня
соответствует внутренней полости отливки с учетом знаковых частей.
Стержневые ящики (цельные или разъемные) делают из пиломатериалов в
массовом производстве применяют металлические ящики.
Охлаждение отливки в форме сопровождается усадкой т.е. уменьшением ее
объема и линейных размеров поэтому модели и стержни имеют размеры с учетом
Опоки - деревянные или металлические рамки служащие для удерживания
песчано-глинистой смеси.
Модельные плиты служат для размещения на них моделей и установки опоки
при изготовлении литейной формы.
Модели элементов литниковой системы
предназначены для образования
в форме каналов служащих для подачи
металла в полость формы задержки
шлака и неметаллических включений.
Литниковая система включает в себя
литниковую чашу 1 стояк 2
шлакоуловитель 3 и питатели 4. К
элементам литниковой системы относят и
выпор - вертикальный канал расположенный
в самой верхней части формы и
предназначенный для отвода газов и
наблюдения за ходом заливки.
Последовательность изготовления отливки.
- Разработка технологического процесса.
- Разработка чертежа отливки.
- Изготовление стержневой смеси стержней форм.
- Изготовление оснастки.
- Получение отливок.
- Заливка форм сплавом сборка форм.
- Термическая обработка отливок.
- Контроль отливок (керосиновая проба).
Опишите общую технологическую схему изготовления отливок.
Технологический процесс производства отливок состоит из ряда основных
и вспомогательных операций осуществляемых как параллельно так и
последовательно на различных участках литейного цеха.
В начале производится разработка технологичной конструкции отливки
проектирование и изготовление модельной оснастки (модели отливки и
элементов литниковой системы стержневые ящики опоки и модельные плиты).
Что такое литейная форма и какие элементы образуют ее?
Литейная форма - это система элементов образующих рабочую полость при
заливке которой расплавленным металлом формируется отливка.
Общий вид литейной формы и технологической оснастки для ее изготовления
представлены на рис стр 2. Литейная форма состоит из верхней 1 и
нижней полуформы 2. Полуформы изготавливают из формовочной смеси путем
уплотнения ее в опоках. Полость в форме получают с помощью модели
Стержень 4 изготовляют в стержневом ящике 5 из стержневой смеси. В
полуформах с помощью моделей элементов литниковой системы выполняется
воронка и система каналов по которым расплавленный металл поступает в
полость формы. После остывания форму разрушают и извлекают отливку 6.
Что собой представляют формовочные и стержневые смеси? Из каких
материалов их приготовляют и какие требования предъявляют к ним?
Формовочная смесь – многокомпонентная смесь формовочных материалов
соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных
форм. Формовочные смеси состоят из кварцевого песка (примерно 85 %) и
связующего вещества (огнеупорная глина 10 % с добавкой воды 5 %).
Стержневая смесь – многокомпонентная смесь формовочных материалов
стержней. Стержневые смеси состоят из кварцевого песка (90 %) глины и
крепителей (3 - 5 %): олифа декстрин канифоль жидкое стекло и другие.
Смеси должны обладать пластичностью и газопроницаемостью а формы и
стержни изготовленные из них - достаточной прочностью. Для увеличения
газопроницаемости и податливости в формовочную смесь добавляют
деревянные опилки или торфяную крошку которые выгорая после заливки
металла в форму образуют дополнительные поры.
Для чего предназначена литниковая система и из каких элементов она
Литниковая система (рис на стр 3)– система каналов через которые
расплавленный металл подводят в полость формы. Модели элементов
литниковой системы предназначены для образования в форме каналов служащих
для подачи металла в полость формы задержки шлака и неметаллических
включений. Литниковая система включает в себя литниковую чашу 1 стояк
шлакоуловитель 3 и питатели 4. К элементам литниковой системы относят
и выпор - вертикальный канал расположенный в самой верхней части формы и
предназначенный для отвода газов и наблюдения за ходом заливки.
Каким образом получают внутренние полости литых деталей?
Какие приемы ручной формовки используются при изготовлении крупных
Ручную формовку применяют для получения одной или нескольких отливок в
условиях опытного производства при изготовлении отливок (массой до 200т).
- формовка в парных опоках по разъемной модели наиболее распространена;
-формовку шаблонами применяют в единичном производстве для получения
отливок имеющих конфигурацию тел вращения;
-формовку в кессонах применяют при изготовлении крупных отливок массой до
-формовку в стержнях применяют в массовом и крупносерийном производствах
при изготовлении отливок сложной конфигурации;
-формовку с использованием жидкостекольных смесей применяют при
изготовлении отливок массой до 40т в серийном и единичном производствах.
В чем состоит сущность изготовления стержней?
Изготовление стержней
производится в следующем порядке.
Собирают половинки стержневого ящика
по центрирующим шипам и скрепляют
их вместе. Ящик кладут отверстием
вверх внутрь ящика устанавливают
армирующий каркас из проволоки и
заполняют всю полость ящика стержневой
смесью (рис. а) одновременно уплотняя
ее. Счищают излишек смеси и для
обеспечения отвода газов из стержня
специальной иглой (душником) накалывают вентиляционные каналы. Снимают
верхнюю половину ящика (рис. б) и осторожно выкладывают стержень на
специальную сушильную плиту (рис. в). Отформованные стержни сушат при
температуре 160 300 0С в сушильных печах или камерах для придания им
При применении быстросохнущих смесей на жидком стекле стержень
перед выемом из ящика продувают через вентиляционные каналы углекислым
газом в течение двух - трех минут. Затем затвердевший в
результате продувки стержень извлекают из стержневого ящика. Перед
установкой в форму стержень окрашивают противопригарной краской.
Какие процессы являются заключительными при изготовлении отливок?
В чем состоит сущность операции «выбивка форм»?
Выбивку форм производят после затвердевания и охлаждения металла до
определенной температуры. В литейных цехах разрушение формы и освобождение
отливок от формовочной земли осуществляется на различных вибрационных
машинах чаще всего - на встряхивающих решетках. Формовочная смесь
проваливается через решетку и транспортируется на формовочный участок для
повторного использования. При ручной выбивке форму разрушают ударами
молотка по стенкам опоки. Выбивку песчаных стержней производят с помощью
пневматических молотков водоструйных и гидроабразивных устройств на
электрогидроимпульсных установках. Электрогидроимпульсная выбивка стержней
осуществляется за счет ударных волн и гидропотока возникающих при
высоковольтном разряде в жидкости между специальным электродом и
поверхностью отливки. Разрушение стержней происходит за счет появления в
обрабатываемом объекте периодических сил растяжения и сжатия вызывающих
колебание отливки и стержня с различной частотой и в конечном итоге
отслаивание стержневой массы от отливки.
В чем состоит сущность операции «очистка и обрубка отливок»?
Обрубка (отделение от отливок прибылей выпоров и заливов) и очистка
отливок производятся после выбивки. Обрубку осуществляют с помощью
пневматических зубил ленточных и дисковых пил газовой резки. Очистку
отливок от пригоревшей формовочной смеси и окалины производят во
вращающихся галтовочных барабанах на пескоструйных и дробеметных
аппаратах водоструйных гидроабразивных и электрогидроимпульсных
установках. Очистка разветвленных внутренних поверхностей отливок
осуществляется химической и электрохимической обработкой. Зачистка
заусенцев неровностей оставшихся после обрубки производится ручным
инструментом или на шлифовальных станках. По трудоемкости операции выбивки
обрубки и очистки составляют 30 40% от общей трудоемкости изготовления
Укажите основные дефекты и методы их исправления в отливках.
Основными видами дефектов в отливках являются: коробление; усадочные и
газовые раковины (открытые или закрытые полости); трещины; песчаные и
шлаковые раковины (включения формовочной смеси или шлака в отливке);
заливы и наросты недолив металла и спай; отбел поверхности (у чугунных
отливок). Поверхностные неглубокие дефекты устраняются наплавкой заваркой
запрессовкой (эпоксидными смолами) металлизацией. Коробление исправляют
правкой. Отбел поверхности ликвидируют дополнительным отжигом отливок.
При внутренних и глубоких наружных дефектах отливки отправляют на
переплавку. Перед отправкой в механические цеха стальные и чугунные отливки
подвергают термической обработке (отжиг или нормализация) для снятия
внутренних напряжений.
В какой последовательности осуществляется изготовление отливок в
Сущность способа заключается в заливке расплава в одноразовую форму
состоящую из двух предварительно скрепленных тонких оболочковых полуформ из
песчано-смоляной смеси: мелкозернистого кварцевого песка (93 97 %) и
термореактивной пластмассы например пульвербакелита
(фенолоформальдегидной смолы в порошкообразном состоянии).
Последовательность изготовления полуформ показана на рис.
Металлическую модель с элементами литниковой системы закрепляют на
модельной плите нагревают до температуры 200 - 250 оС и насыпают
песчаносмоляную смесь. Смола плавится склеивает песчинки и через 15 - 25с
на модели (рис. а) образуется полутвердая оболочка толщиной 6 - 12 мм.
При повороте модельной плиты на 180о (рис. б) остатки смеси осыпаются.
Затем модельную плиту с оболочкой помещают в печь где при температуре 280
- 320 °С в течение 2 - 3 мин происходит окончательное твердение оболочки.
После извлечения из печи оболочку (полуформу) с помощью толкателей снимают
с модели (рис. в). При сборке формы устанавливают стержень и совмещают
полуформы по имеющимся на них выступам и впадинам. Скрепление полуформ
производится металлическими скобами струбцинами или склеиванием (рис. г).
Собранную форму помещают в опоку засыпают снаружи сухим песком или
металлической дробью (рис. д) и заливают расплавом. После затвердевания
отливки (рис. е) оболочковая форма легко разрушается.
Литьём в оболочковые формы получают коленчатые и кулачковые валы
шатуны цилиндры с ребрами жесткости и другие ответственные детали машин.
По сравнению с литьем в песчано-глинистые формы этот способ литья позволяет
на 20 40 % снизить массу отливок и на 40 60 % трудоемкость механической
В какой последовательности осуществляется изготовление отливок по
выплавляемым моделям?
Модель отливки (рис. а) получают путем запрессовки модельного состава
в пастообразном состоянии в пресс-форму (рис. б). В отдельной пресс-форме
изготавливают модель литниковой системы к которой припаивают модели
отливки получая таким образом модельный блок (рис. в). Затем модельный
блок окунают в облицовочный состав (рис. г) и обсыпают сухим кварцевым
песком (рис. д) повторяя эту операцию несколько раз. Каждый слой
покрытия просушивается 2 4 часа на воздухе или 10 20 минут в парах аммиака
через час после обсыпки. После нанесения и сушки последнего слоя из
огнеупорной оболочки (формы) горячей водой или паром выплавляют модельный
Полученную тонкостенную (4 6 мм) форму устанавливают в металлический
контейнер и засыпают кварцевым песком оставляя литниковую чашу доступной
для заливки расплава. Затем контейнер помещают в печь в течение 3..4
часов нагревают до температуры 850..950 оС и прокаливают форму 1 2
часа. В печи происходит выгорание остатков модельного состава и образование
прочной керамической оболочки. Затем контейнер вынимают из печи и в горячую
форму заливают расплав (рис. ж).
После охлаждения отливки очищают от слоя огнеупорного покрытия. Из
полостей и отверстий остатки формы удаляются химическим методом например
выщелачиванием в кипящем растворе едкого калия после чего следует промывка
отливки в теплой воде с добавлением соды.
В какой последовательности осуществляется изготовление отливок при
Перед заливкой расплава в кокиль поверхности рабочей полости и
разъема очищают от загрязнений; проверяют легкость перемещения подвижных
частей точность их центрирования и надежность крепления. Затем на
поверхность рабочей полости и металлических стержней наносят
пульверизатором или кистью слой огнеупорного покрытия (облицовка и краска)
которое защищает кокиль от резкого нагрева и схватывания с отливкой и
регулирует скорость охлаждения отливки что предопределяет свойства металла
отливки. Для лучшего сцепления облицовки и краски с рабочими поверхностями
кокиль нагревают до температуры 150 - 200 °С газовыми горелками или
электронагревателями.
После нанесения огнеупорного покрытия кокиль нагревают до рабочей
температуры 150 - 350 °С значение которой определяется химическим составом
заливаемого сплава толщиной стенок и размерами отливки. При
сборке кокилей устанавливают (если он предусмотрен) песчаный или
металлический стержень. Затем полуформы соединяют и скрепляют специальными
зажимами после чего производят заливку кокиля расплавом. Для уменьшения
обжатия металлического стержня при затвердевании и охлаждении отливки
после того как металл приобретает достаточную прочность стержень
«подрывают» т.е. частично извлекают из отливки до ее удаления из кокиля.
После охлаждения отливки до заданной температуры кокиль раскрывают
окончательно извлекают металлический стержень и удаляют отливку из кокиля.
Песчаный стержень из отливки выбивают после извлечения отливки из кокиля а
затем отделяют литники прибыли и выпоры.
В чем состоят особенности изготовления отливок в кокилях?
Литьё в кокиль позволяет в 2..3 раза повысить
труда в результате исключения операций приготовления формовочной смеси
и формовки уменьшения объема вредных для здоровья работающих операций
выбивки форм очистки отливок от пригара обрубки. Для получения отливок
заданного качества (требуемых механических свойств структуры
плотности шероховатости точности размеров) легче осуществлять
регулирование технологических параметров процесса.
К недостаткам этого процесса следует отнести высокую стоимость
кокиля «отбел» поверхностного слоя в чугунных отливках и трудность
получения тонкостенных отливок в связи с высокой интенсивностью охлаждения
расплава в кокиле ограниченную стойкость кокиля (особенно при получении
стальных и чугунных отливок).
В чем заключается сущность изготовления отливок литьем под давлением?
Укажите основные характеристики процесса.
Сущность способа заключается в том что расплав заполняет
металлическую форму и кристаллизуется в ней под избыточным давлением после
чего форму раскрывают и отливку удаляют. По способу создания давления
различают: литье под поршневым и газовым давлением вакуумное всасывание
жидкую штамповку. Наиболее распространено формообразование отливок под
поршневым давлением в литьевых машинах с горячей или холодной камерой
В литьевой машине первого типа камера сжатия находится в тигле и
сообщается с ним отверстием через которое в нее поступает расплав. При
движении поршня вниз отверстие перекрывается и расплав по обогреваемому
каналу поступает в полость пресс-формы подогреваемой до температуры 150 -
0 оС. После затвердения отливки поршень возвращается в исходное
положение а остатки расплава из канала сливаются в камеру прессования.
Пресс-форма раскрывается отливка выталкивается из нее толкателями после
чего пресс-форма закрывается и цикл повторяется.
В литьевой машине с холодной камерой сжатия расплавленный металл
подается в разливочном ковше и заливается непосредственно в камеру
Литьё под давлением по сравнению с литьём в разовые формы позволяет снизить
трудоемкость изготовления деталей в 10 - 12 раз при экономии
металла до 30 40 %; получать отливки с минимальными припусками на
механическую обработку с отверстиями диаметром до I мм с
наружной и внутренней резьбой с шагом 07 мм. Отливки характеризуются
высокими механическими свойствами а сам процесс отличается высокой
производительностью (до 500 отливок в час) и значительно меньшим
загрязнением окружающей среды.
В чем заключаются особенности изготовления отливок центробежным литьем?
Сущность способа состоит в заливке жидкого металла во вращающуюся
металлическую или керамическую форму. Жидкий металл за счет центробежных
сил прижимается к стенкам формы растекается вдоль них и затвердевает.
Центробежное литьё дает возможность без применения стержней получать
полые отливки а при последовательной заливке различных сплавов например
стали и бронзы - биметаллические отливки. Длинные трубы и гильзы отливают
на машинах с горизонтальной осью вращения короткие втулки кольца
зубчатые венцы - на машинах с вертикальной осью вращения.
Какой должна быть внешняя поверхность литой детали?
Внешняя поверхность литой детали должна быть гладкой.
В чем заключаются особенности конструкций литых деталей получаемых
литьем в оболочковые формы и литьем по выплавляемым моделям?
Масса отливок минимальна.
литьем в кокиль и под давлением?
Отливки с минимальным припуском на механическую обработку.
центробежным литьем?
Получаются полые отливки и би-метеллические отливки.

ТКМ.Литьё.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
Реферат на тему: «Литейные сплавы»
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Свойства литейных сплавов 4
Механические напряжения в отливке 5
Литейные сплавы представляют собой многокомпонентные вещества металлического свойства которые состоят изсмеси основного тоесть технически чистого металла атакже определенных примесей (легирующих элементов) придающих литейному сплаву заданные свойства.
Стоит отметить что литейным сплавам можно задавать самые разнообразные технические свойства которые отсутствуют учистых металлов. Что касается области применения литейных сплавов топоследние широко используются сцелью производства различных литых деталей. Вданном случае используется метод заливки расплавленного литейного сплава вформу полость которой отвечает конфигурации изготавливаемой детали. После охлаждения ранее залитый сплав твердеет сохраняя форму полости. Детали полученный подобным методом называются отливкой.
Среди способов литья популярных насегодняшний день следует отметить:
повыплавляемым моделям;
воболочковые формы ипр.
Выбор конкретного метода зависит исключительно оттребований которые предъявляются кмеханическим ипрочим свойствам будущей детали: объем производства геометрическая точность себестоимость чистота поверхности отливки идр. Всовременном мире литейные сплавы достаточно широко применяются для производства всевозможных деталей которые вдальнейшем могут использоваться как вбыту так ивпромышленности. Так алюминиевые сплавы благодаря небольшому весу прочности хорошей тепло- иэлектропроводности применяются вмашиностроении приборостроении электротехнической идругих сферах промышленности.
Свойства литейных сплавов
Получение качественных отливок без раковин трещин и других дефектов зависит от литейных свойств сплавов которые проявляются при заполнении формы кристаллизации и охлаждении отливок в форме. К основным литейным свойствам сплавов относят: жидкотекучесть усадку сплавов склонность к образованию трещин газопоглощение ликвацию.
Жидкотекучесть- способность расплава свободно течь в литейной форме заполняя все ее полости и точно воспроизводя все ее контуры. Жидкотекучесть зависит от химического состава сплава его температуры при заливке а также от материала формы и других факторов. Жидкотекучесть выше у сплавов затвердевающих с образованием эвтектики.
Усадка- свойство металлов и сплавов уменьшать свой объем при затвердевании и охлаждении; при этом происходит и соответствующее уменьшение линейных размеров отливки.
гдеVфиVотл lфи lотл- объем и размеры соответственно формы и отливки.
В результате объемной усадки в теле отливки могут образоваться усадочные раковины и пористость. Для предупреждения этих дефектов необходимо предусмотреть рациональную литниковую систему и прибыли. Усадку необходимо учитывать при расчете размеров модели и стержня. При наличии препятствий для усадки а также в результате неодновременной и неравномерной усадки массивных и тонких сечений в отливках возникают напряжения возможно коробление и образование трещин.
Величина усадки зависит от химического состава сплава температуры его заливки и других факторов. Небольшую линейную усадку имеет серый чугун (08-12 %) некоторые литейные алюминиевые сплавы (09-13 %). У стали линейная усадка достигает 18-22 %. Объемная усадка примерно в три раза больше линейной.
Ликвация- химическая неоднородность затвердевшего сплава. Ликвация образуется в процессе затвердевания отливки из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его твердой и жидкой фазах. На процесс развития ликвации оказывают влияние химический состав сплава скорость охлаждения.
Различают ликвациюзональнуюкогда различные части отливки имеют различныйхимический состав идендритнуюкогдахимическая неоднородность наблюдается в каждом зерне.
Склонность к поглощению газов. В расплавленном сплаве всегда находятся в растворенном состоянии газы - водород азот и др. При затвердевании и последующем охлаждении растворимость газов уменьшается и в результате их выделения в теле отливки могут образоваться газовые раковины и поры.
Растворимость газов зависит от химического состава сплава его температуры и других факторов. Для уменьшения газонасыщенности сплавов применяют плавку в вакууме или в среде инертных газов а также дегазацию вакуумированием в специальных камерах и другие меры.
Механические напряжения в отливке
Для того чтобы получить отливку заданных размеров размеры модели увеличивают с учётом литейной усадки данного сплава. В сложных по конфигурации отливках усадка протекает в условиях сопротивления со стороны стержней и выступающих частей формы что приводит к торможению процесса усадки (механическое торможение).
В механических неподатливых формах механические напряжения максимальны и сильно затрудняют выбивку из них отливок. При этом механические напряжения в очень сильной степени зависят от температуры отливки в момент выбивки: чем эта температура ниже тем механические напряжения больше. Таким образом механические напряжения могут быть причиной разрушения отливок и холодных трещин в них. Кроме того они являются основной причиной горячих трещин в отливках.
Как видно из рисунка усадка стенок 1 и 2 протекает свободно (направление усадки показано стрелками). Горизонтальная стенка 3 при усадке испытывает сопротивление со стороны выступающих частей формы А и Б поэтому в ней возникают растягивающие напряжения. Эти напряжения снимаются как только отливку извлекают из формы. На возникновение механических напряжений большое влияние оказывает податливость форм и стерженей.
«Технология конструкционных материалов» А.Г.Алексеев Ю.М.Барон М.Т. Коротких.
Информационно-справочный портал по металлургии и литейному делу.

Реферат.Контактная сварка.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
Реферат на тему: «Процесс ультразвуковой обработки»
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
1. Стыковая сварка 4
3. Точечная сварка 5
Дефекты образующиеся при сварке 6
Список использованной литературы 6
Сварка– технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой графитом стеклом и др.) а также пластмассы.
Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.
В зависимости от формы энергии используемой дляобразования сварного соединения все виды сварки разделяют на
трикласса: термический термомеханический и механический.
Ктермическомуклассу относятся виды сварки осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая плазменная электрошлаковая электронно-лучевая лазерная газовая и др.).
Ктермомеханическомуклассу относятся виды сварки осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная диффузионная и др.).
Кмеханическомуклассу относятся виды сварки осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая взрывом трением холодная и др.).
Я рассмотрю контактную сварку являющуюся одним из видов сварки термомеханического класса.
Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов – пластическая деформация в ходе которой формируется сварное соединение.
Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током причем максимальное количествотеплоты выделяется в месте сварочного контакта.
На поверхности свариваемого металла имеются пленки оксидов и загрязнения с малой электропроводимостью которые также увеличивают электросопротивление контакта. В результате в точках контакта металлнагревается до термопластического состояния или до оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок образуются новые точки соприкосновения пока не произойдет полное сближение до межатомных расстояний т. е. сварка поверхностей.
Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения определяющего вид сварочной машины и по роду тока питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую точечную шовную.
75760708025Стыковая сварка – разновидность контактной сварки при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети черезвключающее устройство. Плиты перемещаются и заготовки сжимаются под действием усилия развиваемого механизмом осадки.
Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют – сваркой оплавлением.
Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением. В процессе оплавления выравниваются все неровности стыка а оксиды и загрязнения удаляются поэтому не требуются особой подготовки места соединения. Можно сваривать заготовки с сечением разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали медь и алюминий и т.д.).
Наиболее распространенными изделиями изготовляемые стыковой сваркой служат элементы трубчатых конструкций колеса и кольца инструмент рельсы железобетонная арматура.
05555534035Шовная сварка – разновидность контактной сварки при которой между свариваемыми заготовкиобразуется прочное и плотное соединение. Электроды выполняют в виде плоских роликов между которыми пропускают свариваемые заготовки.
В процессе шовной сварки листовые заготовки соединяют внахлестку зажимают между электродами и пропускают ток. При движении роликов по заготовкам образуются перекрывающие друг друга сварные точки в результате чего получается сплошной геометрически шов. Шовную точку так же как и точечную можно выполнить при двусторонней и одностороннем расположениях электродов.
Шовную сварку применяют в массовом производстве при изготовлении различных сосудов. Толщина свариваемых листов составляет 03 – 3 мм. Шовной сваркой выполняют те же типы сварных соединений что и точечной но используют для получения герметичного шва.
Свое название точечная сварка получила от вида left179705сварного соединения которое похоже на "точку". Точечная сварка используется преимущественно для соединения листов металла небольшой толщины — до 5—6 мм. Соединяемые детали зажимаются между электродами имеющими форму усеченных конусов с диаметром рабочей поверхности 4—12 мм и через них пропускается ток. Полученное соединение так называемая сварная «точка» — по характеру напоминает заклепку диаметр соединения соответствует диаметру торца электрода и обычно равен 4—10 мм. Для соединения деталей больших размеров можно поставить любое количество таких точек обеспечивающее достаточную прочность.Точечная сваркашироко используется в производстве автомобилей самолетов различных приборов аппаратов и машин металлической посуды и т. д. Машины для точечной сварки наиболее распространены и отличаются высокой производительностью выполняя до нескольких сотен сварных точек в минуту.
Дефекты образующиеся при сварке.
Дефекты в соединениях бывают двух типов: внешние и внутренние. В сварных соединениях к внешним дефектам относят наплывы подрезы наружные непровары и несплавления поверхностные трещины и поры.
К внутренним – скрытые трещины и поры внутренние непровары и несплавления шлаковые включения и др. В паяных соединениях внешними дефектами являются наплывы и натеки припоя неполное заполнение шва припоем; внутренними – поры включения флюса трещины и др.
Качество сварных и паяных соединений обеспечивают предварительным контролем материалов и заготовок текущим контролем за процессом сварки и пайки и приемочным контролем готовых сварных или паяных соединений. В зависимости от нарушения целостности сварного соединения при контроле различают разрушающие и неразрушающие методы контроля.
Список использованной литературы
Технология конструкционных материалов. Практикум по технологическим методам обработки заготовок.

ТКМ.pdf

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ
МЕТОДАМ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
В.С. Медко В.П. Третьяков Л.А. Ушомирская А.И. Фоломкин
Материаловедение. Технология конструкционных материалов.
Практикум по технологическим методам получения и обработки заготовок: Учебное пособие. В.С. Медко В.П. Третьяков Л.А. Ушомирская А.И.
Фоломкин. СПб.: Издательство Политехнического университета 2009.
Учебное пособие соответствует государственным образовательным
стандартам направлений подготовки и специальностей в области техники и
технологии и содержанию примерной учебной программы дисциплины
ОПД.Ф.03 “Материаловедение. Технология конструкционных материалов”
Учебное пособие предназначено для студентов электромеханического
и механико-машиностроительного факультета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета обучающихся по направлениям и специальностям: 150407 - “Полиграфические машины и автоматизированные комплексы” 140600 - “Электротехника электромеханика и электротехнологии (бакалавр)”; 654500 - “Электротехника электромеханика и электротехнологии (инженер)”; 140200 – “Электроэнергетика (бакалавр)”; 654900
– “Электроэнергетика (инженер)” при изучении дисциплины “Материаловедение. Технология конструкционных материалов”
Содержит сведения по методике проведения лабораторных работ в
учебных мастерских относящихся к способам получения заготовок обработке заготовок технологическими методами резания и обработке с применением электрофизических и электрохимических технологий.
Условные обозначения физических величин
Железоуглеродистые сплавы классификация сталей и их
Обработка металлов резанием на токарных станках
Обработка металлов резанием на вертикально-фрезерных станках
Обработка сложнопрофильных изделий на электроискровом
Обработка на электрохимическом станке модели СНЭ-20МК
Обработка металлов резанием на станке модели 16К20Ф3
Литейное производство
Сварочное производство
Приложение. Нормальные ряды частот и подач
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Единица измерения физической
Обозначение Наименование Обозначение
Емкость электричефарада
Зазор межэлектродметр
Относительное сужепроцент
Относительная де5 10
Погрешность обраметр
Подача за один обоМетр за оборот
Подача в одну минуммин
Сопротивление электрическое
Среднее арифметическое отклонение
Число режущих лезвий
Числол рабочих ходов
метр кубический в секунду
секунда в минус первой степени
ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ КЛАССИФИКАКЦИЯ
СТАЛЕЙ И ИХ СВОЙСТВА
Цель работы: знание принципов обозначения сталей; освоение методики построения диаграмм растяжения образцов материалов и определение
основных механических характеристик сталей.
По назначению все материалы подразделяются на конструкционные
инструментальные и материалы с особыми свойствами. В свою очередь все
материалы делятся на металлические и неметаллические.
Конструкционные металлические материалы делятся на две большие
группы: черные и цветные. К черным металлам относят железо и его сплавы
– чугуны и стали а так же кобальт и никель. Остальные металлы и сплавы
составляют группу цветных.
Стали являются наиболее многочисленными широко применяемыми
сплавами в промышленности как основной машиностроительный материал и
представляют собой сплавы железа с углеродом содержание углерода в которых не превышает 214%.
В зависимости от химического состава различают углеродистые и легированные стали в которые вводят легирующие. Легирование производится
с целью изменения механических (прочности пластичности вязкости) физических (электропроводности магнитных характеристик радиационной
стойкости) химических (коррозионной стойкости в разных средах) свойств.
В зависимости от способа производства различают стали выплавляемые в электропечах мартеновских печах кислородно-конвертерным способом и т.д.
По способу раскисления различают кипящие спокойные и полуспокойные стали.
По качеству углеродистые стали подразделяются на стали обыкновенного качества и качественные стали. Качество стали определяется содержанием вредных примесей: серы и фосфора. Стали обыкновенного качества содержат не более 005% серы и не более 004% фосфора. Качественные стали
содержат не более 004% серы и не более 0035 % фосфора кроме того они
менее загрязнены неметаллическими включениями и газами.
Легированные стали бывают качественные высококачественные (серы
и фосфора до 0025) и особовысококачественные (серы и фосфора до
Стали обыкновенного качества обозначают согласно ГОСТ 380-2005.
Буквы Ст обозначают “сталь” цифры следующие за этими буквами ус6
ловный (порядковый) номер стали в зависимости от химического состава
при этом чем больше номер тем больше в ней углерода и выше прочность
но ниже пластичность; буква Г повышенное содержание марганца
(0811 %). Буквы в конце марки означают: кп сталь кипящая (обычно раскисленная только ферромарганцем); пс полуспокойная (обычно раскисленная ферромарганцем и алюминием); сп сталь спокойная (полностью раскисленная ферромарганцем алюминием и феррокремнием).
Например: Ст5пс Ст3 Ст2кп.
Качественные стали маркируют следующим образом. Вместо “Cт”
пишется “Сталь” а содержание углерода указывают в начале марки цифрой
соответствующей его содержанию в сотых долях процента.
Например: сталь 20 сталь 45 сталь 30 (сталь 45 содержит: 045% углерода (С) остальное железо (Fe)).
Легированные стали маркируют комбинацией цифр и заглавных букв
русского алфавита. Первые две цифры обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Следующие далее буквы являются сокращенным обозначением введенных легирующих элементов (табл. 1). Цифры
стоящие после букв обозначают соответственно содержание этих элементов
Если в конце марки отсутствует буква – это легированная качественная
сталь. Буква А в конце маркировки указывает на то что сталь высококачественная а буква Ш указывает что эта сталь особо высококачественная.
Например: 40Х 38ХМ10A 12Х13 (сталь 12Х13 содержит: 012 % углерода (С) 13 % хрома (Сr) остальное железо (Fe)).
Инструментальные стали классифицируются на углеродистые низколегированные и высоколегированные (быстрорежущие).
Обозначение элементов в марках легированных сталей
Обозначение леНаименование
Обозначение леНаименование легирующего элелегирующего
гирующего элегирующего элеменмента
Углеродистые инструментальные стали маркируют буквой У а следующая за ней цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента.
Например У7 У9 У10 У12 У7Ф (например: У9 содержит 09 % углерода (С) остальное железо (Fe); У7А содержит 07% углерода(С) остальное
Быстрорежущие сложнолегированные стали обозначают буквой Р (от
английского rapid - быстрый) следующая за ней цифра указывает содержание вольфрама. Содержания углерода в этих сталях около 1%.
Например Р6М5 Р18 Р9 (например P9M5 содержит: около 1 % углерода (С) 9 % вольфрама (W) 5 % молибдена (Mo))
Исследуемые механические свойства сплавов.
Поведение металлов и сплавов под действием внешних нагрузок характеризуется их механическими свойствами.
Результаты определения механических свойств используются в расчетной конструкторской практике при проектировании машин и конструкций.
Наибольшее распространение имеют следующие виды механических
Статические кратковременные испытания однократным нагружением на
одноосное растяжение-сжатие твердость изгиб и кручение.
динамические испытания с определением ударной вязкости и ее составляющих - удельной работы зарождения и развития трещин.
Испытания переменной нагрузкой с определением предела выносливости
Статические испытания
При статических испытаниях определяют показатели прочности и пластичности.
Прочность характеризует величину внешней нагрузки которую материал выдерживает без разрушения. Показателями прочности являются предел пропорциональности пц предел текучести (физический т или условный
) временное сопротивление разрыву (предел прочности) в.
Пластичность - способность материала остаточно изменять свою форму и размеры без разрушения. Показатели пластичности - относительное удлинение (5 10 - индекс указывает длину исследуемого образца) и относительное сужение .
Показатели прочности и пластичности определяют по результатам испытания стандартных образцов из исследуемых материалов на растяжение.
При испытании на растяжение образцы (рис.1) чаще всего изготавливают цилиндрическими c диаметром рабочей части do и длиной рабочей
части 0 = 5do или 0 = 10do . Концевые утолщенные участки служат для размещения в захватах разрывной машины.
Растяжение образцов проводят на испытательных машинах прикладывая растягивающую силу Р измеряемое в ньютонах (Н) и записывая диаграмму растяжения в координатах сила (P) – абсолютная деформация (Δ).
Абсолютная деформация – это удлинение образца под действием силы P равная:
- рабочая длина образца при растяжении.
ипичный вид диаграммы для малоуглеродистой стали приведен на
Рис. 1. Образец для испытаний на растяжение
Приведенная на рис.2 диаграмма иллюстрирует поведение материала
при данных размерах образца. Для получения графика характеризующего непосредственно изучаемый материал диаграмму растяжения изображают в
координатах: напряжение () – относительная деформация () (рис. 3.).
Для этого ординаты кривой изображающие силу (P) делят на первоначальную площадь сечения образца Fo а абсциссы Δ – на рабочую длину образца до испытаний 0. Таким образом в новой диаграмме по вертикали откладываются напряжения в МПа:
– площадь поперечного сечения образца м2.
Рис. 2. Диаграмма нагрузка - абсолютная деформация
При этом соответствующее относительное удлинение в % откладываемое по горизонтали определяется следующим образом:
На диаграммах рис. 2 и рис. 3 имеется ряд характерных участков и точек соответствующие различным стадиям деформации образца.
Точка А на рис. 2 соответствует наибольшей предельной нагрузке Pпц
до которой соблюдается линейная зависимость между нагрузкой и удлинением образца. На участке ОА справедлив закон Гука:
где Е – модуль упругости МПа;
- нормальное напряжение возникающее в поперечном сечении образца
- относительная деформация образца %.
Рис. 3. Диаграмма напряжение – относительная деформация
Соответствующее напряжение в точке а (рис. 3) называется пределом
пропорциональности и рассчитывается по формуле:
Точка С на рис. 2 соответствует нагрузке Pт при которой образец деформируется без возрастания нагрузки или как говорят материал начинает
«течь» образуя на диаграмме так называемую площадку текучести СD. Соответствующее напряжение в точке с (рис. 3) называется пределом текучести и
рассчитывается по формуле:
После стадии текучести материал снова приобретает способность увеличивать сопротивление дальнейшей деформации. Точка D на рис. 2 соответствует максимальной предельной нагрузке Pmax после которой начинается
местное сужение образца в виде шейки в результате чего происходит падение нагрузки. Соответствующее напряжение в точке d (рис. 3) называется
пределом прочности или временное сопротивление и рассчитывается по
Точка Е на рис. 2 соответствует нагрузке Pк при которой образец разрушается.
Для материалов диаграмма которых не имеет резко выраженной площадки текучести предел текучести условно определяют как напряжение
при котором остаточная деформация составляет 02 % рабочей длины образца а условный предел текучести в этом случае обозначают 02.
При испытаниях образцов на растяжение определяют так же характеристики пластичности к которым относится относительное удлинение:
где l - длина рабочей части образца после испытаний.
После разрыва образца замеряют его диаметр в наиболее тонком месте
шейки вычисляют соответствующую площадь сечения Fк. Относительное
остаточное сужение площади начального сечения образца при разрыве рассчитывают по формуле:
Еще одной из важных механических характеристик материала является
его твердость. Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактных воздействиях. Различают следующие методы определения твердости: по Бринеллю; по Роквеллу; по Виккерсу.
Одним из наиболее распространенных методов является определение
твердости по Бринеллю.
Испытание по методу Бринелля состоит во вдавливании в образец
стального шарика из углеродистой закаленной стали диаметром D (рис. 4)
под действием постоянной нагрузки P и измерении диаметра отпечатка. Число твердости по Бринеллю HB (Па) определяется по формуле
где F – площадь отпечатка м2;
D – диаметр шарика м;
d – диаметр отпечатка м;
P – величина нагрузки Н.
В данной работе для определения твердости приняты следующие значения D = 001 м P = 30000 Н.
Порядок выполнения работы.
Получить от преподавателя образец
испытанный на разрыв и соответствующую
диаграмму растяжения Рi = f (Δli) с исходными данными.
Найти по диаграмме численные значения усилий: Рпц Р02 Рв.
По формулам 2 4 и 5 рассчитать пц
Дополнительно произвести расчет
Рис. 4. Схема испытаний по
Измерить длину рабочей части образца после испытания и диаметр шейки dш.
Рассчитать показатели пластично-
сти 5 по формулам 67.
Построить диаграмму в координатах напряжение (i=PiF0 МПа) и
относительная деформация (i=Δlil0 ·100 %) используя значение пц 02 в
и дополнительные значения i в двух - трех точках.
Измерить твердость этого образца на приборе Бринелля. Диаметр
отпечатка определяют как среднее арифметическое по измерению в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
По полученным значениям 02 в 5 НВ выбрать по таблице 2
соответствующий материал и расшифровать марку стали.
Получите индивидуальное задание для самостоятельной работы по
расшифровке марок сталей (табл. 3).
Механические свойства сталей.
Индивидуальное задание
Ст3сп сталь 45 сталь 9X5ВФ У8 Р6М5
Ст4пс сталь 20X сталь 3X4B3M3Ф2 У10 Р18
Ст3кп сталь 40 сталь 30ХГТ У12 Р9
Ст2пс сталь 20 сталь 12X2Н4 У10 Р6М3
Ст4сп сталь 30X сталь 18ХГТ У11 Р12М3Ф2К8
Ст2кп сталь 50Г сталь 15ХСНД У9 Р12Ф3
Ст4кп сталь 65 сталь 30ХМ У13 Р8М3
Ст3пс сталь 65Г сталь 18Х2Н4ВА У10 Р12
Ст4кп сталь 40Х сталь 30ХГС У8 Р18
Ст5пс сталь 20 сталь 30ХГС У10А Р9
Ст2 сталь 45 сталь 30ХГТ У12 Р8М3
Ст1пс сталь 30 сталь 18ХГТ У8 Р12
Ст6кп сталь 40Х сталь 15ХСНД У10 Р12Ф3
Цель работы применяемое оборудование приборы материалы и
измерительный инструмент.
Эскизы образца до и после испытания на разрыв и соответствующая
ему диаграмма растяжения с исходными данными.
Расчет показателей прочности и пластичности.
Диаграмма напряжений =f().
Схема измерения твердости.
Расчет твердости исследуемого образца по формуле 10.
Выбор марки стали по полученным механическим свойствам из таблицы 2 и ее расшифровка.
Расшифровка соответствующих марок сталей по индивидуальному
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Цель работы: знания видов токарных работ устройства и назначения
токарно-винторезного станка режущего инструмента и приспособлений
применяемых для токарных работ умения выполнять расчеты параметров
Общие сведения об обработке заготовок методом точения.
Токарные станки предназначены для обработки в основном деталей типа тел вращения имеющие цилиндрические конические фасонные сферические винтовые поверхности а так же торцевые плоскости.
На станках токарной группы выполняют обтачивание наружных и растачивание внутренних поверхностей заготовок подрезание торцов отрезание сверление зенкерование и развертывание отверстий нарезание резьб и
другие виды работ. При этом обеспечивается точность размеров не выше 6 8
квалитета точности и шероховатость поверхностей с параметром Ra до 25
мкм. Для выполнения указанных работ в качестве режущих инструментов на
станках токарной группы используют резцы различных типов сверла зенкеры зенковки развертки метчики и плашки.
Сущность процесса обработки на токарных станках и элементы
Обработка металлов резанием заключается в удалении с поверхности
заготовки слоя металла который подвергаясь пластической деформации образует стружку.
В металлорежущих станках различают два вида рабочих движений:
главное движение определяющее скорость резания и движение подачи
обеспечивающее непрерывность процесс резания вдоль всей обрабатываемой
При точении главным движением резания (DГ) является вращательное
движение заготовки а поступательное движение инструмента (Ds) - движением подачи (рис. 5).
На обрабатываемой резанием заготовке различают (рис. 1) обрабатываемую поверхность (1) с которой снимают стружку. Поверхность резания
(2) образуемую режущей кромкой в результирующем движении резания и
являющейся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Обработанную поверхность диаметром d (3) полученную после снятия стружки.
Рис. 5. Схема точения
Основными элементами характеризующими процесс резания являются скорость резания подача sм и глубина резания t.
Скоростью резания (ммин) называют путь режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой заготовки в направлении главного движения за единицу времени. Скорость главного движения определяется по
где n-частота вращения заготовки обмин;
D – диаметр необработанной поверхности;
00-переводной коэффициент.
Подачей называется величина перемещения режущей кромки резца в
направлении движения подачи в единицу времени (sм мммин) или за один
оборот (sо ммоб). При точении различают подачи: продольную snp поперечную sпоп и наклонную sH - под углом к оси заготовки. Величина подачи в единицу времени sм связана с подачей на оборот sо следующей формулой:
Глубиной резания (t) называется толщина снимаемого слоя металла
измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали за один
рабочий ход инструмента относительно обрабатываемой поверхности. При
токарной обработке она подсчитывается как половина разности между диаметрами обрабатываемой (D) и обработанной поверхностей (d):
Время затраченное на обработку наружной цилиндрической поверхности (рис. 6) определяется по следующей формуле:
l2 – длина перебега мм.
Рис. 6. Точение наружной цилиндрической поверхности: а- начальное
положение резца б - положение резца в процессе резания в – конечное положение резца.
Длина врезания (рис. 6.а) рассчитывается по формуле:
Длина перебега (рис.6.в) выбирается в зависимости от размеров заготовки из диапазона 1 3мм.
Виды токарных работ и режущий инструмент
Обтачивание наружной цилиндрической поверхности. При обтачивании наружной цилиндрической поверхности заготовки также как и при
всех других видах токарных работ главное вращательное движение резания
DГ совершает заготовка. Движение продольной подачи Ds выполняет инструмент которым является токарный резец перемещающийся вдоль оси заготовки. Для обтачивания применяют прямой проходной (рис. 7) отогнутый
проходной (рис. 8) или проходной упорный резцы (рис. 9).
Отогнутые резцы удобны при обтачивании поверхностей заготовок
находящихся около кулачков патрона. Проходные упорные резцы используются для точения небольших уступов на поверхности заготовки и обтачивания нежестких валов.
Подрезание торцов. Торцовые поверхности заготовки подрезают подрезными резцами (рис. 10) осуществляющими движение поперечной подачи
DSПОП. Часто для этих целей применяют и проходные отогнутые резцы
имеющие более массивную режущую часть по сравнению с подрезными резцами и допускающие более высокие режимы резания (рис. 11).
Торцовые поверхности подрезают как правило с движением подачи Ds
резца от периферии к центру.
Точение наружных канавок и отрезание. Для точения канавок
(рис. 12) а также отрезания (рис. 13) используют соответственно канавочные
и отрезные резцы осуществляющие при резании движение поперечной подачи Dsnon. Точение узких канавок осуществляют за один рабочий ход резца а
широких — несколькими рабочими ходами последовательно переставляя резец из одного положения в другое вдоль оси заготовки после точения резцом
Резцы для точения канавок а также отрезные резцы следует устанавливать строго по высоте центров станка. Это особенно важно при работе отрезными резцами. Расположение их выше или ниже оси центров может привести к поломке резца.
Точение фасонных поверхностей. К фасонным поверхностям обрабатываемым на токарных станках относят поверхности вращения имеющие
сложный наружный контур. Такие поверхности могут иметь например рукоятки различной формы маховики с фасонными ободами шаровые (сферические) и т. п. детали.
Фасонные поверхности можно получать фасонными резцами (рис. 14.)
либо проходными резцами путем комбинирования продольного и поперечного движений подачи.
Токарный фасонный резец при движении с поперечной подачей Dsпоп
снимает широкую стружку а это может вызвать вибрацию обрабатываемой
заготовки и резца. Поэтому этим методом выполняют точение фасонных по-
верхностей шириной до 40 мм с малыми подачами и пониженной скоростью
Обработка отверстий. Для обработки отверстий на токарных станках
в качестве режущих инструментов применяют сверла зенкеры и развертки а
также расточные резцы. Тот или иной инструмент выбирают в зависимости
от вида заготовки требуемой точности обработки размеров и параметров
шероховатости обработанной поверхности.
При сверлении отверстий на токарных станках заготовка закрепленная
в патроне совершает вращательное движение DГ а сверло установленное в
задней бабке станка получает движение продольной подачи Dsnp вручную с
помощью маховика (рис. 15.). Повышение точности просверленного отверстия достигают последующим зенкерованием развертыванием или растачиванием отверстия.
Растачивание отверстия (рис. 16 17) — операция более сложная чем
обтачивание наружных поверхностей так как размер поперечного сечения
резца должен быть значительно меньше диаметра отверстия а вылет резца из
резцедержателя несколько больше длины растачиваемого отверстия. При
растачивании отверстия значительной длины возможен изгиб резца и сильные вибрации при высоких скоростях резания. В связи с этим растачивание
отверстий на токарных станках с помощью расточных резцов применяют в
тех случаях когда диаметры отверстий большие или когда сверление и зенкерование не обеспечивают необходимой формы уступов обработанных поверхностей внутри отверстия.
Растачивание сквозных отверстий осуществляют проходными расточными резцами с движением продольной подачи Dsпр (рис. 16). Глухие и ступенчатые поверхности растачивают упорными расточными резцами (рис. 17).
Для получения торцовой поверхности внутри отверстия расточному резцу в
конце его продольного хода (Dsпр) придают движение поперечной подачи
Нарезание резьбы. Наиболее распространенным способом нарезания
резьбы (наружной и внутренней) на токарно-винторезных станках является
нарезание резьбовыми резцами (рис. 18).
За каждый оборот заготовки резец должен получать продольное перемещение (подачу) равное шагу резьбы т. е. скорость продольного перемещения резца точно увязывается с шагом нарезаемой резьбы и частотой вращения заготовки.
При нарезании на токарных станках наружной резьбы небольших размеров используют плашки а для внутренней — метчики. Шаг нарезанной на
заготовке резьбы при этом получается такой же как у резьбового инструмента.
Устройство и назначение основных узлов токарно-винторезного
Токарно-винторезный станок 16К20 (рис. 19) является универсальным
станком предназначенным для эксплуатации в условиях единичного и мелкосерийного производств.
Основными узлами станка являются тумбы 112 станина 2 передняя
бабка 6 шпиндель 14 продольный суппорт 10 поперечные салазки 7 верхний суппорт 9 четырех позиционный резцедержатель 8 фартук 15 коробка
подач 3 гитара сменных зубчатых колес 4 задняя бабка 11 механизм быстрого перемещения суппорта 13.
Станина 2 служит для монтажа на ней всех основных узлов и частей
станка. Она снабжена направляющими для продольного перемещения суппорта 10 и задней бабки 11.
Передняя бабка 6 предназначена для размещения в ней коробки скоростей 5 с помощью которой изменяют частоту и направление вращения
шпинделя 14. На правый конец шпинделя являющегося пустотелым валом
устанавливают различные приспособления для закрепления заготовки. На
рис. 5 таким приспособлением является трехкулачковый самоцентрирующий
Продольный суппорт 10 установленный на направляющих станины
перемещается по ним и обеспечивает подачу резца вдоль оси заготовки
(Dsпр). По направляющим продольного суппорта перпендикулярно оси вращения заготовки перемещаются поперечные салазки 7 (Dsпоп) на которых
смонтирован верхний суппорт 9 и четырехпозиционный поворотный резцедержатель 8. В резцедержателе устанавливают и закрепляют резцы которым
вместе с суппортом сообщают движения продольной и (или) поперечное подач. Установку резца в резцедержатели осуществляют при помощи специальных металлических подкладок строго на уровне оси центров станка. В
том случае если резец установлен не на уровне оси центров изменяется геометрия режущего инструмента что может привести к его повышенному износу и поломке.
К продольному суппорту крепят фартук 10 станка. В фартуке смонтированы механизмы и передачи преобразующие вращательное движение ходового винта 14 и ходового вала 13 в поступательное перемещение продольного суппорта и поперечных салазок.
Коробка подач 3 предназначена для изменения скоростей продольного
и поперечного движений подачи суппорта с которым она соединена с помощью ходового винта 14 и ходового вала 13. Передачу вращательного движение выходного вала коробки подач к механизмам суппорта через ходовой
винт используют только при нарезании резьбы. Для выполнения всех других
видов токарных работ движение от коробки подач к суппорту поступает через ходовой вал.
Гитара сменных зубчатых колес 4 является звеном передачи движения
от шпинделя станка к коробке подач и настраивается при нарезании точных и
нестандартных резьб. Заменяя одни зубчатые колеса гитары другими можно
получить любую подачу суппорта.
Заднюю бабку 11 применяют для создания дополнительной опоры заготовки при изготовлении длинных деталей а также для закрепления сверл
зенкеров разверток метчиков и плашек и сообщения им движения подачи.
Механизм быстрого перемещения 13 используют для сокращение непроизводительных затрат времени на вспомогательные передвижение суппорта. Механизм состоит из электродвигателя вмонтированного в заднюю
стойку станины и клиноременной передачи с помощью которой передаются
вращение на ходовой вал.
Последовательность выполнения работы
Изучите виды токарных работ режущий инструмент и приспособления для закрепления заготовки. Ознакомьтесь с этими элементами технологической системы по демонстрационным стендам.
Изучите устройство и назначение токарно–винторезного станка модели 16К20.
Проследите за выполнением на станке учебным мастером следующих токарных работ: точение подрезание сверление нарезание резьбы отрезание заготовки.
Получите индивидуальное задание для самостоятельной работы
(табл. 4) по разработке последовательности переходов токарной обработки и
выбору инструмента для заданного установа. Выполните перечисленные далее действия.
1. Перерисуйте чертеж детали в отчет и обозначьте на чертеже обрабатываемые поверхности арабскими цифрами.
Примечание: Обрабатываемые поверхности выделите на чертеже детали утолщенными линиями.
2. Для каждой из обрабатываемых поверхностей выберите режущий
3. Выполните расчеты необходимые для наладки станка на обработку
цилиндрической поверхности. Рассчитайте режимы резания n sо t используя
формулы (12 13 14) округлите полученные значения n sо до станочных значений nст sост указанных в приложении. Опишите процесс наладки станка
для обработки цилиндрической поверхности.
4. Нарисуйте технологические эскизы обработки заготовки и каждого
перехода в отдельности с указанием на них режущих инструментов и рабочих движений резания.
Индивидуальные задания
режима резания для размера d
Наименование и модель станка;
Основные узлы токарно-винторезного станка;
Рабочие движения на токарном станке (табл. 5.);
Рабочие движения на станке
Название движе- Характер движения
Размерность движения
Условия правильной установки резца на станке;
Номер формулировка исходные данные индивидуального задания а
так же п. 4.1-4.4 раздела “последовательность выполнения работы”.
. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ НА ВЕРТИКАЛЬНОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ
Цель работы: знания видов фрезерных работ устройства и назначения вертикально-фрезерного станка режущего инструмента применяемого для фрезерных работ умения выполнять расчеты параметров режима резания.
Общие сведения об обработке заготовок методом фрезерования
Фрезерование является одним из распространенных технологических
методов обработки резанием плоских и фасонных поверхностей прямых и
винтовых канавок сложных поверхностей типа "зубья зубчатых колес
шлицы" "шпоночные канавки" и пр. При этом обеспечивается точность
размеров не выше 9 10 квалитета и шероховатость поверхности с парамет-
рами Ra = 25 200 мкм. Фрезерование выполняют на фрезерных станках
многолезвийным режущим инструментом - фрезами.
Сущность процесса обработки на фрезерных станках и элементы
Технологический метод формообразования поверхностей фрезерованием характеризуется главным вращательным движением инструмента и обычно поступательным движением подачи заготовки (рис. 20).
Особенностью процесса фрезерования является прерывистость резания
каждым зубом фрезы. Зуб фрезы находится в контакте с заготовкой и выполняет работу резания только на некоторой части оборота а затем продолжает
движение не касаясь заготовки до следующего врезания. Врезание зуба фрезы
в заготовку сопровождается ударами
что приводит к неравномерности процесса резания вибрациям и повышенному износу зубьев а также отрицательно сказывается на точности и шероховатости обработанной поверхности.
Установка режима резания на станке осуществляется по заданным параметРис. 20
рам элементов режима резания: скорости
главного движения резания ммин; величины подачи заготовки sм мммин;
глубины резания t мм.
На основе заданной или выбранной по справочнику скорости главного
движения резания необходимо рассчитать частоту вращения шпинделя n
где Dфр- диаметр фрезы мм.
Полученное значение расчетной частоты вращения шпинделя следует округлить до ближайшей меньшей станочной частоты ncт≤ n в соответствии с
При фрезеровании различают три вида подач: минутную подачу sм
(мммин) - величина перемещений стола с заготовкой за минуту; подача на оборот sо (ммоб) - величина перемещения стола с заготовкой за время поворота
фрезы на один оборот; подача на зуб sz (ммзуб) которая равна перемещению
стола с заготовкой за время поворота фрезы на угловой шаг зубьев. Минутная
подача рассчитывается по формуле:
sм = sо ncт = sz z nст
где z - число зубьев фрезы.
Полученное расчетом по формуле (17)значение минутной подачи sм округляется до ближайшей меньшей станочной величины подачи указанной в
Глубина резания t мм - это слой материала снимаемый фрезой за один
Основное время при фрезеровании плоскости торцовой фрезой
(рис. 21) определяется по следующей формуле:
l2 – длина перебега.
Длина врезания рассчитывается по формуле:
где Dфр – диаметр фрезы;
B – ширина фрезерования.
Длина перебега рассчитывается по формуле:
– центральный угол соответствующий
дуге контакта фрезы с заготовкой.
Центральный угол рассчитывается по
Виды фрезерных работ и типы фрез
Фрезерование плоскостей. При фрезеровании плоских поверхностей
на заготовке также как и при всех других видах фрезерных работ главное
вращательное движение резания Dг придают фрезе. Движение подачи Ds выполняет заготовка перемещающаяся относительно фрезы.
Фрезерованием можно осуществлять обработку горизонтальных вертикальных и наклонных плоскостей (рис. 22 а в г д и др.).
Для обработки горизонтальных плоскостей в качестве режущего инструмента чаще всего используют цилиндрические и торцовые фрезы. Схемы
обработки таких поверхностей представлены соответственно на рис. 22 а б.
Цилиндрическими фрезами обрабатывают поверхности шириной до
0 мм. Обработка поверхностей торцовыми фрезами как правило производительнее обработки цилиндрическими фрезами так как при торцовом фрезеровании в резании участвует большее число зубьев. Жесткость закрепления
торцовой фрезы также более высокая что позволяет применять более производительные режимы резания. Торцовыми фрезами обрабатывают плоскости
Вертикально расположенные плоскости фрезеруют торцовыми и концевыми фрезами в соответствии со схемами приведенными на рис. 22 в г.
Концевые фрезы изготавливают диаметром до 80 мм.
Фрезерование наклонных плоскостей выполняют торцовыми концевыми и угловыми фрезами (рис. 22 д е ж). При фрезеровании поверхностей
этого типа торцовой или концевой фрезой требуется повернуть фрезу на угол
наклона плоскости или наоборот – обеспечить соответствующий угол поворота заготовки.
Фрезерование фасонных поверхностей. Для обеспечения удобства
фрезерования в чертежах деталей чаще всего предусматривают наличие фасонных поверхностей открытого типа образующими которых являются прямые линии. Фрезерование фасонной поверхности представляет большие
сложности чем обработка плоскости так как для этого необходима специально изготовленная фасонная фреза. Профиль такой фрезы в поперечном
сечении соответствует фасонному профилю изготавливаемой детали (рис. 22
Разрезание. Разрезание заготовки осуществляют дисковыми отрезными фрезами в соответствии со схемой представленной на рис. 22 к. Заготовку при отрезных работах закрепляют в тисках так чтобы фреза располагалась
как можно ближе к губке тисков но не задевала бы за нее. Изготавливают
отрезные фрезы шириной до 28 мм.
Рис. 22. Схемы фрезерования поверхностей
Фрезерование модулей поверхностей. Модулем поверхностей называют сочетание нескольких поверхностей на детали возможно разного вида
предназначенных для выполнения определенной служебной функции. К модулям поверхностей относят уступы пазы различной формы сложные фасонные поверхности типа пазов зубчатых колес шлицевые и более сложные
На рис. 22 л представлена схема фрезерования уступа на заготовке
концевой фрезой. Этим способом получают уступы небольших размеров.
Модули поверхностей такого типа можно обработать и дисковыми фрезами.
Модуль поверхностей представляющий сочетание поверхностей с линейными образующими рационально фрезеровать набором фрез по схеме
данной на рис. 22 .м.
Фрезерование прямолинейных и винтовых пазов и канавок осуществляют дисковыми и концевыми фрезами в соответствии со схемами представленными на рис. 22 и н с. Пазы и канавки целесообразнее фрезеровать дисковыми фрезами так как они имеют большее число зубьев чем концевые а
потому обеспечивают работу с большими скоростями резания и подачами.
При этом фасонные пазы фрезеруют фасонными дисковыми фрезами. Концевые фрезы по отношению к дисковым фрезам характеризуются также и
меньшей жесткостью. В то же время этими инструментами можно фрезеровать пазы шириной до 50 мм. Особенно эффективно применение концевых
фрез при обработке пазов в труднодоступных местах и на заготовках изготовленных из вязких материалов.
Пазы типа «ласточкин хвост» (рис. 22 п) фрезеруют за два перехода.
При первом переходе фрезеруют паз прямоугольной формы концевой фрезой
с оставлением припуска на дальнейшую обработку. На втором переходе используют специальную фрезу которая обеспечивает формирование паза типа
«ласточкин хвост» в соответствии со схемой представленной на рис. 22 п.
Этот же принцип используется и при изготовлении Т-образных пазов
Точные по размерам и расположению на детали шпоночные пазы фрезеруют специальными шпоночными фрезами за несколько рабочих ходов в
соответствии со схемой представленной на рис. 22 т. При этом способе заготовке придают вертикальное движение подачи в направлении фрезы Ds в
что обеспечивает врезание фрезы в заготовку на 01–03 мм а затем движени31
ем продольной подачи Ds пр фрезеруют паз на всю длину. Дальнейшую обработку осуществляют аналогичными циклами до достижения заданной глубины паза. Шпоночные пазы невысокой точности можно фрезеровать с помощью концевых фрез в соответствии со схемой представленной на рис. 22 с.
Одним из распространенных и сложных видов фрезерования является
изготовление зубьев зубчатых колес. Выполняется эта операция различными
способами схема одного из которых представлена на рис. 22 у. В качестве
инструмента при обработке по данной схеме используют дисковую модульную фрезу профиль которой в поперечном сечении соответствует профилю
впадины венца зубчатого колеса. В связи с этим данный метод получил название метода копирования.
После фрезерования первой впадины заготовку поворачивают на угол
соответствующий угловому шагу одного зуба и фрезеруют вторую впадину.
Таким способом последовательно изготавливают весь зубчатый венец.
Устройство и назначение вертикально-фрезерного станка модели 6Т10
В вертикально-фрезерном станке ось фрезы расположена в вертикальной плоскости. Общий вид станка представлен на рис. 23.
Основные части и узлы станка: фундаментная плита 1 станина 2 коробка скоростей 3 шпиндельная головка 4 шпиндель 5 консоль 8 стол 6
поперечные салазки 7 коробка подач 9 и электродвигатель 10.
Фундаментная плита является основанием станка и служит для крепления его к фундаменту. Станина 2 предназначена для монтажа на ней всех узлов станка.
На станке имеется поворотная шпиндельная головка 4 которая может
устанавливаться под любым углом до 45о к вертикали определяемому по
шкале нанесенной на станину станка.
Коробка скоростей 3 представляет собой систему валов зубчатых колес и подшипников при помощи которых вращение от электродвигателя 10
передается на ее основной вал- шпиндель 5 (DГ) расположенного в поворотной шпиндельной головке. При помощи рукояток коробки скоростей 3 можно включать отдельные пары зубчатых колес и сообщать шпинделю станка
различную частоту вращения.
По направляющим станины в вертикальном направлении может перемещаться консоль 8 (Dsв) внутри которой расположена коробка подач 9 позволяющая устанавливать заданное значение скорости перемещения заготов32
ки. На горизонтальных направляющих консоли расположены поперечные салазки 7 (Dsп) на которых расположен продольный стол 6.
Стол 6 предназначен для установки и крепления на нем приспособления и обрабатываемой заготовки. Столу во время фрезерования сообщается
движение перпендикулярное к оси вращения фрезы (Dsпр).
Рис. 23. Основные узлы вертикально-фрезерного станка модели 6Т10
Изучите виды фрезерных работ режущий инструмент и устройство
фрезерного станка. Ознакомьтесь с элементами технологической системы по
демонстрационным стендам.
Изучите устройство и назначение универсального вертикальнофрезерного станка модели 6Т10.
Проследите за выполнением на станке учебным мастером работ по
фрезерованию плоскостей и уступов.
(табл. 6) по разработке последовательности и схем торцового фрезерования и
Выполните перечисленные далее действия.
1. Учитывая что диаметр фрезы должен быть на 20% больше ширины фрезерования определите диаметр и количество зубьев фрезы по таблице 7.
2. Определите глубину фрезеровании t при черновой и чистовой обработки. При черновой обработки необходимо снять – 80% от припуска Z а
при чистовой оставшиеся 20%.
3. Определите величину минутной подачи sм по формуле (18) и округлите ее до ближайшей меньшей подачи sмст имеющейся на станке (см.
4. Расчетом по формуле (17) определите частоту вращения шпинделя
n станка и округлите ее до ближайшей меньшей частоты ncт имеющейся на
станке (см приложение).
5. Начертите схему торцевого фрезерования с указанием припуска
ширины и длины фрезерования. На эскизе изготавливаемые поверхности детали выделите утолщенными линиями.
Длина фрезе- Ширина фре№
Параметры торцовых фрез
Количество зубьев фрепп
Основные узлы станка;
Рабочие движения на станке (табл. 8);
Схема закрепления фрез в шпинделе станка;
так же п. 4.1-4.5 раздела “последовательность выполнения работы”.
ОБРАБОТКА СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА
ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ СТАНКЕ
Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового
станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Общие сведения об электроискровой обработке
Электроискровая обработка (ЭИСО) профилированным электродом инструментом (ЭИ) является одним из методов электроэрозионной обработки (ЭЭО) осуществляемой в жидкой диэлектрической среде (рабочей жидкости - РЖ) под воздействием импульсов электрического тока. При электроискровом прошивании импульсы рабочего напряжения создаются внешним генератором импульсов. При электроискровом прошивании (ЭИСПр) применяют прямую полярность: ЭИ - катод электрод - заготовка (ЭЗ) - анод. ЭИ
имеет форму обратную требуемому контуру на детали.
Физическая сущность электроэрозионной обработки
Электроэрозионная обработка основана на разрушении (эрозии) токопроводящих материалов под действием электрических импульсных разрядов
создаваемых между электродом инструментом и электродом заготовкой. Разряд возникает когда напряжение между сближенными участками достигает
значения достаточного для пробоя межэлектродного промежутка. Через узкий канал пробоя за время 10-4 10-8 с проходит ток плотность которого достигает 8 10 кАмм2. Температура на локальном участке электрода-заготовки
мгновенно возрастает до 10000С и выше что приводит к частичному оплавлению и испарению микрообъема обрабатываемого материала а на поверх36
ности заготовки образуется лунка. Удаляемый металл застывает в диэлектрической среде в виде сферических гранул (продукты эрозии) диаметром
1 0005мм. Продукты эрозии удаляются из зоны обработки движением
жидкости вызванного явлением кавитации. Кавитацией называется процесс
образования и захлопывания газовых пузырей в жидкости сопровождающийся гидравлическими ударами.
Как правило электрический пробой происходит по кратчайшему пути
и прежде всего разрушаются наиболее близко расположенные участки электродов. Для непрерывного протекания процесса необходимо поддерживать
постоянное расстояние между электродами заготовкой и инструментом.
Объемная производительность процесса электроискрового прошивания
где Vум – объем удаленного материала м ;
– время затраченное на обработку мин.
Технологические возможности метода электроискрового прошивания
Электроискровую обработку применяют для обработки заготовок из
всех токопроводящих материалов в том числе и для труднообрабатываемых
резанием. Целесообразно применять ЭИСО для обработки деталей сложного
профиля таких как штампы фильеры пресс-формы фасонные резцы копиры сетки а так же для изготовления криволинейных и соединительных каналов в деталях и т.д.
При электроискровом прошивании на точность изготовления наибольшее влияние оказывают:
- точность изготовления электрода-инструмента;
- износ электрода-инструмента вследствии эрозии.
- точность установки и закрепления ЭИ в электрододержателе и другие.
Точность выполненных размеров деталей достигает 6 9 квалитета
шероховатость обработанной поверхности Rz = 10 20 мкм.
Инструмент применяемый при электроискровой обработке
При электроискровой обработке используются электроды-инструменты
из следующих материалов обладающих высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением: углеграфитовые медные латунные из
алюминиевых сплавов и других материалов.
В процессе электроискрового прошивания форма и размеры электродаинструмента изменяются из-за износа. Окончательный профиль отверстия
формируется неизношенным участком электрода-инструмента последний
перемещают до тех пор пока не прекратятся боковые разряды и не сформируются заданные размеры и форма деталей.
При прошивании глубокого отверстия заданная точность достигается
за счет последующей обработки новым электродом-инструментом.
При ЭИСПр отверстий в заготовке постоянного сечения диаметр ЭИ
определяют исходя из размеров отверстия детали:
где: Dэи - диаметр электрода-инструмента мм;
Dном - заданный по чертежу диаметр отверстия в детали мм;
б - боковой межэлектродный зазор между электродом-инструментом и
электродом-заготовкой (табл. 9).
В случае последующей технологической операции после ЭИСПр формула (24) примет вид:
где: Z - припуск на последующую обработку мм.
Устройство и принцип работы станка
Электроискровой станок модели 183 предназначен для получения полостей и отверстий в заготовках из токопроводящих материалов а так же
можно выполнять операции разрезания прорезания пазов и другие. Максимальные размеры обрабатываемых на данном станке заготовок: высота - 140
мм; ширина - 450 мм; длина - 680 мм.
Рис. 24. Устройство копировально-прошивочного станка модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 24. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим
стойки перемещаются вертикальные салазки 3 на которых закреплена рама с
ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на
неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения
электрода инструмента осуществляются с помощью рукояток расположенных на траверсе 8 продольных салазках 6 и каретки с электродвигателем 7.
Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного
зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Последовательность выполнения работ.
Изучить назначение ycтройство и технологические возможности
электроискрового станка модели 183.
Проследить за работой мастера по прошивке отверстий в заготовки
при различных режимах. Записать условия проведения эксперимента в таблицу 9.
Выполнить по три измерения штангенциркулем диаметра детали после электроискрового прошивания при входе и после выхода электрода - инструмента; определить их среднее значение и данные записать в табл. 10.
Рассчитать объемную производительность электроискровой обработки по формуле (23).
Выполните индивидуальное задание (табл. 11).
Чертеж обрабатываемой детали.
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель
назначение достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости
обработанных поверхностей основные части станка.
Условия электроискрового прошивания (табл. 9).
Результаты экспериментов (табл. 10).
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания
Индивидуальное задание: “Выбрать режим и рассчитать размеры электрода-инструмента”
1. Вычертить схему электроискровой обработки
2. Выбрать номер режима работы электроискрового станка. Определить суммарную емкость конденсаторов и силу тока используя таблицу 9.
3. Определить используя данные таблицы 9 и формулы (2425) размеры электрода-инструмента.
4. Эскиз используемого для обработки электрода-инструмента.
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлектродный зазор б мм
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработ№
работки На входе ЭИ вх
D1 D2 D3 Dср D1 D2 D3 Dср
ОБРАБОТКА НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ СТАНКЕ МОДЕЛИ
Цель работы: изучение назначения и устройства электрохимического
станка модели СНЭ-20МК умение рассчитывать состав электролита и осуществлять наладку электрохимического станка модели СНЭ-20МК а так же
определять производительность электрохимической обработки.
Технология размерной электрохимической обработки металлов достаточно хорошо известна в России и в промышленно развитых странах где используется как правило в оборонных отраслях промышленности имеющих
высококвалифицированный обслуживающий персонал. Данный способ обработки может использоваться для изготовления рельефных шкал таблиц
фирменных знаков; для получения на металле сложных изображений.
Физическая сущность технологии состоит в локальном анодном растворении заготовки под воздействием постоянного тока большой плотности в
проточном электролите.
Инструмент являющийся катодом зеркально копируется на поверхность изделия которое является анодом.
Интенсивность анодного растворения описывается первым законом
где kэх - электрохимический эквивалент материала анода; I – сила тока; –
время протекания процесса; m – масса металла растворенного на аноде.
На практике масса m оказывается меньше оказывается меньше масса
расчитаной по закону Фарадея. Эти потери учитываются введением в формулу коэффициента k называемого выходом по току. Поэтому фактическую
массу металла растворенного на аноде рассчитывают по формуле:
На выход по току влияет большое число факторов поэтому найти его
значение теоретическим путем не удается. Поэтому на практике k определяют экспериментально через отношение:
где ρm – плотность материала анода кгм3; S – площадь анода подлежащая
травлению м2; h – толщина слоя растворенного на аноде м.
Ниже представлена полная схема электролиза в технологической системе «электролит – электроды» рис.25. Электролит здесь представлен водным раствором хлорида натрия NaCl а анод–заготовка изготовлен из железа.
Анод (Fe): Fe Cl– Н2О
Н2О + 2e– = Н2 + 2(ОН)–
Fe0 – 2e– = Fe2+ (выходит в раствор)
NaOH + FeCl2 = Fe(OH)2 + 2NaCl
Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 (выпадает в осадок).
Таким образом на поверхности заготовки обращенной к катоду в результате окислительной реакции происходит растворение металла. Для защиты тех частей заготовки которые не должны подвергаться формоизменению
используются изолирующие покрытия (маски) наносимые на поверхности
фотохимическим или другими способами.
Устройство и принцип работы электрохимического станка
Электрохимический настольный станок СНЭ-20МК предназначен для
изготовления оформляющих поверхностей штамповой прессовой и литьевой
оснастки а также обработки деталей машин и приборов различного назначения.
Электрохимический станок снабжен системой управления на базе промышленного компьютера с отображением информации на малогабаритном
жидкокристаллическом индикаторе.
Рис. 26. Станок электрохимический СНЭ-20МК
Электрохимический станок (рис. 26) состоит из следующих устройств
и узлов: источник технологического тока 1 электродный блок 2 насосная
станция 3 емкость с электролитом 4 осциллограф 5 стол 6.
На источнике технологического тока расположен пульт управления
станком (рис. 27) который включает в себя следующие элементы: 1- кнопка
включения питания 2- кнопка перемещения курсора 3- кнопка редактирования 4- кнопка включения вибраций электрода инструмента 5- кнопка включения насоса 6- кнопка включения технологического тока 711 – кнопки
включения подачи в обратном и прямом направлении 8 – кнопка “Стоп” 9 –
индикатор подключения к сети 10- рукоятка регулировки технологического
напряжения12- индикация межэлектродного зазора 13- регулировка подачи
заготовки 15- жидкокристаллический индикатор 16 – регулировка контактирования электродов.
Рис. 27. Пульт управления станком
Электрод-инструмент и электрод заготовка расположены в электродном
блоке. Электрод-заготовка совершает движение подачи Ds а электрод инструмент совершает осциллирующее движение Dsосц (рис.28). Электрохимический станок СНЭ-20МК имеет систему слежения за межэлектродным зазором. На станке обработка может производиться в том числе припаянными
легкоплавкими припоями к электроду-инструменту металлическими образцами изделий изделиями полученными гальванопластикой или выполненными традиционной механической обработкой и граверными работами.
Рис. 28. Схема обработки заготовки на электрохимическом станке
Технологические возможности электрохимического травления на
Наибольшая площадь обработки на станке СНЭ-30МК составляет
см диаметр заготовки до 50 мм максимальная производительность составляет от 200 ммЗ до 500 мм3 растворенного металла в минуту в зависимости от режимов обработки. Шероховатость обработанной поверхности до
Ra 02 мкм что исключает операции полирования. Потребляемая мощность
при полной нагрузке не превышает 18 кВт. При электрохимической обработке отсутствует износ инструмента что позволяет его использовать для
получения десятков идентичных изделий. При данном виде обработки отсутствует дефектный слой обработанной поверхности.
Обработка может производится по закаленным до требуемой твердости
сталям в водных растворах нейтральных солей (электролитах) что исключает
появление термических напряжений и микротрещин.
Производительность по массе электрохимической обработки в зависимости от основного времени 0 определяется по формуле:
где mз - масса заготовки кг;
Составы электролитов для электрохимического травления
Механизм анодного растворения металла и связанные с ним количественные значения основных технологических показателей ЭХО: производительность точность и качество поверхности – определяются характером
взаимодействия фаз металл-электролит. Поэтому от правильного выбора параметров электролита для обработки того или иного сплава зависит степень
оптимальности разрабатываемой технологии.
Главным требованием при выборе электролита является термодинамическая возможность растворения металла в выбранном растворе. Дальнейшая
оценка электролита производится с учетом технологических параметров режима обработки например напряжения величины тока и его формы скорости подачи электрода-инструмента гидродинамического режима течения
Для приготовления электролита с концентрацией (%) необходимо
В ходе электролиза в межэлектродном зазоре выделяются газообразные
и твердые продукты обработки. В результате этого кислотность (pH) от нейтрального значения сдвигается в щелочную область а электролит насыщается неэлектропроводными частицами шлама.
С повышением кислотности затрудняется растворение многих металлов что объясняется ростом пассивирующих пленок. Для устойчивого растворения сталей показатель кислотности рН не должно превышать 10 11
единиц. Стабильность показателя рН раствора можно поддерживать периодическим добавлением в него подкисляющих добавок. Среди таких добавок
для стабилизации раствора NaCl наибольшее распространение получила борная кислота. Добавка в количестве 3 гл обеспечивает стабилизацию показателя pH в течении длительного времени работы раствора причем скорость
растворения и качество обработки не изменяется.
Шлам образующийся в процессе электролиза состоит из оксидов и
гидрооксидов металла заготовки. Так как частицы шлама не электропроводны то при достижении определенной их концентрации нарушается стабильность обработки.
В процессе эксплуатации электролита за счет выноса его вместе со
шламом и испарения воды происходит изменение его концентрации. Кон48
троль над составом раствора можно осуществить по изменению его плотности.
Зависимость значения концентрации от плотности растворов NaNO3
при 20ºС приведена в таблице 12.
Зависимость плотности электролита от его концентрации
Плотность рабочего электролита замеряется ареометром
(рис. 29). Ареометр состоит из прозрачного корпуса 1 резиновой груши 2 для создания разряжения наконечника 3 для забора проб и поплавка 4.
Зная плотность электролита ρд можно рассчитать
количество соли в кг которое необходимо добавить в
электролит объемом 10 л для доведения его до рабочей
концентрации по формуле:
Одним из важных свойств электролита при электрохимическом травлении является его температура. Температура электролита в процессе обработки не должна превышать 60°С.
Последовательность выполнения работы.
станка модели СНЭ-20МК.
При помощи электронных весов произвести взвешивание заготовки
Выполнить необходимые расчеты по определению массы соли для
приготовления электролита по формуле (30) исходя из следующих данных:
соль входящая в состав электролита NaNO3 концентрация соли в рабочем
электролите = 20% масса воды
Определите при помощи лакмусовой бумажки кислотность разведенного электролита до обработки. Используя ареометр определите плотность
электролита до обработки и по таблице 12 определите его концентрацию.
При помощи термометра определите температуру электролита. Занесите результаты измерений в таблицу 13.
Проследить за работой мастера по наладке станка на обработку заготовки. Определить совместно с мастером опытным путем величину подачи.
Проследить за обработкой заготовки. Записать последовательность включения станка и сообщения на жидкокристаллическом экране включая время
обработки заготовки технологическое напряжение технологический ток и
Определите при помощи лакмусовой бумажки кислотность электролита после обработки. Используя ареометр определите плотность электролита после обработки. Определите температуру электролита после обработки и
результаты занесите в таблицу 13.
Используя таблицу 12 и формулу (31) дайте рекомендации по корректировке состава электролита.
Используя электронные весы произведите взвешивание детали после обработки. Определите производительность обработки по формуле (29).
Получить индивидуальное задание для самостоятельной работы
(табл. 14) по определению производительности электрохимического травления.
Плотность электролита
Водородный показатель рH
Свойства электролита
Техническая характеристика электрохимического станка СНЭ-20МК.
Расчет массы соли для приготовления электролита требуемой концентрации (30).
Условия обработки детали: свойства электролита до обработки (таблица
) сила тока напряжение глубина обработки.
Свойства электролита после обработки (таблица 13).
Рекомендации по корректировки электролита в соответствии с формулой (31).
Номер и формулировка индивидуального задания в соответствии с таблицей 14.
Начертите технологический эскиз электрохимического травления. На
эскизе отобразите: деталь электрод-заготовку подачу Ds осциллирующее
движение Dsосц величину межэлектродного зазора.
Определите объем материала который необходимо снять при электрохимическом травлении.
Определите исходя из величины подачи sм и глубины обработки Z время
Определите производительность обработки для своего варианта.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ НА СТАНКЕ МОДЕЛИ
Цель работы – знания назначения и устройства станка модели
К20Ф3 оснащенного стойкой NC201М основ работы числового программного управления; умение осуществлять выбор режимов работы станка
ввод кадров и загрузку управляющей программы.
Токарный станок 16К20Ф3 оснащенный системой ЧПУ NC-201М
предназначен для чистовой и получистовой обработки заготовок в условиях
мелкосерийного и среднесерийного производства обеспечивая в этих условиях быструю переналадку с изготовления одного сложнопрофильного изделия на другое.
Станок 16К20Ф3 NC201M (рис. 30) состоит из станины 1 шпиндельной
бабки 2 задней бабки 3 продольного суппорта 4 на котором установлен поперечный суппорт 5 с восьмипозиционной револьверной головкой 6
Рис. 30. Схема токарного станка 16К20Ф3 NC201M
Заготовку закрепляют в патроне 7 Шпиндель станка приводится во
вращение двигателем постоянного тока через коробку скоростей которая
обеспечивает три диапазона частот вращения (20–345 60–1000 145–
00 обмин. Бесступенчатое регулирование частот внутри одного из указанных интервалов осуществляется по сигналу управляющей программы а
переключение диапазонов рукояткой 8.
Продольное и поперечное перемещения суппортов (ускоренные и рабочие движения подач) осуществляют от автономных исполнительных электродвигателей через передачи качения типа «винт – гайка» 9.
Положение суппорта определяется датчиком 10.
Пульт управления станком и устройством ЧПУ 11 установлен на поворотной стойке закрепленной на основании станка.
Пульт оператора обеспечивает выполнение всех функций управления и
контроля в системе. Пульт оператора включает модуль дисплея и модуль
клавиатуры. Конструктивно пульт оператора встроен в моноблок УЧПУ таким образом что панель пульт оператора представляет собой лицевую панель УЧПУ. В качестве элементов управления используются кнопки клавиши и переключатели в качестве элементов контроля – дисплей и светодиоды.
Панель пульта оператора УЧПУ NC-201M в основном корпусе представлена на рисунке 31.
Рис. 31 – Панель пульта оператора УЧПУ NC-201М
Панель оператора имеет пластмассовую накладку которая делит её на
три секции: секцию дисплея; секцию алфавитно-цифровой клавиатуры; секцию функциональной клавиатуры и станочной консоли.
В секции дисплея расположен жидкокристаллический дисплей модели
TFT с длиной диагонали 10.4”.
Справа от дисплея вертикально расположена секция алфавитноцифровой клавиатуры: 36 алфавитно-цифровых 28 специальных клавиш.
Внизу под дисплеем расположена горизонтальная секция функциональной
клавиатуры и станочной консоли в которой размещены:
функциональная клавиатура состоящая из восьми клавиш «F1»«F8»;
семь клавиш для безразмерного перемещения по трем координатным
осям «+X» «-X» «+Y» «-Y» «+Z» «–Z»;
специальная клавиша «ПРОКРУТКА»;
специальная клавиша «ПЕРЕХОД»;
переключатель - корректор подачи «JOG»;
переключатель - корректор ручных подач «F»;
переключатель - корректор частоты вращения шпинделя «S»;
переключатель режимов работы станка «MDI» «RESET».
В нижнем правом углу панели пульта оператора в пластмассовой накладке
сделана ниша для вывода разъёмов USB1 и USB2. Разъём USB1 работает в
режиме УЧПУ разъём USB2 работает в режиме MS DOS. Ниша для разъемов
USB закрывается гибкой крышкой.
Элементы пульта оператора
Кнопка «ПУСК» (5) в режиме «УПРАВЛЕНИЕ СТАНКОМ» обеспечивает выполнение текущей программы выполняет перемещение по осям координат выполняет общий сброс системы если установлен режим «СБРОС».
Кнопка «СТОП» (6) останавливает движение с управляемым замедлением
Переключатель - корректор скорости вращения шпинделя «S» (9) в режиме «УПРАВЛЕНИЕ СТАНКОМ» позволяет изменять скорость вращения
Переключатель - корректор подачи «F» (8) В режиме «УПРАВЛЕНИЕ
СТАНКОМ» позволяет изменять величину рабочей подачи.
Переключатель – корректор подач «JOG» определяет скорость и направление ручных перемещений. Переключатель в положениях от 0% до
0 % управляет скоростью перемещений на быстром ходу.
Переключатель режимов работы станка «MDI» «RESET» (рис. 32) в
режиме «УПРАВЛЕНИЕ СТАНКОМ» позволяет с пульта оператора УЧПУ
задать режим работы станка.
Переключателем можно задать следующие
режимы работы станка:
«MDI» – в этом режиме при нажатии
кнопки «ПУСК» выполняется отработка кадра
набранного в командной строке.
«AUTO» – в этом режиме при нажатии
Рис. 32 переключатель рекнопки «ПУСК» выполняется отработка всей
управляющей программы кадр за кадром.
«STEP» – в этом режиме при нажатии кнопки «ПУСК» выполняется
отработка одного кадра управляющей программы.
«MANU» – с нажатием кнопки «ПУСК» происходит перемещение
инструмента вдоль текущей оси со скоростью и в направлении выбираемыми переключателем корректора подач «JOG». При отпускании кнопки
«ПУСК» перемещение инструмента останавливается.
«MANJ» –с нажатием кнопки «ПУСК» происходит перемещение
вдоль выбранной оси на величину перемещения введенную с клавиатуры
при помощи кода JOG (например JOG=50). Скорость и направление выбираются переключателем корректора подач «JOG».
«PROF» – при нажатии кнопки «ПУСК» выполняется возврат в отправную точку на профиле после ручного перемещения от профиля.
«HOME» –при нажатии кнопки «ПУСК» осуществляется выход в исходную позицию текущей координатной оси
«RESET» – при нажатии кнопки «ПУСК» обнуляется информация
находящаяся в динамическом буфере. Осуществляется выбор нулевой начальной точки для всех осей и выбранная управляющая программа устанавливается на первый кадр. Сбрасываются текущие M S T функции.
Структура управляющей программы
Управляющая программа состоит из кадров которые описывают весь
рабочий процесс шаг за шагом. Кадр состоит из одного или нескольких буквенно-цифровых слов:
Подготовительные функции G -определяют вид движения вид интерполяции выбор плоскостей интерполяции систему отсчета размеров
коррекцию инструмента и т.д.
Геометрические параметры перемещения по осям X Z
Технологические условия: F-величина подачи S-частота вращения
шпинделя станка T- номер инструмента
Вспомогательные функции М – управляют различными узлами станка например включением шпинделя включением подачи охлаждающей
Значения некоторых основных команд GM приведены в табл.15.
Примеры записи некоторых кадров и их функциональное назначение:
Т07 – устанавливается инструмент с №1
М03S205 – включение вращения по часовой стрелки с частотой вращения
G91G94F22Z-10X-10 – программирование в относительных координатах задание подачи в мммин устанавливается величина подачи 22 мммин коор56
динаты конечной точки Z=-10 X=-10
Значение основных команд УЧПУ
Вспомогательные функции М
Технологический останов программы
Включение шпинделя (вращение по часовой стрелке)
Включение шпинделя (вращение против часовой стрелки)
Включение подачи СОЖ
Подготовительные функции G
Позиционирование (быстрое перемещение суппорта)
Линейная интерполяция (подача резания)
Круговая интерполяция (движение по дуге по часовой
Круговая интерполяция (движение по дуге против часовой
Выключение компенсации радиуса инструмента
Компенсация радиуса инструмента слева
Компенсация радиуса инструмента справа
Программирование в абсолютных координатах
Программирование в относительных перемещениях
Управление постоянной скоростью резания (ммин)
Управление постоянной скоростью выключено (обмин)
Подача задается в мммин
Подача задается в ммоб
Изучите панель пульта оператора назначение клавиш и переключателей расположенных на пульте оператора.
Под руководством преподавателя проделайте следующие действия:
1. Осуществите выход в исходную позицию координатных осей выполнив следующие действия.
Установите переключатель режимов работы станка в положение
Используя клавиши навигации установите текущую ось X.
Нажав кнопку “ПУСК” осуществите выход в исходную позицию по
Используя клавиши навигации установите текущую ось Z.
2. Произведите безразмерное перемещения по осям координат выполнив следующие действия.
Используя клавиши навигации установите текущую ось X;
Нажав кнопку “ПУСК” осуществите перемещение по оси X на расстояние указанное преподавателем.
Нажав кнопку “ПУСК” осуществите перемещение по оси Z на расстояние указанное преподавателем.
Перечертите чертеж сложного контура подлежащего обработке в лабораторной работе.
Проследите за действиями преподавателя при загрузке управляющей
Проследите за выполнением управляющей программы по обработке
контура и перепишите в отчет управляющую программу.
Выполните индивидуальное задание в соответствии с таблицей 16
осуществив следующие действия.
Установите переключатель режима работы станка в положение “MDI”.
Введите с клавиатуры пульта оператора команды указанные в индивидуальном задании опишите процесс ввода команды при помощи секундомера установите время необходимое для выполнения команды запишите действительные значения частот и подач установившиеся при выполнении команды.
Изменение часто- Перемещение по осям
Смена инстты вращение
координат на рабочей
Время выполнения команды с
значения скоростей и подач.
Наименование работы.
Устройство и назначение станка 16К20Ф3 и стойки NC201M
Структура управляющей программы и кадров.
Эскиз сложнопрофильного контура (рис. 33) подвергаемого обработке.
Рис. 33 Эскиз профиля подвергаемого обработки
Программа обработки сложнопрофильного контура.
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания (см.
Заполненная таблица 17 с выполненными на лабораторной работе командами.
ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Цель работы: знание основ литейного производства и особенностей
изготовления отливок; формирование представления о технологических возможностях различных способов литья; умение выбирать по чертежу детали
рациональный способ изготовления отливки.
Литейным производством называют процессы получения фасонных изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полую форму воспроизводящую конфигурацию и размеры будущей детали. Применение литейного производства дает возможность изготовления изделий различной
формы размеров и массы из любых металлических сплавов которые можно
перевести в жидкое состояние с разной степенью точности и шероховатости
как в единичном так и в массовом производстве.
В настоящее время доля литых деталей в большинстве изготовляемых
машин составляет от 30 до 80 % (примерно 60 % от массы сельскохозяйст60
венных машин до 85 % от массы металлорежущих станков и полиграфических машин). Производство отливок может осуществляться различными способами. Среди них наиболее распространенным является литьё в разовые
песчано-глинистые формы.
1. Литьё в песчано-глинистые формы
Производство отливок в разовых песчано-глинистых формах характеризуется универсальностью доступностью формовочных материалов и относительно невысокой стоимостью. К недостаткам этого способа следует отнести: невысокую точность и качество отливок большой объем используемых
в производстве исходных материалов и значительные отходы загрязняющие
Технологический процесс производства отливок (рис. 34) состоит из
ряда основных и вспомогательных операций осуществляемых как параллельно так и последовательно на различных участках литейного цеха.
Вначале производится разработка технологичной конструкции отливки проектирование и изготовление модельной оснастки (модели отливки и
элементов литниковой системы стержневые ящики опоки и модельные плиты).
Проектирование литой детали
Разработка технологического
процесса и технологической
Изготовление стержней и форм
Очистка и обрубка отливок
Контроль качества отливок
Рис. 34. Структурная схема получения отливок
Модель – приспособление с помощью которого в литейной форме получают полость которая по размерам и внешним очертаниям соответствует
будущей отливке. Для получения отливок с отверстиями или углублениями
на модели предусматривают специальные выступы – стержневые знаки которые образуют в форме углубления для установки стержней. В зависимости
от сложности конфигурации модели могут иметь один или несколько разъемов отъемные части. На поверхностях модели перпендикулярных плоскости
разъема предусматриваются уклоны для облегчения выема модели из формы. В зависимости от условий производства и требований предъявляемых к
отливке по точности размеров и чистоте поверхности модели изготовляют из
пиломатериалов пластмассы или металла.
Стержневой ящик – приспособление для изготовления стержней служащих для получения отверстия или углубления в отливках. Конфигурация
стержня соответствует внутренней полости отливки с учетом знаковых частей. Стержневые ящики (цельные или разъемные) делают из пиломатериалов
в массовом производстве применяют металлические ящики.
Охлаждение отливки в форме сопровождается усадкой т.е. уменьшением ее объема и линейных размеров поэтому модели и стержни имеют размеры с учетом припуска на усадку.
Модели элементов литниковой системы (рис. 35) предназначены для образования
в форме каналов служащих для подачи металла в полость формы задержки шлака и
неметаллических включений. Литниковая
система включает в себя литниковую чашу 1
стояк 2 шлакоуловитель 3 и питатели 4. К
элементам литниковой системы относят и выпор – вертикальный канал расположенный в
самой верхней части формы и предназначенный для отвода газов и наблюдения за ходом
Рис. 35. Литниковая систезаливки.
Опоки – деревянные или металлические
рамки служащие для удерживания песчано2 – стояк; 3 – шлакоуловиглинистой смеси.
Модельные плиты служат для размещения на них моделей и установки опоки при изготовлении литейной формы.
Общий вид литейной формы и технологической оснастки для ее изготовления представлены на рис 36. Литейная форма состоит из верхней 1 и
нижней полуформы 2. Полуформы изготавливают из формовочной смеси путем уплотнения ее в опоках. Полость в форме получают с помощью модели
Стержень 4 изготовляют в стержневом ящике 5 из стержневой смеси. В
полуформах с помощью моделей элементов литниковой системы выполняется воронка и система каналов по которым расплавленный металл поступает в
полость формы. После остывания форму разрушают и извлекают отливку 6.
Рис. 36. Литейная форма и технологическая оснастка для ее изготовления:
2 – верхняя и нижняя полуформы; 3 – модель 4 – стержень;
– стержневой ящик; 6 – отливка
Формовочные смеси состоят из кварцевого песка (примерно 85 %) и
связующего вещества (огнеупорная глина 10 % с добавкой воды 5 %).
Стержневые смеси состоят из кварцевого песка (90 %) глины и крепителей
(3 – 5 %): олифа декстрин канифоль жидкое стекло и другие. Смеси должны обладать пластичностью и газопроницаемостью а формы и стержни изготовленные из них – достаточной прочностью. Для увеличения газопроницаемости и податливости в формовочную смесь добавляют деревянные
опилки или торфяную крошку которые выгорая после заливки металла в
форму образуют дополнительные поры. Песчано-глинистые смеси используют повторно с добавкой свежих материалов.
Свойства смесей зависят от их состава качества приготовления и степени уплотнения. Уплотнение смеси производится вручную (ручными и
пневматическими трамбовками) или машинным способом на прессовых
встряхивающих или пескометных машинах.
Изготовление стержней
Изготовление стержней производится в следующем порядке. Собирают
половинки стержневого ящика по центрирующим шипам и скрепляют их
вместе. Ящик кладут отверстием вверх внутрь ящика устанавливают армирующий каркас из проволоки и заполняют всю полость ящика стержневой
смесью (рис. 37 а) одновременно уплотняя ее. Счищают излишек смеси и
для обеспечения отвода газов из стержня специальной иглой (душником) накалывают вентиляционные каналы. Снимают верхнюю половину ящика (рис.
б) и осторожно выкладывают стержень на специальную сушильную плиту (рис. 37 в). Отформованные стержни сушат при температуре 160 300 0С
в сушильных печах или камерах для придания им высокой прочности.
При применении быстросохнущих смесей на жидком
стекле стержень перед выемом
из ящика продувают через вентиляционные каналы углекислым газом в течение двух – трех
минут. Затем затвердевший в
результате продувки стержень
извлекают из стержневого ящика. Перед установкой в форму
Рис. 37. Порядок изготовления стержней стержень окрашивают противо65
Изготовление литейных форм
Изготовление формы (формовка) является наиболее сложной и трудоемкой операцией. Формовка может осуществляться вручную на машинах
(при серийном и массовом производствах) и на автоматических линиях. Трудоемкость изготовления литейной формы при ручной формовке составляет
60 % от общей трудоемкости получения отливок.
Порядок изготовления формы вручную по разъемной модели в парных
опоках представлен на рис. 38. В данном случае модель состоит из двух половин имеющих на плоскостях разъема отверстия в нижней половине и шипы в верхней с помощью которых производится совмещение половин моделей друг с другом.
I этап: изготовление нижней полуформы. На модельную плиту устанавливают нижнюю половину модели плоскостью разъема вниз ставят
нижнюю опоку и модели питателей (1). Опоку заполняют формовочной смесью и уплотняют ручной или пневматической трамбовкой. Излишки формовочной смеси выше верхнего края опоки удаляют при помощи линейки и
специальной иглой накалывают вентиляционные каналы (2).
II этап: изготовление верхней полуформы. Нижнюю опоку переворачивают на 180 градусов и при помощи направляющих штырей устанавливают на ней верхнюю опоку. По центрирующим шипам и отверстиям устанавливают верхнюю половину модели отливки модели шлакоуловителя стояка
и выпора (3). Наполняют верхнюю опоку формовочной смесью и уплотняют
III этап: извлечение моделей из формы. В первую очередь извлекают
модели стояка и выпора (5). Снимают верхнюю опоку вместе с верхней половиной модели и переворачивают ее на 180 градусов. При необходимости
смачивают смесь вокруг моделей отливки и осторожно извлекают их из обоих полуформ (верхней и нижней). Также извлекают модели шлакоуловителя
и питателей. Перед сборкой форму очищают от осыпавшихся частиц смеси и
покрывают противопригарным составом.
IV этап: сборка формы. В нижнюю полуформу по знакам устанавливают заранее изготовленный стержень (6). Верхнюю опоку вновь опускают
на нижнюю опоку и фиксируют их при помощи центрирующих штырей. Затем обе опоки скрепляют при помощи болтов или струбцин. В таком виде
литейная форма готова для заливки металла (7).
Для получения крупных отливок полуформы перед сборкой сушат при
температуре 350 0С в течение 6 20 часов в зависимости от габаритов отливки.
Рис. 38. Последовательность изготовления литейной формы по разъемной
Заливка металла и выбивка форм контроль качества отливок
Плавка черных металлов производится в вагранках электродуговых и
индукционных печах установках электрошлакового переплава. Сплавы
цветных металлов плавятся в тигельных печах пламенных и электрических
отражательных печах индукционных вакуумно-дуговых и вакуумных электронно-дуговых печах.
На участок заливки расплавленный металл подается в разливочных
ковшах. Металл в форму заливают плавно непрерывной струей до тех пор
пока он не покажется в выпорах и прибылях. Температура заливки всегда
выше температуры плавления сплава. При слишком высокой температуре заливки происходит обильное газовыделение формовочная смесь пригорает к
поверхности отливки увеличивается усадка отливки.
Выбивку форм производят после затвердевания и охлаждения металла
до определенной температуры. В литейных цехах разрушение формы и освобождение отливок от формовочной земли осуществляется на различных вибрационных машинах чаще всего - на встряхивающих решетках. Формовочная смесь проваливается через решетку и транспортируется на формовочный
участок для повторного использования. При ручной выбивке форму разрушают ударами молотка по стенкам опоки. Выбивку песчаных стержней производят с помощью пневматических молотков водоструйных и гидроабразивных устройств на электрогидроимпульсных установках. Электрогидроимпульсная выбивка стержней осуществляется за счет ударных волн и гидропотока возникающих при высоковольтном разряде в жидкости между специальным электродом и поверхностью отливки. Разрушение стержней происходит за счет появления в обрабатываемом объекте периодических сил
растяжения и сжатия вызывающих колебание отливки и стержня с различной частотой и в конечном итоге отслаивание стержневой массы от отливки.
После выбивки производится обрубка (отделение от отливок прибылей
выпоров и заливов) и очистка отливок. Обрубку осуществляют с помощью
пневматических зубил ленточных и дисковых пил газовой резки. Очистку
отливок от пригоревшей формовочной смеси и окалины производят во вращающихся галтовочных барабанах на пескоструйных и дробеметных аппаратах водоструйных гидроабразивных и электрогидроимпульсных установках. Очистка разветвленных внутренних поверхностей отливок осуществляется химической и электрохимической обработкой. Зачистка заусенцев неровностей оставшихся после обрубки производится ручным инструментом
или на шлифовальных станках. По трудоемкости операции выбивки обрубки
и очистки составляют 30 40% от общей трудоемкости изготовления отливок.
При контроле качества готовые отливки осматривают и выявляют
имеющиеся в них пороки. Основными видами дефектов в отливках являются:
коробление; усадочные и газовые раковины (открытые или закрытые полости); трещины; песчаные и шлаковые раковины (включения формовочной
смеси или шлака в отливке); заливы и наросты недолив металла и спай; отбел поверхности (у чугунных отливок). Поверхностные неглубокие дефекты
устраняются наплавкой заваркой запрессовкой (эпоксидными смолами) металлизацией. Коробление исправляют правкой. Отбел поверхности ликвидируют дополнительным отжигом отливок.
При внутренних и глубоких наружных дефектах отливки отправляют
на переплавку. Перед отправкой в механические цеха стальные и чугунные
отливки подвергают термической обработке (отжиг или нормализация) для
снятия внутренних напряжений.
2 Специальные способы литья
Литьё в оболочковые формы. Сущность способа заключается в заливке расплава в одноразовую форму состоящую из двух предварительно скрепленных тонких оболочковых полуформ из песчано-смоляной смеси: мелкозернистого кварцевого песка (93 97 %) и термореактивной пластмассы например пульвербакелита (фенолоформальдегидной смолы в порошкообразном состоянии).
Последовательность изготовления полуформ показана на рис. 39. Металлическую модель с элементами литниковой системы закрепляют на модельной плите нагревают до температуры 200 – 250 оС и насыпают песчаносмоляную смесь. Смола плавится склеивает песчинки и через 15 – 25 с на
модели (рис. 39 а) образуется полутвердая оболочка толщиной 6 – 12 мм.
При повороте модельной плиты на 180о (рис. 39 б) остатки смеси осыпаются.
Затем модельную плиту с оболочкой помещают в печь где при температуре
0 – 320 °С в течение 2 – 3 мин происходит окончательное твердение оболочки. После извлечения из печи оболочку (полуформу) с помощью толкателей снимают с модели (рис. 39 в). Аналогичным способом изготавливают
песчано-смоляные стержни для пустотелых отливок.
Рис. 39. Изготовление отливки в оболочковой форме
При сборке формы устанавливают стержень и совмещают полуформы
по имеющимся на них выступам и впадинам. Скрепление полуформ производится металлическими скобами струбцинами или склеиванием (рис. 39 г).
Собранную форму помещают в опоку засыпают снаружи сухим песком или
металлической дробью (рис. 39 д) и заливают расплавом. После затвердевания отливки (рис. 39 е) оболочковая форма легко разрушается.
Литьём в оболочковые формы получают коленчатые и кулачковые валы шатуны цилиндры с ребрами жесткости и другие ответственные детали
машин. По сравнению с литьем в песчано-глинистые формы этот способ литья позволяет на 20 40 % снизить массу отливок и на 40 60 % трудоемкость механической обработки.
Литьё по выплавляемым моделям. Этот способ литья основан на
применении моделей из легкоплавкого материала (парафин стеарин воск и
другие) и специальных облицовочных материалов наносимых в жидком состоянии на модель. Облицовочный материал состоит из жидкого связующего
(гидролизированный раствор этилсиликата жидкое стекло и др.) и огнеупорного наполнителя (пылевидный кварц корунд магнезит и т.п.).
Последовательность изготовления форм по выплавляемым моделям
показана на рис. 40. Модель отливки (рис. 40 а) получают путем запрессовки
модельного состава в пастообразном состоянии в пресс-форму (рис. 40 б). В
отдельной пресс-форме изготавливают модель литниковой системы к которой припаивают модели отливки получая таким образом модельный блок
(рис. 40 в). Затем модельный блок окунают в облицовочный состав
(рис.40 г) и обсыпают сухим кварцевым песком (рис. 40 д) повторяя эту
операцию несколько раз. Каждый слой покрытия просушивается 2 4 часа на
воздухе или 10 20 минут в парах аммиака через час после обсыпки. После
нанесения и сушки последнего слоя из огнеупорной оболочки (формы) горячей водой или паром выплавляют модельный состав (рис. 40 е).
Полученную тонкостенную (4 6 мм) форму устанавливают в металлический контейнер и засыпают кварцевым песком оставляя литниковую
чашу доступной для заливки расплава. Затем контейнер помещают в печь в
течение 3..4 часов нагревают до температуры 850..950 оС и прокаливают
форму 1 2 часа. В печи происходит выгорание остатков модельного состава
и образование прочной керамической оболочки. Затем контейнер вынимают
из печи и в горячую форму заливают расплав (рис. 40 ж).
После охлаждения отливки очищают от слоя огнеупорного покрытия.
Из полостей и отверстий остатки формы удаляются химическим методом
например выщелачиванием в кипящем растворе едкого калия после чего
следует промывка отливки в теплой воде с добавлением соды.
Литьём по выплавляемым моделям получают сложные по конфигурации и тонкостенные (до 03 мм) отливки для транспортного машиностроения
приборостроения для изготовления деталей самолетов лопаток турбин режущих и измерительных инструментов. Литьё по выплавляемым моделям
является самым длительным технологическим процессом из всех видов литья. Наибольший эффект достигается при производстве деталей в структуре
себестоимости которых большую долю составляют затраты на металл и фрезерную обработку особенно при применении труднообрабатываемых конструкционных и инструментальных материалов.
Рис. 40. Изготовление отливок способом литья по выплавляемым моделям
Литьё в металлические формы. Сущность способа состоит в получении литых деталей путем заливки расплава в многократно используемую ме72
таллическую форму (кокиль). Кокиль обычно состоит из двух полуформ с
вертикальной или горизонтальной плоскостью разъема иногда со сложной
(комбинированной) поверхностью разъема. Неразъемный кокиль применяют
в тех случаях когда отливка имеет простую конфигурацию.
Перед заливкой расплава в кокиль поверхности рабочей полости и
разъема очищают от загрязнений; проверяют легкость перемещения подвижных частей точность их центрирования и надежность крепления. Затем на
поверхность рабочей полости и металлических стержней наносят пульверизатором или кистью слой огнеупорного покрытия (облицовка и краска) которое защищает кокиль от резкого нагрева и схватывания с отливкой и регулирует скорость охлаждения отливки что предопределяет свойства металла
отливки. Для лучшего сцепления облицовки и краски с рабочими поверхностями кокиль нагревают до температуры 150 – 200 °С газовыми горелками
или электронагревателями.
После нанесения огнеупорного покрытия кокиль нагревают до рабочей
температуры 150 – 350 °С значение которой определяется химическим составом заливаемого сплава толщиной стенок и размерами отливки. При
сборке кокилей устанавливают (если он предусмотрен) песчаный или металлический стержень. Затем полуформы соединяют и скрепляют специальными
зажимами после чего производят заливку кокиля расплавом. Для уменьшения обжатия металлического стержня при затвердевании и охлаждении отливки после того как металл приобретает достаточную прочность стержень
«подрывают» т.е. частично извлекают из отливки до ее удаления из кокиля.
После охлаждения отливки до заданной температуры кокиль раскрывают
окончательно извлекают металлический стержень и удаляют отливку из кокиля. Песчаный стержень из отливки выбивают после извлечения отливки из
кокиля а затем отделяют литники прибыли и выпоры.
Кокиль практически неподатлив и более интенсивно препятствует
усадке отливки что может вызвать коробление отливки появление внутренних напряжений и трещин в отливке. Расположение отливки в форме способ
подвода расплава и вентиляционная система должны обеспечивать удаление
воздуха и газов из кокиля при заливке расплава.
Литьё в кокиль позволяет в 2..3 раза повысить производительность
труда в результате исключения операций приготовления формовочной смеси
и формовки уменьшения объема вредных для здоровья работающих операций выбивки форм очистки отливок от пригара обрубки. Для получения отливок заданного качества (требуемых механических свойств структуры
плотности шероховатости точности размеров) легче осуществлять регулирование технологических параметров процесса.
К недостаткам этого процесса следует отнести высокую стоимость кокиля «отбел» поверхностного слоя в чугунных отливках и трудность получения тонкостенных отливок в связи с высокой интенсивностью охлаждения
расплава в кокиле ограниченную стойкость кокиля (особенно при получении
стальных и чугунных отливок).
Литьё под давлением. Сущность способа заключается в том что расплав заполняет металлическую форму и кристаллизуется в ней под избыточным давлением после чего форму раскрывают и отливку удаляют. По способу создания давления различают: литье под поршневым и газовым давлением вакуумное всасывание жидкую штамповку. Наиболее распространено
формообразование отливок под поршневым давлением в литьевых машинах с
горячей или холодной камерой сжатия.
В литьевой машине первого типа камера сжатия находится в тигле и
сообщается с ним отверстием через которое в нее поступает расплав. При
движении поршня вниз отверстие перекрывается и расплав по обогреваемому каналу поступает в полость пресс-формы подогреваемой до температуры
0 – 240 оС. После затвердения отливки поршень возвращается в исходное
положение а остатки расплава из канала сливаются в камеру прессования.
Пресс-форма раскрывается отливка выталкивается из нее толкателями после
чего пресс-форма закрывается и цикл повторяется.
В литьевой машине с холодной камерой сжатия расплавленный металл
подается в разливочном ковше и заливается непосредственно в камеру прессования.
Литьё под давлением по сравнению с литьём в разовые формы позволяет снизить трудоемкость изготовления деталей в 10 – 12 раз при экономии
металла до 30 40 %; получать отливки с минимальными припусками на механическую обработку с отверстиями диаметром до I мм с наружной и
внутренней резьбой с шагом 07 мм. Отливки характеризуются высокими механическими свойствами а сам процесс отличается высокой производительностью (до 500 отливок в час) и значительно меньшим загрязнением окружающей среды.
Центробежное литьё. Сущность способа состоит в заливке жидкого
металла во вращающуюся металлическую или керамическую форму. Жидкий
металл за счет центробежных сил прижимается к стенкам формы растекается
вдоль них и затвердевает.
Центробежное литьё дает возможность без применения стержней получать полые отливки а при последовательной заливке различных сплавов например стали и бронзы – биметаллические отливки. Длинные трубы и гильзы отливают на машинах с горизонтальной осью вращения короткие втулки
кольца зубчатые венцы – на машинах с вертикальной осью вращения.
По сравнению с литьём в песчано-глинистые и металлические формы
центробежный способ литья обеспечивает более высокое качество отливок и
увеличивает выход годного литья на 20 60 % за счет отсутствия расхода
металла на прибыли и выпоры.
Работа включает: изучение сущности литья в песчано-глинистые формы последовательности получения отливки и особенностей получаемых отливок понимание сущности и технологических особенностей различных
способов литейного производства подготовку отчета.
Изучите до начала занятий по учебной литературе материал о получении литых заготовок и технологических особенностях различных способов
литья. В начале занятий преподаватель осуществляет контроль готовности к
выполнению данной работы.
Получите у преподавателя индивидуальное задание.
Проведение лабораторной работы:
– ознакомьтесь с элементами модельной оснастки и последовательностью изготовления отливки в песчано-глинистую форму;
– выполните эскиз литейной формы с указанием элементов литниковой
системы опок модели и стержней.
Подготовьте отчет по работе.
Описание сущности литейного производства.
Эскиз литейной формы с описанием элементов литниковой системы
опок модели стержней и последовательности изготовления отливки.
Номер формулировка или исходные данные индивидуального задания.
Ответы на поставленные вопросы с рисунками схемами и со ссылкой на использованную литературу.
Вопросы для контроля
Опишите общую технологическую схему изготовления отливок.
Что такое литейная форма и какие элементы образуют ее?
Что собой представляют формовочные и стержневые смеси? Из каких материалов их приготовляют и какие требования предъявляют к ним?
Для чего предназначена литниковая система и из каких элементов
Каким образом получают внутренние полости литых деталей?
Какие приемы ручной формовки используются при изготовлении
В чем состоит сущность изготовления стержней?
Какие процессы являются заключительными при изготовлении отливок?
В чем состоит сущность операции «выбивка форм»?
В чем состоит сущность операции «очистка и обрубка отливок»?
Укажите основные дефекты и методы их исправления в отливках.
В какой последовательности осуществляется изготовление отливок
в оболочковые формы?
по выплавляемым моделям?
В чем состоят особенности изготовления отливок в кокилях?
В чем заключается сущность изготовления отливок литьем под давлением? Укажите основные характеристики процесса.
В чем заключаются особенности изготовления отливок центробежным литьем?
Какой должна быть внешняя поверхность литой детали?
В чем заключаются особенности конструкций литых деталей получаемых литьем в оболочковые формы и литьем по выплавляемым моделям?
В чем заключаются особенности конструкций литых деталей получаемых литьем в кокиль и под давлением?
В чем заключаются особенности конструкций литых деталей получаемых центробежным литьем?
СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Цель работы: знание основ сварочного производства; формирование
образного представления о сварочном производстве; умение распознавать
особенности различных способов сварки развитие конструкторскотехнологического мышления и компетенции в области методов производства
элементов конструкций и заготовок.
Сварка является наиболее распространенным способом получения неразъемных соединений. Она применяется практически во всех областях техники для получения сложных по форме изделий любых размеров. Сваривают
металлы некоторые виды керамики и пластмасс стекло и разнородные материалы. Сварку осуществляют на земле под водой и в космосе. Сварные конструкции работают при знакопеременных и динамических нагрузках при
высоких температурах и давлениях.
Сварка – процесс получения неразъемного соединения путем образования межатомных связей по контактируемым поверхностям соединяемых
заготовок при их нагреве пластическом деформировании или при совместном действии того и другого. Для осуществления соединения необходимо
освободить свариваемые поверхности от загрязнений (органических пленок
оксидов и адсорбированных газов) сблизить поверхности на расстояние соизмеримое с параметром кристаллической решетки свариваемых материалов
или обеспечить энергетическую активацию поверхностных атомов для облегчения их взаимодействия друг с другом. В зависимости от степени воздействия внешних факторов и состояния металла в зоне соединения различают способы сварки плавлением и давлением.
При сварке плавлением атомно-молекулярные связи между деталями
создают оплавляя примыкающие поверхности заготовок так чтобы получилась смачивающая их общая ванна расплавленного металла который затвердевает при охлаждении и соединяет детали в единое целое. Для заполнения
зазора между соединяемыми деталями и формирования сварочной ванны
расплавляют дополнительный (присадочный) металл. К сварке плавлением
относят дуговую сварку электрошлаковую газовую плазменную лазерную
электронно-лучевую и термитную.
При сварке давлением обязательным условием является совместная
пластическая деформация соединяемых заготовок. Для уменьшения усилия
деформирования может применяться подогрев металла в зоне контакта до
пластичного состояния при этом температура нагрева обычно ниже темпера77
туры плавления. В некоторых процессах осуществляется кратковременный
нагрев зоны соединения до расплавления с последующим сжатием заготовок.
Виды сварки давлением: холодная ультразвуковая трением взрывом контактная высокочастотная диффузионная и другие.
Дуговой сваркой называется сварка плавлением при которой нагрев
кромок свариваемых деталей осуществляется теплотой электрической дуги.
В зависимости от способов защиты зоны сварки от кислорода воздуха различают: ручную дуговую сварку металлическими электродами с покрытием;
автоматическую и полуавтоматическую сварку под слоем флюса; дуговую
сварку в среде защитных газов.
Сварочная дуга представляет собой стабильный электрический разряд
(электрический ток высокой плотности) в ионизированной среде газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. По длине дугового промежутка дуга разделяется на три области (рис. 41): катодную
анодную и находящийся между ними столб дуги.
Катодная область включает в себя нагретую поверхность электрода 1 называемую
катодным пятном 2 и часть дугового промежутка примыкающую к ней. Температура катодного пятна для стальных электродов достигает 2400 2700 °С. На нем выделяется до
% общей теплоты дуги. Основным физическим процессом в этой области является
электронная эмиссия и разгон электронов 6.
Анодная область состоит из анодного
пятна 4 находящегося на поверхности расРис.41. Схема сварочной
плавленного металла изделия 5 и части дугодуги
вого промежутка примыкающего к нему.
Анодное пятно является местом входа и нейтрализации свободных электронов в материале анода. В результате бомбардировки электронами на нем выделяется больше тепловой энергии чем на катоде. Температура анода достигает 2500 2900 °С. При сварке дугой переменного тока температуры анода
и катода выравниваются вследствие периодической смены полярности.
В столбе дуги 3 основным физическим процессом является ионизация
газа 7 которая происходит в результате соударения заряженных (в первую
очередь электронов) и нейтральных частиц газа. Температура столба дуги
достигает 6000 7000 °С. Электрические свойства дуги описываются статической вольт-амперной характеристикой представляющей собой зависимость между напряжением и током дуги в состоянии устойчивого горения
при постоянной длине дуги.
Кривая статической характеристики (рис. 42 а) состоит из трех участков: падающего I жесткого II и возрастающего III. На участке I с повышением силы тока увеличивается степень ионизации среды с увеличением площади сечения столба дуги и его электропроводности и напряжение для поддержания дуги уменьшается. Дуга в этой области отличается малой устойчивостью что ограничивает ее применение.
Рис. 42. Статическая вольт-амперная характеристика дуги (а) и зависимость
напряжения дуги от ее длины (б)
На участке II пропорционально силе тока возрастает сечение столба дуги а плотность тока и падение напряжения в дуге остаются постоянными.
Дуга при этом горит устойчиво и обеспечивает нормальный процесс сварки.
На участке III при повышении тока рост сечения дуги ограничивается сечением электрода т.е. диаметр катодного пятна становится равным диаметру
электрода и увеличиваться дальше не может. В результате чего возрастает
плотность тока и напряжение дуги.
При изменении длины дуги кривая вольт-амперной характеристики будет менять свое месторасположение (рис. 42 б). Напряжение дуги UД в диапазоне устойчивых режимов пропорционально ее длине:
где LД – длина дуги (0 LД 8 мм); a – сумма падений напряжения в
катодной и анодной областях; b – коэффициент выражающий среднее падение напряжения на единицу длины дуги. Величины a и b зависят от рода сва79
риваемого металла состава газовой среды (например наличия легко ионизующихся компонентов Ca Na K и т.п.) и других факторов (для стальных
электродов а = 10 В b = 2 Вмм при lД = 2 8 мм).
Разные участки вольт-амперной характеристики дуги соответствуют
конкретным способам сварки и служат обоснованием для внешней характеристики источника питания (зависимость напряжения на его клеммах от тока
в электрической цепи). При ручной дуговой и сварке в защитных газах неплавящимся электродом внешняя характеристика дуги – падающая с переходом к жесткой при автоматической сварке под флюсом – жесткая с переходом к возрастающей при сварке в защитном газе плавящимся электродом –
Подводимая к свариваемому изделию теплота характеризуется величиной тепловой мощности дуги. Полная тепловая мощность дуги Q Джс:
где k – коэффициент несинусоидальности напряжения и тока (для постоянного тока k = 1 для переменного тока k = 07 097) Jсв – сварочный
ток А; UД – напряжение дуги В.
Часть мощности дуги теряется в результате теплоотдачи в окружающую среду. Количество теплоты используемое на нагрев и расплавление
электрода и основного металла в единицу времени называется эффективной
тепловой мощностью дуги Qэф Джс:
где – коэффициент полезного действия дуги зависящий от способа
сварки вида и состава сварочных материалов. Для сварки в защитных газах
ручной дуговой сварки металлическими электродами с покрытием и автоматической сварки под флюсом среднее значение соответственно равно 06;
Ручная дуговая сварка
Ручная дуговая сварка (рис. 43) относится к технологиям дуговой сварки плавящимся электродом когда сварка выполняется вручную с использованием стержневого электрода с покрытием. Все операции по зажиганию
поддержанию и перемещению дуги 4 относительно изделия (св.) а также
подачи электрода 5 в зону сварки (эл.) выполняет сварщик манипулируя
электрододержателем 6.
Зажигание дуги осуществляют следующим образом: после короткого замыкания на заготовку 1 электрод 5 отводят на
расстояние 3 6 мм до возникновения устойчивой сварочной
дуги 4. Стержень электрода
плавится и расплавленный металл стекает в сварочную ванну.
Покрытие электрода также плаРис. 43. Схема ручной дуговой сварки
вится и образует защитную атмосферу вокруг дуги и шлаковую ванну на поверхности металла. По мере
движения дуги расплавленный металл затвердевает и формирует сварной
шов 2. Жидкий шлак превращается в твердую корку 3 удаляемую после
При ручной дуговой сварке обычно применяют источник питания 7 постоянного тока. При постоянном токе повышается устойчивость горения дуги улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях
возможна сварка электродами с тугоплавкими покрытиями и т.д. Для защиты
лица сварщика от разбрызгивания металла светового инфракрасного и ультрафиолетового излучения применяется сварочная маска. Ручной дуговой
сваркой выполняют сварные швы произвольной формы во всех пространственных положениях.
Электроды для ручной дуговой сварки (ГОСТ 9466–75) изготавливают
из сварочной проволоки диаметром 16; 2; 25; 3; 4; 5 6 8 10 и 12 мм и длиной 150 450 мм. Проволока имеет буквенно-цифровое обозначение включающее диаметр (03 12 мм) ее назначение («Св» – сварочная) и химический состав например 05Св–08ГС. В конце марки через дефис может быть
указана: «О» – омедненная проволока «Э» – для изготовления электродов
например 3Св–10ХМА–О; 25Св–06Х20Н11М3Т–Э.
В обозначении электродов для сварки конструкционных сталей
(Э38 Э150) число означает предел прочности наплавленного металла в
кгмм2 (10–1 МПа) в обозначение электродов для сварки жаропрочных и высоколегированных сталей входит марочный состав наплавляемого металла
(Э–10Х5МФ Э–08Х19Н10Г2МБ и т.д.). Покрытие электрода предназначено
для обеспечения стабильного горения дуги защиты расплавленного металла
от воздействия содержащегося в атмосфере кислорода и получения металла
шва заданного состава и свойств. В состав покрытия входят стабилизирующие шлакообразующие газообразующие раскисляющие легирующие и связующие составляющие.
Дуговая сварка под флюсом
При этом способе сварки используют сварочную проволоку без покрытия в качестве плавящегося электрода и флюс в виде гранулированного порошка для обеспечения устойчивого горения дуги защиты сварочной ванны
от воздуха для раскисления и легирования металла шва необходимыми элементами. Автоматическая дуговая сварка под флюсом выполняется неподвижными подвесными сварочными головками и передвижными сварочными
автоматами (сварочными тракторами) которые обеспечивают перемещение
электрической дуги по всей длине соединяемых деталей. При использовании
сварочных головок сварной шов формируется за счет прямолинейного или
вращательного движения соединяемых заготовок. Полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом отличается от автоматической сварки отсутствием
механизма перемещения электрода вдоль сварного шва. При дуговой сварке
под флюсом механизирована подача проволоки и флюса автоматизированы
процессы зажигания дуги и заварки кратера (углубление в сварочной ванне
образующееся под действием дуги) в конце шва.
В процессе дуговой сварки под флюсом (рис. 44) сварочная дуга 5 горит между проволокой 1 и основным металлом 6. Проволока подается в зону
сварки с помощью механизма подачи 2 ток к электроду подается через контакт 3. Часть флюса 4 расплавляется и образует вокруг дуги защитную газовую полость а на поверхности сварочной ванны 9 – слой жидкого шлака 8.
По мере продольного перемещения дуги (электрода) относительно изделия с
заданной скоростью Vсв. металлическая и шлаковая ванны затвердевают с образованием сварного шва 12 покрытого шлаковой коркой 10. Нерасплавившийся флюс всасывающим устройством 11 подается обратно в бункер 7 а
шлаковая корка после сварки удаляется.
При выполнении односторонних швов с полным проваром для предупреждения прожогов предварительно подваривают корень шва или применяют технологическую подкладку 13: остающуюся стальную съемную медную или флюсовую. Сварка под флюсом проводится сварочной проволокой
диаметром 2 12 мм при плотности тока 30 100 Амм2 при этом глубина
проплавленного металла равна 7 20 мм.
сварке под флюсом по
сравнению с ручной дуговой сваркой качество сварного шва и производительность процесса сварки значительно выше. Высокое
качество сварных швов
обусловлено надежной защитой сварочной ванны
интенсивным раскислением
Рис.44. Схема автоматической сварки под флюсом и легированием расплавленного металла флюсом;
сравнительно медленным охлаждением шва под флюсом и шлаковой коркой;
постоянством размеров и формы поверхности сварного шва по всей длине
Автоматическая сварка под флюсом обеспечивает повышение производительности процесса сварки по сравнению с ручной дуговой сваркой в 3 6
раз и в 15 20 раз при использовании больших сварочных токов (до 2000 А).
Увеличение сварочного тока повышает количество наплавляемого металла и
позволяет сварить за один проход заготовки толщиной до 20 мм без разделки
кромок что приводит к уменьшению себестоимости одного погонного метра
К преимуществам этого способа сварки относится и улучшение санитарно-гигиенических условий труда так как слой флюса толщиной 30 50
мм плотно закрывает сварочную дугу и сварочную ванну что предотвращает
разбрызгивание и угар расплавленного металла. В процессе сварки происходит также меньшее выделение вредных газов и отпадает необходимость защиты лица и глаз сварщика.
Автоматическую дуговую сварку под флюсом применяют при серийном и массовом производстве для выполнения длинных прямолинейных и
кольцевых швов в нижнем положении на металле толщиной 2 200 мм. Ее
применяют при изготовлении котлов резервуаров для хранения жидкостей и
газов корпусов судов мостовых балок и других изделий. К недостаткам
процесса следует отнести ограниченную маневренность сварочных автоматов трудность сварки деталей небольших толщин и выполнения швов в основных положениях отличных от нижнего.
Дуговая сварка в защитных газах
При дуговой сварке в защитном газе электрод зона дуги и сварочная
ванна защищены струей защитного газа. Сварка может быть автоматической
механизированной и ручной выполняться в любом пространственном положении плавящимся или неплавящимся электродом. В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон и гелий) активные газы (углекислый
газ азот водород и др.) или смеси двух газов. В промышленных условиях
наиболее распространено применение аргона Ar и углекислого газа СО2..
Аргонодуговую сварку выполняют как неплавящимся (стержень диаметром 1 10 мм из вольфрама с добавками оксидов тория лантана и иттрия) так и плавящимся электродом (сварочная проволока диаметром 06 3
мм). Применяют для сварки углеродистых и легированных сталей сплавов с
особыми химическими и физическими свойствами цветных металлов (титана алюминия магния меди и т.д.) и их сплавов при толщине металла 08 6
Сварку неплавящимся электродом ведут на постоянном (рис. 45 а) переменном или импульсном токе. Зажигание дуги (ионизацию газовой среды)
производят с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток. Для этого в сварочную цепь подключают осциллятор –
источник высокочастотного переменного тока высокого напряжения. Для получения выпуклости (усиления) шва или заполнения разделки кромок (при
толщине металла более 3 мм) в зону сварки (в дугу) подают присадочный материал в виде прутка или проволоки диаметр которых составляет 05 15
диаметра вольфрамового электрода.
Рис. 45. Виды сварки в защитных газах:
– присадочный пруток или проволока; 2 – сопло; 3 – токоподводящий мундштук;
– корпус горелки; 5 – неплавящийся вольфрамовый электрод; 6 – рукоять горелки;
– атмосфера защитного газа; 8 – сварочная дуга; 9 – ванна расплавленного металла;
– сварочная проволока (плавящийся электрод); 11 – механизм подачи
При сварке на постоянном токе прямой полярности дуга горит устойчиво при напряжении 10 15 В и минимальном токе 10 А. При обратной полярности тока возрастает напряжение дуги уменьшается устойчивость дуги
и снижается стойкость вольфрамового электрода что делает ее непригодной
для широкого применения в сварочном производстве. Однако при применении дуги обратной полярности на поверхности свариваемого металла происходит механическое разрушение тугоплавкой оксидной пленки потоком тяжелых положительных ионов аргона. Это свойство дуги обратной полярности используют при сварке алюминиевых и магниевых сплавов применяя
для питания дуги источники переменного тока оснащенных стабилизаторами горения дуги. Сварка металла толщиной 02 15 мм производится в импульсном режиме путем наложения на маломощную постоянную (дежурную)
дугу более мощной кратковременной дуги через определенный интервал
времени. В этом случае применяют источники импульсного тока разработанные на основе универсальных и инверторных выпрямителей.
Сварку плавящимся электродом (рис. 45 б) выполняют с помощью сварочных полуавтоматов укомплектованных механизмами подачи сварочной
проволоки диаметром 06 3 мм на постоянном токе обратной полярности.
Нормальное протекание процесса сварки и формирование качественного шва
обеспечиваются высокой плотностью тока (100 Амм2 и выше) применением
проволоки малого диаметра (06 3 мм) и большой скоростью ее подачи (до
Сварку в углекислом газе выполняют только плавящимся электродом
при высокой плотности (не менее 80 100 Амм2) постоянного тока обратной
полярности. При механизированной (полуавтоматической) сварке (рис. 45 б)
используют сварочный полуавтомат состоящий из источника питания блока
управления механизма подачи проволоки в зону сварки и системы подачи
защитного газа к сварочной горелке которую сварщик вручную перемещает
вдоль свариваемых заготовок. При автоматической сварке перемещение
электрической дуги вдоль сварного шва механизировано. Основной недостаток сварки в углекислом газе сильное разбрызгивание металла для уменьшения которого применяют смеси газов: СО2 + (5 15) % О2 или Ar + (10 20)
В углекислом газе сваривают конструкции из углеродистой и низколегированной стали с применением сварочной проволоки диаметром 05 2 мм.
Повышенное содержание в проволоке (Св-08ГС Св-10Г2С и т.д.) раскислителей (марганца и кремния) нейтрализует окислительные действия углеки85
слого газа СО2 который при высоких температурах диссоциирует на оксид
углерода СО и кислород О. При сварке в СО2 для повышения защиты расплавленного металла используют порошковую проволоку – металлическую
трубчатую оболочку заполненную шлакообразующими и газообразующими
компонентами раскислителями или легирующими элементами. Разновидностью порошковых проволок являются самозащитные проволоки оболочка
которых изготовлена из легированной стали а в наполнитель введены соединения редкоземельных металлов. Эти проволоки применяют для обеспечения
устойчивого горения дуги и раскисления расплавленного металла при отсутствии или недостаточно надежной газовой защите (сварка неповоротных
стыков труб газо- и нефтепроводов наплавке зубьев и ковшей экскаваторов
подводной сварке и т.д.).
2. Лучевые способы сварка
Электронно-лучевая сварка основана на использовании в качестве источника теплоты кинетической энергии электронного луча который представляет собой сжатый поток электронов перемещающийся с большой скоростью от катода к аноду в электрическом поле. При встрече потока с твердым телом кинетическая энергия электронов практически полностью переходит в тепловую энергию что приводит к нагреву материала в зоне соударения до температуры 5000 6000 оС.
В установках для электронно-лучевой
сварки (рис. 46) поток электронов образуется
за счет их эмиссии с нагретого в вакууме (10–
–4 Па) катода 1 электронной пушки
формируется в пучок электродом 2 и ускоряется под действием разности потенциалов
(20 150 кВ) между катодом и анодом 3. Затем пучок электронов фокусируется в виде
луча магнитной системой 4 (электромагнитная линза) и направляется магнитной отклоняющей системой 5 на свариваемое изделие
Рис. 46. Схема установки для
При перемещении заготовок под электронэлектронно-лучевой сварки
ным лучом формируется сварной шов. Иногда при выполнении сварки перемещают сам луч вдоль неподвижных кромок
заготовок с помощью магнитной системы 5 которую можно использовать
также для отклонения луча поперек шва с целью регулировки теплового воздействия на свариваемый материал.
В современных электронно-лучевых установках для сварки сверления
резки и других операций электронный луч фокусируется в зоне обработки
материала на площади диаметром менее 01 мм что позволяет получать высокую удельную мощность (выше 5·105 кВтм2) и интенсивный точечный нагрев. Высокая концентрация теплоты в пятне нагрева приводит к очень быстрому плавлению и затвердеванию металла в результате чего шов получается
мелкозернистым с высокими механическими свойствами а ширина зоны
термического влияния сводится до минимума (менее 1 мм). Форма шва имеет
вид длинного узкого клина ("кинжальный проплав") соотношение глубины
проплавления к ширине может достигать 20:1. Уменьшение протяженности
зоны термического влияния (примерно в 25 раз меньше чем при дуговой
сварке) снижает вероятность рекристаллизации основного металла в этой зоне. Сокращение затрат энергии на единицу длины шва (в 4 5 раз меньше
чем при дуговой сварке) существенно уменьшает коробление изделия.
Регулирование мощности и фокусировки нагрева электронным лучом
позволяет за один проход сваривать металлы толщиной от десятых долей
миллиметра до 100 мм и более. Электронно-лучевой сваркой изготавливают
детали из тугоплавких металлов (вольфрама тантала молибдена ниобия и
др.) керамики и разнородных сплавов со значительной разностью толщин.
Из-за отсутствия насыщения расплавленного и нагретого металла газами
достигается высокое качество сварных соединений химически активных металлов таких как цирконий титан и др. Хорошее качество электроннолучевой сварки достигается также на низкоуглеродистых коррозионностойких сталях; медных никелевых и алюминиевых сплавах.
Недостатки электронно-лучевой сварки: сложность процесса и высокая
стоимость оборудования наличие рентгеновского и электромагнитного излучений низкая производительность из-за необходимости создания вакуума
в рабочей камере после загрузки изделий.
Лазерная сварка – это сварка плавлением которая использует энергию
лазерного луча – сфокусированного монохроматического когерентного излучения (потока фотонов) с определенной длиной волны (от 01 до 1000 мкм)
которое возникает в результате вынужденных скачкообразных переходов
возбужденных атомов рабочих тел (рубин стекло с неодимом и др.) или рабочего вещества (СО2 в смеси с аргоном и гелием и др.) на более низкие
энергетические уровни. Получение и формирование потока фотонов достига87
ется при помощи оптического квантового генератора (лазера). Системы
управления и фокусировки встраивают в конструкцию лазера или выполняют
в виде отдельных блоков. Лазерный луч может быть сфокусирован в пятно от
десятых долей миллиметра до десятков микрометров что позволяет получать
удельную мощность в фокусе свыше 109 Втсм2.
Лазерный луч при встрече с препятствием (свариваемым материалом)
частично отражается от его поверхности частично поглощается ею переходя
в теплоту. В результате расплавления примыкающих поверхностей заготовок
и последующей кристаллизации этого расплава образуется узкий ("ниточный" "кинжальный") шов. Особенностью лазерной сварки является малая
зона нагрева (01 02 мм) практически отсутствие деформации изделия после сварки которую можно проводить в различных пространственных положениях и в отличие от электронно-лучевой сварки не требуется специальных
Различают сварку малых толщин (глубина проплавления до 1 мм
плотность мощности в зоне воздействия 105 106 Втсм2) и сварку с глубоким
проплавлением (плотность мощности излучения около 107 Втсм2) которую
проводят только в автоматическом режиме. Сварку малых толщин осуществляют с применением твердотельных или газовых лазеров мощностью до 1
кВт для работы в непрерывном режиме (шовная сварка) и мощностью до 300
Вт – в импульсном режиме (энергия в импульсе 100 Дж и более). Для сварки
с глубоким проплавлением (до 10 мм и выше) применяют лазеры с выходной
мощностью в несколько киловатт: импульсно-периодические твердотельные
или непрерывные СО2-лазеры. Эффективность сварки с глубоким проплавлением существенно повышается при совместном действии лазерного излучения и недорогих источников нагрева например электрической дуги или магнитного поля. Сварка с глубоким проплавлением требует высокой точности и
стабильности направления воздействия лазерного излучения (допуск на отклонение оси лазерного луча не более 02 мм при длине шва в несколько метров) тщательной подготовки кромок свариваемых деталей и их сборке (зазор
между деталями менее 03 мм).
Лазерную сварку малых толщин применяют в различных отраслях
промышленности (электронной радиотехнической приборостроительной
машиностроительной пищевой и т.д.) в производстве элементов микросхем
кинескопов вакуумных приборов для заваривания аэрозольных баллонов и
консервных банок для герметизации капсул для лекарств и корпусов различных изделий. Лазерную сварку с глубоким проплавлением используют в
производстве двигателей и обшивки самолетов автомобилей и судов для
сварки труб и арматурных конструкций при изготовлении деталей из углеродистых и легированных сталей алюминиевых магниевых титановых никелевых сплавов и разнородных материалов. Сравнение лазерной сварки с
электронно-лучевой сваркой по технологическим и экономическим параметрам показывает что лазерная сварка предпочтительнее при сварке различных
металлов толщиной до 5 мм.
3. Контактная сварка
Контактная сварка относится к видам сварки давлением с кратковременным нагревом зоны соединения без оплавления или с оплавлением металла и с последующим пластическим деформированием разогретых заготовок в зоне контакта.
При контактной сварке металл нагревается за счет выделения тепла при
прохождении электрического тока большой плотности (100 300 Амм2) при
напряжении 03 10 В через свариваемые заготовки. Наибольшее количество
теплоты выделяется в зоне сварочного контакта где электрическое сопротивление больше из-за шероховатости поверхности и наличия органических
и оксидных пленок с малой электропроводимостью. Количество выделяемой
теплоты Q определяется по формуле:
где J – сварочный ток А; R – сопротивление участка цепи в зоне контакта Ом; t – продолжительность протекания тока с.
При выделении большого количества теплоты в зоне контакта происходит быстрый нагрев металла до термопластичного состояния или оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок металл деформируется поверхностные оксидные пленки разрушаются и удаляются к периферии стыка. В соприкосновение приходят чистые (без оксидных пленок) слои
металла образующие сварное соединение. По типу получаемого соединения
контактную сварку (рис. 47) разделяют на стыковую точечную и шовную
Стыковая сварка – вид контактной сварки при которой соединение
происходит по всей поверхности соприкосновения стыкуемых частей заготовок (рис. 47 а). Свариваемые заготовки 1 закрепляют в неподвижном 2 и
подвижном 3 зажимах – электродах подключенных к вторичной обмотке
сварочного трансформатора 4. Для обеспечения электрического контакта на
стыкуемых поверхностях заготовки сжимаются осевой силой P. При включе89
нии тока металл в зоне контакта разогревается и под действием сжимающего
усилия P деформируется (осаживается). При определенной величине осадки
(установочной длине) происходит отключение электрического тока. Установочная длина зависит от площади поперечного сечения заготовок и теплофизических свойств металла свариваемых заготовок.
Рис. 47. Схемы контактной сварки: стыковая (а) точечная (б) и шовная (в)
Стыковую сварку с разогревом металла стыка до состояния высокой
пластичности и последующей осадкой называют сваркой сопротивлением а
при разогреве торцов до оплавления и последующей осадкой – сваркой оплавлением. Стыковая сварка сопротивлением применяется для сварки заготовок небольших сечений (до 100 мм2) так как с увеличением сечения нагрев
металла будет неравномерным из-за неровности контактируемых поверхностей и 10наличия оксидных пленок.
Сварка оплавлением не требует предварительной тщательной обработки торцов. Контакт заготовок по одиночным выступам из-за высокой плотности тока приводит к их оплавлению а затем и оплавлению всей поверхности
стыка. При сварке оплавлением выравниваются все неровности стыка расплавленный металл вместе с оксидами удаляется (выбрасывается) из зоны
сварки под действием магнитного поля образующегося при протекании тока
высокой плотности. После равномерного оплавления всей поверхности стыка
ток отключают и заготовки осаживаются. Сжимающее усилие Р во время оплавления металла обеспечивает только перемещение заготовки. Перед отключением тока усилие возрастает и действует до момента заданной осадки
всей поверхности стыка. Сваркой оплавлением можно сваривать заготовки с
сечением 300 500 мм2.
Контактную стыковую сварку применяют для углеродистых и легированных сталей сплавов из цветных металлов и разнородных металлов (угле90
родистая и инструментальная сталь медь и алюминий и т.д.). Этот способ
сварки используют для изготовления элементов трубчатых конструкций
рельсов арматуры ленточных пил деталей сложной формы с различной
площадью сечения заготовок режущего инструмента (сверла развертки
метчики) и других изделий.
Точечная сварка – разновидность контактной сварки при которой соединение заготовок происходит в отдельных точках (рис. 47 б). При точечной сварке заготовки 1 очищают от загрязнений накладывают друг на друга
и сжимают с усилием P медными электродами 2 подсоединенными к обмотке трансформатора 4. Диаметр электрода выбирают на 3 4 мм больше суммарной толщины свариваемых листов. При прохождении электрического тока наибольшее количество теплоты выделяется на участке наибольшего сопротивления цепи т.е. в зоне соединения свариваемых поверхностей. Соприкасающиеся с медными электродами поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжают до перехода
в пластичное состояние наружных и расплавления внутренних слоев металла
(образования литого ядра точки 5) после чего выключают ток и увеличивают
усилие P (режим проковки) для формирования и улучшения структуры сварной точки.
В зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам точечная сварка может быть двусторонней (рис. 47 б) и односторонней когда оба электрода сверху сжимают заготовки. Для обеспечения нужного нагрева в этом случае под нижнюю заготовку устанавливают
медную подкладку. Односторонней сваркой можно соединять заготовки одновременно двумя точками. Принцип односторонней точечной сварки используют в машинах для многоточечной сварки которые позволяют за одну
установку изделия получить от 2 до 200 сварочных точек.
Диаметр сварной точки зависит от толщины свариваемых листов и параметров режима сварки: силы тока или плотности тока времени его протекания силы и продолжительности сжатия. Различают два режима сварки:
жесткий и мягкий. Жесткий режим характеризуется большой плотностью тока и малым временем процесса сварки (плотность тока 160 360 Амм2 длительность цикла 02 15 с) и применяется для сварки сталей чувствительных
к нагреву и склонных к образованию сварочных структур а также легкоплавких цветных сплавов. Мягкий режим характеризуется большей продолжительностью процесса и более плавным нагревом свариваемого металла
(плотность тока 70 160 Амм2 длительность цикла 2 3 с) и используется
для сварки малоуглеродистых сталей.
Точечная сварка широко применяется при производстве изделий из
листовых материалов толщиной 05 5 мм из углеродистых легированных
сталей и сплавов алюминиевых сплавов в автомобилестроении приборостроении и других отраслях промышленности.
Шовная сварка – разновидность контактной сварки при которой соединение заготовок собранных внахлестку выполняется в виде непрерывного или прерывистого шва (рис. 47 в) вращающимися дисковыми электродами
(медными роликами). При шовной сварке листовые заготовки 1 накладывают
друг на друга сжимают электродами 2 с постоянным усилием P и включают
источник питания 4 (понижающий трансформатор). При непрерывном движении роликов по заготовкам образуются перекрывающие друг друга сварные точки 6 в результате чего образуется сплошной герметичный шов. Шовную сварку как и точечную можно выполнять при двустороннем и одностороннем расположении электродов.
В зависимости от периодичности включения тока различают два способа шовной сварки: непрерывную (ток включен постоянно) и прерывистую
(периодическое включение тока). Непрерывную сварку применяют для коротких швов и сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей не
претерпевающих заметных структурных превращений металла при перегреве
околошовной зоны. Прерывистая шовная сварка обеспечивает стабильность
процесса и высокое качество сварного соединения при небольшой зоне термического влияния. Её используют при сварке длинных швов на заготовках
из высоколегированных сталей и сплавов цветных металлов (алюминиевых
никелевых и других).
Шовную контактную сварку применяют для получения герметичных
швов при производстве различных резервуаров емкостей труб конструкций
из листового металла толщиной 03 3 мм.
Работа включает: изучение сущности различных способов сварки и последовательности получения сварных конструкций; понимание технологических особенностей различных способов сварочного производства подготовку отчета.
Изучите до начала занятий по учебной литературе материал о сущности и технологических особенностях различных способов сварки. В начале
занятий преподаватель осуществляет контроль готовности к выполнению
– ознакомьтесь со сварочным оборудованием и последовательностью
изготовления элементов сварных конструкций;
– выполните эскиз сварного изделия с описанием особенностей подготовки заготовок (способ получения наличие механической обработки разделка кромок и т.д.) и наблюдаемого способа сварки (зажигание дуги использование приспособлений технологических подкладок и т.д.).
Описание сущности увиденного способа сварки.
Эскиз сварного изделия с описанием особенностей подготовки заготовок и наблюдаемого способа сварки.
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания.
Какие основные условия необходимо выполнить для получения сварного соединения?
По каким признакам различают способы сварки?
Что называется сварочной дугой? Опишите процессы протекающие на
отдельных ее участках.
Как производится зажигание электрической дуги?
Что такое статическая вольт-амперная характеристика дуги и ее основные свойства?
Какие источники тока применяют для дуговой сварки и особенности их
внешних характеристик?
Как производится маркировка сварочной проволоки и электродов для
ручной дуговой сварки?
Каковы технологические возможности и области рационального применения ручной дуговой сварки?
В чем заключаются преимущества автоматической дуговой сварки под
флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой?
Каковы технологические возможности и области рационального применения автоматической дуговой сварки под флюсом?
Какие разновидности дуговой сварки в защитных газах применяют для
соединения металлов?
В чем заключаются особенности аргонодуговой сварки?
Каковы технологические возможности и области рационального применения дуговой сварки в защитных газах?
В чем заключается сущность электронно-лучевой сварки?
Какие особенности электронно-лучевой сварки позволяют получать
качественные изделия из тугоплавких и химически активных металлов?
В чем заключается сущность лазерной сварки?
Какие основные достоинства и недостатки лазерной сварки по сравнению с электронно-лучевой сваркой?
В чем заключается сущность контактной стыковой сварки?
Каковы отличительные особенности и возможности контактной стыковой сваркой сопротивлением и оплавлением?
В чем заключается сущность и основные особенности контактной точечной сварки?
Для чего при точечной сварке проводят проковку сварных точек?
В чем заключается сущность и основные особенности контактной шовной сварки?
Что достигается при применении прерывистой шовной сварки?
Нормальные ряды частот и подач
Название и модель станка
Горизонтально- 100; 125;160; 200;
Вертикальнофрезерный
Технология конструкционных материалов: Учебник под общей ред.
А.М. Дальского. – М.:Машиностроение 2005. - 592 с.
Технология конструкционных материалов: Учебнибное пособие для
вузов под ред. М.А. Шатерина. – СПб.:Политехника 2005. - 597 с.
Технология конструкционных материалов: Практикум по технологическим методам обработки закотовок под ред. В.И. Никифорова. – СПб.:
Издательство Политехнического университета 2008. - 305 с.

БУДДИЗМ.docx

С течением времени произошло разделение буддизма на различные школы. Самые известные религиозные школы буддизма—хинаянаимахаяна. Первая утвердилась на юге и ее оплотом в настоящее время являются Цейлон Бирма и Сиам. Обширная литература этой школы написана на языкепали. Она претендует на наибольшую ортодоксальность и верность учению Будды.
Махаяна распространилась главным образом на севере— в Тибете Китае и Японии. Свои философские труды она излагала насанскрите благодаря чему и на этом языке появилась обширная буддийская литература. Большая часть ее была переведена натибетскийикитайский языки и в этих переводах она сохранилась в странах где утвердился буддизм. Благодаря этим переводам теперь открыты и восстановлены многие из ценнейших санскритских текстов утерянных вИндии.
Сами последователи этогоУченияназывали его «Дхармой» (Закон Учение) или «Буддхадхармой» (Учением Будды). Термин «буддизм» был создан европейцами в XIX веке[2].
Считается что это древнейшая мировая религия признанная самыми различными народами с совершенно разными традициями. «Без понимания буддизма невозможно понять и великие культуры Востока —индийскуюкитайскую не говоря уж о культурахТибетаиМонголии пронизанных духом буддизма до их последних оснований»[2].
Оценка количества последователей буддизма во всём мире значительно колеблется в зависимости от способа подсчёта однако самые минимальные цифры колеблются в районе 350-500 миллионов человек[3]. Основное число буддистов живет в странах Южной Юго-Восточной и Восточной Азии:БутанеВьетнамеИндииКамбоджеКитае(а также китайское населениеСингапураиМалайзии)КорееЛаосеМонголииМьянмеНепалеТаиландеТибетеШри-ЛанкеЯпонии. В России буддизм традиционно исповедуют жителиБурятииКалмыкииТувы а в последние годы буддийские общины возникли вМосквеСанкт-Петербургеи других крупных городах России.
После нескольких лет наблюдения за своим сознанием Будда Шакьямуни пришёл к выводу что причиной страдания людей являются их собственные действия и прекратить страдания достичьнирваны можно практикой самоограничения и медитацией. Будда утверждал что его Учение не являетсябожественным откровением а получено им черезмедитативное созерцаниесобственного духа и всех вещей. Учение не являетсядогматом и результаты зависят от самого человека.
За две с половиной тысячи лет в процессе распространения буддизм впитал множество различных верований и обрядовых практик. Одни последователи буддизма делают упор на самопознание через медитацию другие — на благие деяния третьи — на поклонение Будде. Различия в идеях и правилах в разныхбуддийских школахвынуждают «признать буддизмом“ любое учение считавшееся буддийским самой традицией»[5]. Но все они базируются на следующихдоктринах[5]:
Четыре Благородные Истины
учение опричинно-зависимом происхожденииикарме
буддийская космология.
Все буддисты верят что эти принципы были провозглашены самим Буддой однако трактовки их могут быть весьма различными.
КМахаянеотноситсятибетский буддизмкитайский буддизми несколько отдельных буддийских школ.
Ваджраянараспространена вНепалеТибетеи отчасти вЯпонии. Из Тибета пришла вМонголию оттуда— вБурятиюТувуиКалмыкию.
Подробная схема школ и ответвлений буддизма собрана в разделеШколы буддизма. Наиболее известные течения классифицируются следующим образом:
Школы раннего буддизма
Сингон(японская школа)
Буддизм распространенный среди мирян и значительно отличающийся от буддизма проповедуемого в монашеской образованной среде носит названиепростонародного или вульгарного.
Основная статья:История буддизма
Буддизм возник на индийском субконтиненте в середине I тысячелетия до н. э. Причины возникновения этого Учения до нынешнего времени точно не установлены поскольку знания о древнеиндийском обществе слишком скудны.
Отличия от других учений и верований
В отличии отмонотеистических религий(иудействохристианствоислам) в буддизме нет ни всемогущегоБога ни вечнойдуши. Эти же положения и отрицаниекастовой системыотличает буддизм отиндуизмаибрахманизма хотя он признает учение окарме.

7.docx

Государственный политехнический университет
Теххнологии конструкционных
материалов и материаловедение
По Лабораторной работе № 4
Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке
Студент группы № 10213
Хуснуллина Миляуша Раилевна
Барон Юрий Михайлович
Название и цель работы.
1 Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке.
2 Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
3 Название и модель станка.
Название станка: копировально-прошивочный станок
Модель: 183(токарный настольно-свирельный станок)
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель назначение мощность достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости обработанных поверхностей основные части станка.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Условие электроискрового прошивания(таблица 1)
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлетродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Результаты экспериментов (таблица 2)
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V мм3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
2 Расчет Объем удаленного металла и Производительности.
; VУМ=13(9.7624 +9.762*9.932+(9.93)24)
ПV=24.233.24; ПV=7.47мм3мин
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания. (табл. 3)
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 11
Шероховатость отверстия
3. Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 3 сила тока I = 12A емкость конденсаторов C = 90 мкФ
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

Proekt Tarasevicha metally.doc

Санкт-Петербургский государственный политехнический
Кафедра Технологииконструкционных
материалови Материаловедения
Отчёт по лабораторной работе №2
по лабораторной работе № 1
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
Принял: Преподаватель ТКМ
Барон Юрий Михайлович
Цель работы: знания свойств конструкционных материалов методов их
определения умения проводить испытания материалов осуществлять контроль
механических свойств.
Наиболее рапостраненные конструкционные материалы используемые в
машиностроении – металлы и их сплавы. Они характеризуются Физическими и
механическими свойствами.
Физические свойства определяют поведение материалов в различных полях
в том числе тепловых гравитационных электромагнитных и радиационных. К
ним относят плотность теплоемкость температуру плавления термическое
расширение электропроводность магнитную проницаемость и т.д.
Эскизы образца до и после испытания.
Для испытаний используем цилиндрический образец с диаметром рабочей части
d0 (мм) и начальной расчетной длиной l0 (мм) причем l05d.
На рисунке a изображен образец до обработки имеющий размеры d0 =
На рисунке b изображен образец после разрыва имеющий размеры dш
(мм) – диаметр образовавшейся шейки после разрыва образца;
l1 и l2 (мм) длины рабочих участков соотве тствуюших частей
образца после разрыва;
где D – диаметр стального закаленного шарика;
P – усилие с которым на приборе Бринелля стальной закаленный
шарик вдавливается в исследуемый образец;
Делаем соответствующие замеры и вычисления результаты заносим в таблицу 2.
Для уменьшения погрешности при измерениях их повторяют троекратно и находят
[pic] ( [pic]=[pic] ( [pic]=
[pic] (мм2) – площадь поперечного сечения цилиндрического образца до
испытаний которая вычисляется по формуле: [pic]
Расчет показателей прочности и пластичности
По диаграмме растяжения образца с учетом указанного масштаба
определяем значения усилий (Рi Н) и абсолютного удлинения
(li = li-.l0 мм) соответствующих:
← пределу пропорциональности (пц) – Рпц;
← условному пределу текучести (02) – Р02;
← пределу прочности (временному сопротивлениию – в.) – Рв. Данные
заносим в таблицу 3.
Предел пропорциональности определяется по формуле:
Условный предел текучести (02) – это напряжение при котором
пластическая деформация образца составляет 02% от рабочей длины образца
или начальной расчетной длины по тензометру.
Временное сопротивление (предел прочности) (в) – это напряжение
соответствующее наибольшему усилию Рв предшествующему разрыву образца.
Предел прочности определяется по формуле:
Производим соответствующие вычисления
Показатель пластичности
Пластичность материала оценивается относительным удлинением после
разрыва () относительным равномерным удлинением (р) и относительным
сужением после разрыва ().
= 100(lк – l0) l0 (%).
Величины lк [pic] определяются как среднее арифметическое по
результатам трех измерений т.е.
lк = lк сред.=[p ( lк =
dш = dш сред.=[p ( dк =
Результаты вычислений заносим в таблицу № 2.
На основании вышеизложенного вычисляем показатели пластичности а
результаты заносим в таблицу 4..
Построение диаграммы растяжения
Для более точного построения диаграммы растяжения необходимо на
диаграмме нагружения выбрать дополнительные точки (1 2 3 4 ) определить
в них значения усилия нагружения (Pi) и абсолютного удлинения (li). Данные
заносим в таблицу 3. Вычисляем в этих точках значения i и i Результат
заносим в таблицу 4.
Используя данные таблицы 4 строим диаграмму растяжения в выбранном
Схема измерения твердости по методу Бринелля.
На приборе Бринелля стальной шарик диаметром D под усилием P
оставляет лунку диаметром d . Значение твердости материала HB МПа
определяем по формуле[pic]
где значения P и D смотреть в таблице 1. Значение d вычисляется как
средняя арифметическая величина по результатам трех измерений. Таблица 5
Расшифровка соответствующих марок сталей по индивидуальному заданию
Вывод. В результате проведенных исследований измерений и вычислений мы
получили следующие характеристики механических свойств исследуемого
Сравнивая полученные значения со значениями механических свойств
конструкционных сталей приведенными в таблице 1.1 делаем вывод что
исследуемый материал по своим характеристикам соответствует марки стали
со следующими значениями механических свойств:

ТКМ 3.doc

1. Наименование и модель станка
Наименование: Вертикально-фрезерный станок
Устройство вертикально-фрезерного станка модели 6Т10
Основные части и узлы станка: фундаментная плита 1 станина 2 ко-
робка скоростей 3 шпиндельная головка 4 шпиндель 5 консоль 8 стол 6
поперечные салазки 7 коробка подач 9 и электродвигатель 10.
Рабочие движения на вертикально-фрезерном станке
Рабочие движения на станке
Движущийся узел Название движения Характер движения Размерность движения
Шпиндель Главное движение Вращательное n обмин
Поперечная подача Прямолинейное
Стол+консоль Поперечное Прямолинейное ммоб
Стол+салазки Продольное Прямолинейное ммоб
Схема закрепления фрез в шпинделе станка
Фрезы закрепляют на оправках и в патронах которые в свою очередь различным
образом крепят в шпинделе станка. Положение фрезы на оправке регулируется
установочными кольцами. Фреза и оправка связаны шпонкой. Конический
хвостовик оправки вставляют в аналогичное отверстие шпинделя станка и
Торцовые насадные фрезы можно устанавливать на оправках или
непосредственно на шпинделе станка. Фрезу цилиндрическим пояском надевают
на шпиндель станка и притягивают винтами. Концевые фрезы с коническим
хвостовиком устанавливают в шпиндель станка используя переходные втулки.
Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне который
коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка. Фрезу устанавливают в
цангу и с помощью гайки закрепляют в корпусе патрона.
Индивидуальное задание № 14.
Длина Ширина фре- Припуск Подача Скорость
№ ППфрезе- зерования Z мм Sz ммзуб фрезерования
Определение диаметра и количества зубьев фрезы:
где D – диаметр фрезы;
D = (6820100)+68=816 (мм)
Диаметру фрезы равному 100 мм соответствует количество зубьев равное 6.
z = 6 где z - это количество зубьев фрезы.
Определение глубины фрезерования t припуска при черновой обработке и
припуска при чистовой обработке:
tчерн = 3508 = 28 (мм)
tчист = 3502 = 07(мм)
Определение частоты вращения шпинделя n:
n = (1000*()(*D) = (1000150)(314816) = 5854 (обмин)
Определение минутной подачи Sм:
Sм = 001555854 = 439(мммин)
Технологический процесс
Длинна фрезерования
Ширина фрезерования B
Глубина фрезерования t
Вывод: в результате проведённой работе мы узнали виды фрезерных работ
устройства и назначения вертикально-фрезерного станка режущего
инструмента применяемого для фрезерных работ научились выполнять расчеты
параметров режима резания.
Рис. 1. Основные узлы вертикально-фрезерного станка модели 6Т10

ткм №2 работа.docx

Санкт- Петербургский
государственный политехнический университет
Технология конструкционных
по лабораторной работе №2
Обработка металлов резанием на токарных станках
Горохов Максим Михайлович
Барон Юрий Михайлович
Токарно-винторезный станок. Модель: 16К20
Основные узлы токарно-винторезного станка
Основными узлами станка являются тумбы 112 станина 2 передняя бабка 6 шпиндель 14 продольный суппорт 10 поперечные салазки 7 верхний суппорт 9 четырех позиционный резцедержатель 8 фартук 15 коробка подач 3 гитара сменных зубчатых колес 4 задняя бабка 11механизм быстрого перемещения суппорта 13.
Рабочие движения на токарном станке
Размерность движения
Условия правильной установки резца на станке
Для установки резца в резцедержателе нужно отвернуть гаечным ключом винты резцедержателя так чтобы можно было свободно вставить резец. Устанавливают резец перпендикулярно к продольной оси заготовки. Если резец установлен на оси центров станка то резец закрепили верно. Затем прочно затягивают резец винтами.
Индивидуальное задание
Для поверхности 1 используются отогнутый проходной резец. Для поверхности 2 используются отогнутый проходной резец для 3 поверхности канавочный резец.
3. Расчёты для наладки станка
3.1. Используемые формулы
n = 1000*V(*D) где n-частота вращения обмин
V-скорость резания ммин
D-диаметр необработанной поверхности мм
Vs = S*n где V-величина подачи в единицу времени мммин
S-величина подачи на оборот ммоб
t = (D-d)2 где t-глубина резания мм
d-диаметр обработанной поверхности мм
3.2. Расчёт для поверхности
n = 1000* V(*d) n = 1000*85(3.14*32) = 846 обмин
S= Vs s S = 27*846 = 003 ммоб
Округление до станочных значений
4 Процесс наладки станка
Наладкой станка называют подготовку его к выполнению определенной работы по изготовлению детали
-установка заготовки
-закрепление заготовки в патроне
-введение подкладок для подгонки резца по высоте
5 Технологические эскизы обработки заготовки и каждого перехода в отдельности
Проходной отогнутый резец
Проходной упорный резец

Электрохимический с анодным растворителем.docx

государственный политехнический университет
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СТАНОК С АНОДНЫМ РАСТВОРИТЕЛЕМ
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.
Технические характеристики электрохимического станка ЭС-4000
Обрабатываемые материалы
Получаемые детали ..
Преимущества обработки заготовок на станке ЭС-4000
В основе электрохимической размерной обработки (ЭХРО) лежит растворение анода которым в данном случае является заготовка. В ходе ЭХРО за счёт съёма металлов происходит изменение размеров формы и качества поверхности заготовки. Метод ЭХРО предложенный В.Н.Гусевым и Л.А.Рожковым в 1929г. основан на анодном растворении материала. С помощью этого метода обработки можно достаточно легко автоматизировать производство весьма сложно профильных заготовок.
Физическая сущность технологии состоит в локальном анодном растворении заготовки под воздействием постоянного тока большой плотности в
проточном электролите.
Инструмент являющийся катодом зеркально копируется на поверхность изделия которое является анодом.
Я выбрал данную технологию обработки заготовок потому что она обладает рядом преимуществ:простота надёжность и очень высокая точность и по сравнению с другими методами обработки.
Рисунок 1 Устройство электрохимического станка модели ЭС-4000
Станина сварная коробчатой формы (поз.1) рабочая камера (поз. 2)виброголовка (поз.3) стол (поз.4)стойка управления (поз.5) источник технологического тока – ИТТ (поз.6) панель управления (поз.7) насосная станция (поз.8) электрошкаф (поз.9) осциллограф (поз.10) шланг (поз.11) БУШП (поз.12 и поз.13) панель силовых ключей (поз.14) кнопочная станция (поз.15 и поз.16) регулятор тяги (поз.17)
Технические характеристики электрохимического станка ЭС-4000
Рисунок 2 Фотография электрохимического станка модели ЭС-4000
За период серийного выпуска (станки ЭС-4000 с 1988 года) оборудование применялось и применяется практически во всех отраслях промышленности для выпуска огромного количества разнообразных изделий.Данные станки нашли широкое применение при изготовлении: чеканочные штампы большой площади (до 100 кв.см.)чеканочные штампы увеличенной площади (от 50 до 80 кв.см.)геральдика бижутерия и сувенирная промышленность образцы медалей орденов сувениров значков бижутерии многоместные пресс-формыпресс-инструмент - пуансоны и матрицы устанавливаемые на пресс-автоматах для изготовления таблеток
Другими словами метод ЭХРО нашёл применение в оружейной промышленности в пищевой промышленности фурнитурной промышленности обувной и галантерейной промышленности при изготовлении пластмассовых изделий в сувенирной промышленности ювелирной промышленности автомобильной и авиационной промышленности медико-инструментальном производстве и оружейно-сувенирная промышленности.
Обрабатываемые материалы
Станок-полуавтомат ЭС-4000 предназначен для электрохимической размерной обработки оформляющих поверхностей штамповой прессовой и литьевой оснастки из инструментальных сталей независимо от твёрдости материала заготовок при массовом и единичном производстве деталей штампов и пресс-форм.
Рисунок 3 Чеканочные штампы увеличенной площади (от 50 до 80 кв.см.)
Рисунок 4 Детали "пуля
Преимущества обработки заготовок на станке ЭС-4000
-в десять и более раз выше производительность обработки;
- обработка закаленных сталей исключает образование термических напряжений микротрещин
- обработка производится в закаленных до рабочей твердости инструментальных сталях
- высокое качество обработанной поверхности исключает ручные операции шероховатость не хуже чем на инструменте-электроде;
- инструментом-электродом может быть деталь из любого токопроводящего материала;
- достижимая точность прямого объемного копирования электрода-инструмента в пределах 0 015 мм.;
- Инструмент-электрод на станке ЭС-4000 износа не имеет -можно многократно ремонтировать оснастку и изготавливать дублеры обеспечивая почти 100% идентичность размеров всегда иметь высокую степень готовности производства;
- низкие эксплуатационные расходы благодаря применению недорогого электролита – 12% раствор NaNO3 ;
- для эксплуатации станка ЭС-4000 не требуется специальных помещений;
- удобное управление благодаря высокой автоматизации и адаптивной системе слежения за поверхностью;
- безопасность эксплуатации обеспечивается электроблокировками контролем за давлением электролита и т.д.
Сегодня метод ЭХРО стал одним из самых конкурентоспособных методов обработки материалов благодаря производительности точности возможности использования в тех областях в которых традиционные подходы приводят к значительным трудностям.
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие для ВУЗОВ. Под редакцией М.А. Шатерина

ТКМ работа№4 Артур.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По Лабораторной работе № 4
Обработка на электроискровом станке
Якупов Артур Рустемович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Основная цель работы.
Цель: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели
3 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Наименование модель и основные узлы станка.
Наименование: Электроискровой прошивочный станок.
Технические характеристики: Электроискровой станок модели 183 предназначен для получения полостей и отверстий в заготовках из токопроводящих материалов а так же можно выполнять операции разрезания прорезания пазов и другие. Максимальные размеры обрабатываемых на данном станке заготовок: высота - 140мм; ширина - 450 мм; длина - 680 мм. Точность выполненных размеров деталей достигает 6 9 квалитета шероховатость обработанной поверхности Rz = 10 20 мкм.
– основание 2 – стойка 3 – вертикальные салазки4 – рама с ванной 5 – привод подачи
– продольные салазки 7 – каретка с электродвигателем 8 – траверс.
Условия электроискрового прошивания.
Условия электроискрового прошивания это данные для дальнейших вычислений по работе(характеристики заготовки режимы станка и т.д.)
Межэлектродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Проведя лабораторную работу автоматически поддерживая постоянное расстояние между заготовкой и инструментом мы прошили отверстие в металлической пластинке толщиной h= 147 мм и замерили время выполнения работы 0=335 мин после чего извлекли пластинку из ванны с диэлектриком предварительно смыв его насосом. С помощью штангенциркуля три раза измерили диаметр электрода-инструмента: Dэи1 Dэи2 Dэи3 и нашли среднее его значение Dэи затем три раза измерили диаметр отверстия на входе ЭИ D вх 1 D вх 2 D вх 3 и выходе D вых 1 D вых 2 D вых 3 затем нашли их средние значения Dср1 Dср2 соответственно
2.Результаты измерений эксперимента
Диаметр электрода-инструмента
Dэи1 = 9.52 мм Dэи2 = 9.50 мм Dэи3 = 9.72 мм
Диаметр отверстия на входе ЭИ
D вх 1 =98 мм D вх 2 = 983мм D вх 3 = 987 мм
Диаметр отверстия на выходе ЭИ
D вых 1 = 977 мм D вых 2 = 978 мм D вых 3 =973 мм
3.Результаты вычислений эксперимента.
Dср1= = 983 мм Dср2= 976 мм Dср= 9795 мм
Vyм =(* (Dср2) 4)*h- объём удаленного металла
Vyм=(314*(9795 2)4)*147=1107 мм3
ПV=Vум 0 -производительность
ПV=1107 335=3305 мм3мин
Мы прошили отверстие средним диаметром Dср =9975 мм и определили производительность станка ПV = 3305 мм3мин в режиме работы : I1 = 2 А С1 = 45 мкф Ra = 125 мкм
Индивидуальное задание.
Индивидуальное задание № 29
1.Формулировка : “Выбрать режим и рассчитать размеры электрода-инструмента”
Шероховатость отверстия
3. Схема электроискровой обработки.
-1079509017001 – электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
4.Выбор режима работы электро-искрового станка
Данным из таблицы 9 соответствует:
Номер режима работы электроискрового станка – 4.При котором: сила тока I = 18 A емкость конденсаторов C = 210 мкФ Межэлектродный зазор б = 015 мм
5.Расчет размеров электрода-инструмента
Dэи - диаметр электрода-инструмента мм;
Dном - заданный по чертежу диаметр отверстия в детали мм;
б - боковой межэлектродный зазор между электродом-инструментом и электродом-заготовкой
6.2. Эскиз Электрода- инструмента

Документ Microsoft Office Word.docx

а) Обточить торец детали длинной (проходной упорный резец)
б) Точить цилиндр в размер d1 =36мм (прямой проходной резец)
в) Точить цилиндр в размер d=34мм (проходной упорный резец )
г) Подрезать торцевую поверхность в размер 15х45(проходной отогнутый резец)

6.docx

Государственный политехнический университет
Теххнологии конструкционных
материалов и материаловедение
По Лабораторной работе № 4
Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке
Студент группы № 10213
Новрузбеков Замир Абдулович
Барон Юрий Михайлович
Название и цель работы.
1 Обработка сложно профильных изделий на электроискровом станке.
2 Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
3 Название и модель станка.
Название станка: копировально-прошивочный станок
Модель: 183(токарный настольно-свирельный станок)
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель назначение мощность достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости обработанных поверхностей основные части станка.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Условие электроискрового прошивания(таблица 1)
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлетродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Результаты экспериментов (таблица 2)
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V мм3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
2 Расчет Объем удаленного металла и Производительности.
; VУМ=13(9.7624 +9.762*9.932+(9.93)24)
ПV=24.233.24; ПV=7.47мм3мин
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания. (табл. 3)
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 11
Шероховатость отверстия
3. Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 3 сила тока I = 12A емкость конденсаторов C = 90 мкФ
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

ТКМ.Шергин Сергей.docx

Санкт – Петербургский
Государственный Политехнический Университет
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №2
Обработка металлов резанием на
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович

Лаба3.doc

1. Наименование и модель станка
Наименование: Вертикально-фрезерный станок
Устройство и назначение вертикально-фрезерного станка модели 6Т10
В вертикально-фрезерном станке ось фрезы расположена в вертикальной
плоскости. Общий вид станка представлен на рис. 1.
Основные части и узлы станка:
– Фундаментная плита
– Поперечные салазки
– Шпиндельная головка
– Шкала поворота шпиндель- ной головки
Рабочие движения на вертикально-фрезерном станке
Движущийся узел Название движения Характер движения Размерность
Шпиндель Главное движение Вращательное обмин
Стол Прямолинейное ммоб
Продольная подача поступательное
Закрепление фрезы в шпинделе станка
Наиболее простой способ - непосредственная установка фрезы на шпинделе с
зажимом ее гайкой. Направление резьбы должно быть противоположно
направлению вращения шпинделя.
Для установки концевых фрез на шпиндель используют патроны. Затылованные
фрезы закрепляют хвостовиком в цанговом патроне. Однорезцовые
незатылованные фрезы закрепляют в специальных патронах винтом.
При непосредственной посадке на шпиндель фреза упирается в буртик шпинделя
и зажимается гайкой. Для изменения положения фрезы по высоте используют
простановочные кольца прокладки или шайбы.
Если диаметр посадочного отверстия больше диаметра шпинделя применяют
посадку на шпиндель через втулку. Фрезу сначала закрепляют на втулке
гайкой а затем втулку устанавливают на шпиндель и крепят затяжной гайкой.
В случае когда шпиндель не имеет резьбы для крепления фрезы используют
цанговую оправку. Оправка имеет внутреннюю конусную разрезную и наружную
втулки. Фрезу устанавливают на наружную втулку и крепят гайкой. Затем
оправку с инструментом устанавливают на шпиндель и закрепляют вращая
верхнюю затяжную гайку. При этом наружная втулка смещается по внутренней
конической в результате чего ее разрезная часть плотно охватывает
Индивидуальное задание № 6.
= 200 (мм) - длина фрезерования;
В = 56 (мм) - ширина фрезерования;
Z = 28 (мм) – припуск;
Sz = 003 (ммзуб) – подача;
( = 160 (ммин) - скорость фрезерования.
Определение диаметра и количества зубьев фрезы:
D = (B20%100)+B = (5620100)+56 =672 примерно 80 (мм)
По данным таблицы 7 методички диаметру 80 мм соответствует количество
Определение глубины фрезерования t припуска при черновой обработке
Zчер и припуска при чистовой обработке Zчис:
t = Z2 = 282 = 14 (мм)
Zчер = Z80%100= 2880100 = 224 (мм)
Zчис = Z20%100= 2820%100 = 056 (мм)
Определение частоты вращения шпинделя n:
n = (1000*()(*D) = (1000160)(314672) = 758265 примерно 560
Определение минутной подачи Sм:
Sм = SzZn = 0035560 = 84 примерно 80 (мммин)
Схема торцевого фрезерования
Длина фрезерования = 200 мм
Ширина фрезерования B = 56 мм
государственный политехнический университет
«Технология конструкционных
Материалов и Материаловедение»
по лабораторной работе №3
Обработка металлов резанием на вертикально-фрезерных станках
Анисимов Дмитрий Вячеславович

4моя.docx

государственный политехнический университет
ОБРАБОТКА СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА
ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ СТАНКЕ
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.
Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Чертеж обрабатываемой детали
Техническая характеристика электроискрового станка 183
1 Модель: Электроискровой станок модели 183
28683209112.2 Основные узлы
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
основание-1cтойка-2вертикальные салазки-3рама c ванной-4электрод с инструментом-5 продольные салазки-6каретки с электродвигателем-7траверс-8
3 Устройство и принцип работы станка
Электроискровой станок модели 183 предназначен для получения полостей и отверстий в заготовках из токопроводящих материалов а так же можно выполнять операции разрезания прорезания пазов и другие. Максимальные размеры обрабатываемых на данном станке заготовок: высота - 140мм; ширина - 450 мм; длина - 680 мм.
Условие электроискрового прошивания
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлектродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия Dмм
Результаты экспериментов
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V м3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания.
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 10
Шероховатость отверстия
30462262085.1 Схема электроискровой обработки
Рис.3 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
2 Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 5 сила тока I = 38A емкость конденсаторов C = 317 мкФ
3 Расчет размеров электрода-инструмента
4 Эскиз электрода-инструмента
Рис.4 Эскиз электрода-инструмента
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

ЛАБА 2.doc

1. Наименование и модель станка.
Название станка: токарно-винторезный станок.
Модель станка: 16К20
[pic]Основными узлами станка являются: тумбы 112 станина 2 передняя
бабка 6 продольный суппорт 10 поперечные салазки 7 верх-
ний суппорт 9 четырех позиционный резцедержатель 8 фартук 5 коробка
подач 3 гитара сменных зубчатых колес 4 задняя бабка 1113шпиндель14 3-х
кулачковый самоцентрирующий патрон15 ходовой винт16 фартук
Движущийся узел Название движения Характер движения Размерность
Суппорт Поступательное Продольное ммоб
Шпиндель Вращательное По часовой стрелкеn: обмин
Условия правильной установки резца.
Для установки резца в резцедержателе нужно отвернуть гаечным ключом винты
резцедержателя так чтобы можно было свободно вставить резец. Устанавливают
резец перпендикулярно к продольной оси заготовки. Если резец установлен на
оси центров станка то резец закрепили верно. Затем прочно затягивают резец
Индивидуальное задание №14
12 [pic] прямой 3-х кулачковый
проходной самоцентрирующийся
3 [pic] проходной 3-х кулачковый
упорный резец самоцентрирующийся
4 [pic] проходной 3-х кулачковый
отогнутый самоцентрирующийся
Вывод: в результате работы мы получили знания видов токарных работ
устройства и назначения
токарно-винторезного станка режущего инструмента и приспособлений
применяемых для токарных работ умения выполнять расчеты параметров

ТКМ работа№3 Серёга.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №3
Обработка металлов резанием на вертикально-фрезерных станках
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Наименование и модель станка
Наименование: Универсальный вертикально-фрезерный консольный станок
- станок фрезерной группы
- фрезерный вертикально-консольный станок
- номер (размер) стола
Устройство и назначение вертикально-фрезерного станка
Основными частями и узлами вертикально-фрезерного станка являются: станина 1 фундаментная плита 2 коробка передач 3 консоль 4 поперечные салазки 5 стол 6 шпиндель 7 шпиндельная головка 8 шкала поворота шпиндельной головки 9 коробка скоростей 10 электродвигатель 11.
Рабочие движения на вертикально-фрезерном станке
Размерность движения
Закрепление фрезы в шпинделе станка
Установка цилиндрической насадной фрезы на оправке. Фрезы закрепляют на оправках и в патронах которые в свою очередь различным образом крепят в шпинделе. Положение фрезы на оправке регулируется установочными кольцами. Фреза и оправка связаны шпонкой. Конический хвостовик оправки имеющий внутреннюю резьбу вставляют в аналогичное отверстие шпинделя станка и затягивают болтом. Чтобы оправка не проворачивалась в шпиндель устанавливают сухари которые входят в пазы шпинделя и фланца оправки. Если оправка длинная то другой ее конец поддерживается подвеской установленной на хоботе станка.
Торцовые насадные фрезы можно устанавливать на оправках или непосредственно на шпинделе станка. Фрезу цилиндрическим пояском надевают на шпиндель станка и притягивают винтами. Крутящий момент от шпинделя к фрезе передается шпонкой.
Концевые фрезы с коническим хвостовиком устанавливают в шпиндель станка используя переходные втулки. Концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в патроне который коническим хвостовиком вставляют в шпиндель станка. Фрезу устанавливают в цангу и с помощью гайки закрепляют в корпусе патрона.
Индивидуальное задание
= 144 (мм) – длина фрезерования
B = 83 (мм) – ширина фрезерования
Z = 35 (мм) – припуск
Sz = 002 (ммзуб) – подача
= 100 (ммин) – скорость фрезерования
1. Определение диаметра и количество зубьев фрезы
Учитывая что диаметр фрезы должен быть на 20% больше ширины фрезерования находим: D = 12* B = 1283 = 996 (мм) 100 (мм)
Диаметру фрезы равному 100 мм соответствует количество зубьев фрезы равное z = 6.
2. Определение глубины фрезерования t припуска при черновой обработке Zчер и припуска при чистовой обработке Zчис
При черновой обработке t = 08*Z = 0835 = 28 (мм)
При чистовой обработке t = 02*Z = 0235 = 07 (мм)
3. Определение частоты вращения шпинделя n
n = (1000*)(*D) = (1000100)(314996) = 3198 (обмин)
Принято по станочному значению n = 280 (обмин)
4. Определение минутной подачи Sм
Sм = Szzn = 0026280 = 336 (мммин)
Принято по станочному значению Sм = 315 (мммин)
5. Схема торцевого фрезерования
lefttop 1-обработанная поверхность
-необработанная поверхность
-обрабатываемая поверхность

ТКМ работа№1 Артур.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №1
Механические свойства материалов
Якупов Артур Рустемович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Цель работы оборудование исходные данные
Знание принципов обозначения сталей; освоение методики построения диаграмм растяжения образцов материалов и определение основных механических характеристик сталей.
2.Оборудование и материалы
Штангенциркуль измерительная лупа стальной образец
= 35 мм(начальная длина) d = 69 мм(начальный диаметр)
F = *d24(начальная площадь поперечного сечения)
F = *69 24 F = 3737 мм2
С помощью Штангенциркуля измеряем длину деформированного образца а с помощью измерительной лупы отпечаток шарика в опыте измерения твердости
к = 451мм(конечная длинна)
dк = 39мм(конечный диаметр)
d = 39мм(диаметр отпечатка)
Исходя из данных графика вычисляем
Рпц = 9132 Н(сила при пропорциональности. )
Δпц = 101*1085=1096 мм(удлинение при пропорциональности.)
Рт = 9528 Н(сила при текучести. )
Δт = 135*1085=146 мм(удлинение при текучести.)
Рв = 15646 Н(сила при мах)
Δв = 975*1085=1056 мм(удлинение при мах)
Р = 14523 Н(сила при произвольной точке )
Δ = 523*1085=567 мм(удлинение при произвольной точке)
Рк = 11034 Н(сила при конечной точке )
Δк = 165*1085=179 мм(удлинение при кон. точке)
Расчеты показателей прочности и пластичности для точек
1. Расчёты для точки пропорциональности
пц = Рпц F пц = 92113737 = 251 МПа(предел пропорциональности)
пц =Δ пц *100% пц = 313 % (относительная деформация при пропорциональности)
2. Расчёты для точки текучести
т = РтF т = 95283737 = 25496 МПа(предел текучести)
т = Δ т *100% т = 417 %(относительная деформация при текучести)
3. Расчёты для точки максимума
в = РвF в = 156463737 = 4187 МПа(предел прочности)
в = Δ в *100% в = 3017 %(относительная деформация при мах точки)
4. Расчёты для произвольной точки
= РF = 145233737 = 3886 МПа(нагрузка при произв. точки)
= Δ *100% = 162 %(относительная деформация при произв. точки)
5. Расчёты для конечной точки
к = РкF к =1110343737 = 2952 МПа(нагрузка при конечной точки)
к = Δ к *100% к = 5114 %(относительная деформация при конечной точки
6. Расчёты удлинения и сужения
- относительное удлиннение
– остаточное сужение
= (к- ) *100% = (515-35)35*100% = 5114 %
= (d2- dк2) d2*100% = 6805%
Испытание по методу Бринелля состоит во вдавливании в образец
стального шарика из углеродистой закаленной стали диаметром D
под действием постоянной нагрузки P и измерении диаметра отпечатка. Чис-
ло твердости по Бринеллю HB (Па) определяется по формуле:
где D – диаметр шарика м
d – диаметр отпечатка м
P – величина нагрузки Н
НВ=2*30000*001*(001- 0012- 000532=1257*106Нм=1257 МПа
Эскиз образца до испытания указан на рис.1
Эскиз образца после испытания указан на рис.2
Диаграмма растяжения указана на рис.3
Диаграмма напряжений представлена на рис.4
Схемы измерения твёрдости представлена на рис.5
Получившиеся значения примерно соответствуют марки стали Ст3сп.
Расшифровка марки стали
Ст3сп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества с порядковым номером 3 сталь спокойная (полностью раскисленная ферромарганцем алюминием и феррокремнием).
сталь 65Г- качественная сталь с повышенным содержанием марганца содержит 065% углерода
сталь 18Х2Н4А-высококачественная легированная сталь с содержанием 018% углерода2% хрома4% никеля остальное железо
У10-углеродистая инструментальная сталь с 01% содержанием углерода
Р12- Быстрорежущая сложнолегированная сталь с содержанием около 1% углерода12% вольфрама
Проведя работу я получил знания принципов обозначения сталей и построения графиков. По проведенным расчётам я определил (относительное удлиннение) (остаточное сужение) пц (напряжения) (относительные деформации) относительно точек на графике и по полученным данным выбрал по табличным значениям марку стали
Так же в ходе лабораторной работы обучился расшифровывать марку стали

Sheplyakov Lab 3.doc

1. Наименование и модель станка
Наименование: Вертикально-фрезерная консоль.
– номер группы в которую включены все фрезерные станки.
Т – обозначение означающее то что конструкция
усовершенствовалась по сравнению с предыдущей моделью.
– вертикально-фрезерный консольный станок.
Устройство и назначение вертикально-фрезерного станка модели 6Т10
В вертикально-фрезерном станке ось фрезы расположена в вертикальной
плоскости. Общий вид станка представлен на рис. 1.
Основные части и узлы станка:
– Фундаментная плита
– Поперечные салазки
– Шпиндельная головка
– Шкала поворота шпиндель- ной головки
Рабочие движения на вертикально-фрезерном станке
Движущийся узел Название движения Характер движения Размерность
Шпиндель Главное движение Вращательное Гц
Продольные салазки Продольная подача Прямолинейное мммин
Поперечные салазки Поперечная подача Прямолинейное мммин
Консоль Вертикальное движениеПрямолинейное мммин
Закрепление фрезы в шпинделе станка
Фрезы закрепляют на оправках и в патронах которые в свою очередь различным
образом крепят в шпинделе станка. Положение фрезы на оправке регулируется
установочными кольцами. Конический хвостовик оправки вставляют в
аналогичное отверстие шпинделя станка и затягивают болтом. Торцовые
насадные фрезы можно устанавливать на оправках или непосредственно на
шпинделе станка. Фрезу цилиндрическим пояском надевают на шпиндель станка
и притягивают винтами.
Индивидуальное задание № 6.
= 200 (мм) - длина фрезерования;
В = 56 (мм) - ширина фрезерования;
Z = 28 (мм) – припуск;
Sz = 003 (ммзуб) – подача;
( = 160 (ммин) - скорость фрезерования.
Определение диаметра и количества зубьев фрезы:
D = (B20%100)+B = (5620100)+56 =672 по рекомендациям методички
выбираем значение = 80 (мм)
По данным таблицы 7 методички диаметру 80 мм соответствует количество
Определение глубины фрезерования t припуска при черновой обработке
Zчер и припуска при чистовой обработке Zчис:
t = Z2 = 282 = 14 (мм)
Zчер = Z80%100= 2880100 = 224 (мм)
Zчис = Z20%100= 2820%100 = 056 (мм)
Определение частоты вращения шпинделя n:
n = (1000*()(*D) = (1000160)(314672) = 758265 по рекомендациям
методички выбираем значение = 560 (обмин)
4 Определение минутной подачи Sм:
Sм = SzZn = 0035560 = 84 по рекомендациям методички выбираем
значение = 80 (мммин)
Схема торцевого фрезерования
Длина обрабатываемой поверхности = 200 мм
Ширина обрабатываемой поверхности B = 56 мм
государственный политехнический университет
«Технология конструкционных
Материалов и Материаловедение»
по лабораторной работе №3
Обработка металлов резанием на вертикально-фрезерных станках

ТКМ работа№2 Артур.docx

Санкт – Петербургский
Государственный Политехнический Университет
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №2
Обработка металлов резанием на
Якупов Артур Рустемович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Токарно-винторезный станок. Модель: 16К20
Основные узлы токарно-винторезного станка
Основными узлами станка являются тумбы 112 станина 2 передняя бабка 6 шпиндель 14 продольный суппорт 10 поперечные салазки 7 верхний суппорт 9 четырех позиционный резцедержатель 8 фартук 15 коробка подач 3 гитара сменных зубчатых колес 4 задняя бабка 11механизм быстрого перемещения суппорта 13.
Рабочие движения на токарном станке
Вращательное движение
Поступательное движение
Условия правильной установки резца на станке
Для установки резца в резцедержателе нужно отвернуть гаечным ключом винты резцедержателя так чтобы можно было свободно вставить резец. Устанавливают резец перпендикулярно к продольной оси заготовки. Если резец установлен на оси центров станка то резец закрепили верно. Затем прочно затягивают резец винтами.
Индивидуальное задание
Для поверхности 1 вытачивания отверстия используется сверло. Для поверхности 2 используются проходной расточный резец с движением продольной подачи.
3. Расчёты для наладки станка
3.1. Используемые формулы
n = 1000*(*D) где n-частота вращения обмин
-скорость резания ммин
D-диаметр необработанной поверхности мм
= S*n где -величина подачи в единицу времени мммин
S-величина подачи на оборот ммоб
t = (D-d)2 где t-глубина резания мм
d-диаметр обработанной поверхности мм
3.2. Расчёт для поверхности
n = 1000* (*d) n = 1000*85(3.14*24) = 1128 обмин
S= n S = 581128 = 005 ммоб
Округление до станочных значений
Им соответствует: S = 56 мммин = 844 ммин.
3.4 Процесс наладки станка
Наладкой станка называют подготовку его к выполнению определенной работы по изготовлению детали
-установка заготовки
-закрепление заготовки в патроне
-введение подкладок для подгонки резца по высоте
4 Технологические эскизы обработки заготовки и каждого перехода в отдельности

Подготовка к Лабе6.docx

Характеристики двигателя в режиме холостого хода при U=220B=const
Характеристика двигателя в режиме холостого хода
Рабочие характеристики ДПТ смешанного возбуждения при U=Uном=Iв=I.в.ном=082А=const
Рабочие характеристики двигателя

СВАРКА.docx

государственный политехнический университет
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.
Описание сущности увиденного способа сварки 4
Обшая схема ручной дуговой сварки .5
Назначение ручной дуговой сварки 6
Примеры получаемых деталей 7
Обрабатываемые материалы 8
Преимушества и недостатки 9
Список литературы .11
Сварка технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы металлы с некоторыми неметаллическими материалами керамикой графитом стеклом и др а также пластмассы. Сварка экономически выгодный высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический
процесс широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения. Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений оксидов и адсорбированных на них инородных атомов энергетическая активация поверхностных атомов облегчающая их взаимодействие друг с другом сближение
Я выбрал данную технологию обработки заготовок потому что она обладает рядом преимуществ:простота надёжность и очень высокая точность и по сравнению с другими методами обработки.
Описание сущности увиденного способа сварки
Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные атомы куска металла имеют свободные ненасыщенные связи которые захватывают всякий атом или молекулу приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или говоря проще до соприкосновения поверхностных атомов получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно) без затрат энергии и весьма быстро практически мгновенно.
Обшая схема ручной дуговой сварки
Рис.1 Схема дуговой сварки
Назначение ручной дуговой сварки
Положительным качеством дуговой сварки является ее универсальность.
Особенностью дуговой сварки является возможность различного положения сварного шва в пространстве. От положения сварного шва зависят условия работы сварщика и трудоемкость сварки.
Дуговую электросварку применяют: – для соединения арматурных сеток и плоских каркасов в пространственные блоки и для соединения блоков на месте при их установке в конструкцию; для соединения в сетки или каркасы отдельных заготовленных арматурных стержней; – для стыкования арматурных стержней и закладных деталей при монтаже сборных железобетонных конструкций; – при заготовке арматуры на специализированных предприятиях в случае отсутствия контактных стыковых машин; – с помощью дуговой сварки стыкуются обычно стержни диаметром 10 мм и более. Для сварки каркасов из стержней диаметром до 8 мм электродуговая сварка не применяется вследствие большой трудоемкости процесса и опасности пережога стержней.
Электродуговая сварка на строительной площадке наряду с контактной сваркой в цехе завода является основным способом соединения отдельных арматурных стержней.
Примеры получаемых деталей
Рис2. Детали полученные свариванием
Обрабатываемые материалы
С помощью ручной дуговой сварки как правило свариваются стали: углеродистые обыкновенного качества; углеродистые качественные конструкционные с нормальным и повышенным содержанием марганца; низколегированные ;легированные конструкционные; теплоустойчивые; высоколегированные а также жаростойкие и жаропрочные сплавы.
Рис.3 Процесс ручной дуговой сварки
Преимушества и недостатки
Преимущества ручной дуговой сварки
возможность сварки в любых пространственных положениях;
возможность сварки в местах с ограниченным доступом;
сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;
возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;
простота и транспортабельность сварочного оборудования.
Недостатки ручной дуговой сварки
низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;
качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;
вредные условия процесса сварки.
Сегодня метод ручной дуговой сварки стал одним из самых распространенных методов обработки материалов благодаря простоте и широким возможностям применения данного метода. Именно благодаря этому ручная дуговая сварка сейчас один из широкоприменяемых методов.
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие для ВУЗОВ.Под редакцией М.А. Шатерина

титульный.docx

государственный политехнический университет
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.

БИЛЕТЫ ТКМ.docx

1. Металлы их строение и магнитные превращения. 2. Основные свойства металлов характеристика особенности. 3. Стали общая характеристика классификация влияние углерода на механические свойства стали. 4. Углеродистые стали характеристика применение обозначение. 5. Инструментальные стали характеристика применение обозначение. 6. Легированные стали характеристика применение обозначение. 7. Шероховатость поверхности: характеристика критерии обозначение. 8. Общие сведения о технологическом процессе изготовления деталей; точность и качество поверхности. 9. Стали с особыми свойствами характеристика применение обозначение. 10. Цветные сплавы на основе меди применение обозначение. 11. Чугуны общая характеристика классификация применение обозначение. 12. Цветные сплавы общая характеристика классификация применение обозначение. 13. Термическая обработка металлов общая характеристика применение методы. 14. Методы термической обработки сталей; закалка отжиг отпуск характеристика применение. 15. Методы получения заготовок характеристика особенности пути интенсификации металлургического производства 16. Литейное производство. Литьё в песчано-глинистые формы: технологический процесс характеристика. 17. Технологический процесс получения втулки литьём в песчано-глинистую форму схемы. 18. Специальные методы литья: по выплавляемым моделям в оболочковую форму в кокиль; характеристика применение схемы. 19. Получение заготовок методом ОМД характеристика применение классификация. 20. Прокатка характеристика классификация применение схемы. 21. Прессование волочение характеристика применение схемы. 22. Ковка общая характеристика применение. 23. Ковка характеристика схемы технологических операций. 24. Штамповка общая характеристика применение открытых и закрытых штампов. 25. Холодная штамповка: операции схемы высадки выдавливания. 26. Технологический процесс получения заготовок штамповкой схемы. 27. Сварка общая характеристика сущность общие сведения. 28. Листовая штамповка: операции резки пробивки схемы. 29. Сварка методом оплавления: схема автоматической сварки под флюсом 30. Термомеханическая сварка методы характеристика схемы применение. 31. Диффузионная сварка сущность схемы применение. 32. Технологический процесс обработки заготовок общие сведения классификация понятие о припуске и ЗТВ. 33. Методы обработки заготовок классификация характеристика. 34. Точение схема применение элементы режимов резания. 35. Точение: инструмент и его стойкость силы резания формирование качество обработанной поверхности детали 36. Металлорежущие станки классификация применение обозначение структурная схема станка кинематика. 37. Протягивание характеристика применение схемы резания. 38. Сверление зенкерование развёртывание. Элементы режимов резания схемы применение. 39. Фрезерование характеристика применение элементы режимов резания схемы фрезерования. 40. Зубонарезание методом обкатки характеристика применение схемы. 41. Зубонарезание методом копирования характеристика применение схема инструмент. 42. Шлифование: характеристика инструмент элементы режимов резания схемы. 43. Шлифование поверхностей (плоских цилиндрических) особенности схемы. 44. Методы отделочной обработки заготовок характеристика классификация применение схемы. 45. ЭЛФХО: общая характеристика особенности классификация. 46. ЭИСО: физическая сущность характеристика параметры импульса; схемы. 47. Физический механизм возникновения электрического разряда; зависимость U=f() параметры импульсов схемы. 48. Схемы электроискровой обработки различных поверхностей профилированными и непрофилированными ЭИ. Особенности вырезания сложных поверхностей. 49. ЭХО: сущность характеристика классификация.50. ЭХО: параметры схемы. 51. Ультразвуковая обработка. Сущность параметры схемы применение. 52. Комбинированные методы обработки заготовок. Сущность схемы применение.

ТКМ 4.docx

Государственный политехнический университет
По Лабораторной работе № 4
Обработка на электроискровом станке
Преподаватель: Павлова В.А
Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Чертеж обрабатываемой детали
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель назначение мощность достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости обработанных поверхностей основные части станка.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Условие электроискрового прошивания
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлетродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Результаты экспериментов
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V м3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания.
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 6
Шероховатость отверстия
1 Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 1 сила тока I = 2A емкость конденсаторов C = 45 мкФ
Расчет размеров электрода-инструмента
4 Эскиз электрода-инструмента
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

ткм1.docx

государственный политехнический университет
ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ КЛАССИФИКАКЦИЯ
СТАЛЕЙ И ИХ СВОЙСТВА
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.
Цель работы: знание принципов обозначения сталей; освоение методики построения диаграмм растяжения образцов материалов и определение основных механических характеристик сталей.
Приборы: лупа с линейкой образец стали штангенциркуль график растяжения образца.
Получить от преподавателя образец испытанный на разрыв и соответствующую диаграмму растяжения Рi = f (Δli) с исходными данными.
Найти по диаграмме численные значения усилий: Рпц Р02 Рв.
По формулам 2 4 и 5 рассчитать пц02 в.
Дополнительно произвести расчет в трех точках
Измерить длину рабочей части образца после испытания и диаметр шейки dш.
Рассчитать показатели пластичности 5 по формулам 67.
Построить диаграмму в координатах напряжение (
i=PiF0 МПа) и относительная деформация (i=Δlil0 ·100 %) используя значение пц 02 в и дополнительные значения i в двух - трех точках.
Измерить твердость этого образца на приборе Бринелля. Диаметр отпечатка определяют как среднее арифметическое по измерению в двух вза-
имно перпендикулярных направлениях.
По полученным значениям 02 в 5 НВ выбрать по таблице 2
соответствующий материал и расшифровать марку стали.
Получение образца и изучение диаграммы:
Образец до испытаний-рис.1 После испытаний-рис.2
(доп.расчёт:Fo=*d024 :Fo=38465мм)
Дополнительные расчеты:
Измерение длины рабочей части об-
разца после испытания и диаметра шейки dш:
Расчет показателей пластичности 5 :
Построить диаграмму в координатах напряжение ( i=PiF0 МПа) и
относительная деформация (i=Δlil0 ·100 %) используя значение пц 02 в
и дополнительные значения
i в двух - трех точках(графики)
Измерим твердость этого образца на приборе Бринелля. Диаметр
отпечатка определяем как среднее арифметическое по измерению в двух вза-
HB=2PDD-D2-dвыемки2=2044726 МПа
(схема испытаний на рисунке 3)
По полученным значениям 02 в 5 НВ выбираем по таблице 2
соответствующий материал и расшифровать марку стали:
Рис. 1. Образец для испытаний на растяжение
Рис. 2. Диаграмма нагрузка - абсолютная деформация
Рис. 3. Схема испытаний по методу Бринелля

ТКМ работа№2 Серега.docx

Санкт – Петербургский
Государственный Политехнический Университет
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №2
Обработка металлов резанием на
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Токарно-винторезный станок. Модель: 16К20
Основные узлы токарно-винторезного станка
Основными узлами станка являются тумбы 112 станина 2 передняя бабка 6 шпиндель 14 продольный суппорт 10 поперечные салазки 7 верхний суппорт 9 четырех позиционный резцедержатель 8 фартук 15 коробка подач 3 гитара сменных зубчатых колес 4 задняя бабка 11механизм быстрого перемещения суппорта 13.
Рабочие движения на токарном станке
Вращательное движение
Поступательное движение
Условия правильной установки резца на станке
Для установки резца в резцедержателе нужно отвернуть гаечным ключом винты резцедержателя так чтобы можно было свободно вставить резец. Устанавливают резец перпендикулярно к продольной оси заготовки. Если резец установлен на оси центров станка то резец закрепили верно. Затем прочно затягивают резец винтами.
Индивидуальное задание (Вариант №22)
Для обтачивания поверхности 1 и 2 (наружных цилиндрических) применяют прямой проходной или отогнутый проходной резец а для поверхности 3 (отверстия) применяют сверло.
3. Расчёты для наладки станка
3.1. Используемые формулы
n = 1000*(*D) где n - частота вращения обмин
- скорость резания ммин
D - диаметр необработанной поверхности мм
S = S*n где S - величина подачи в единицу времени мммин
S - величина подачи на оборот мммин
t = (D-d)2 где t - глубина резания мм
d - диаметр обработанной поверхности мм
3.2. Расчёт для поверхности
n = 1000* (*d) n = 1000*75(3.14*40) = 597 (обмин)
S = Sn S = 25597 = 004 (ммоб)
t = (d-d)2 t = (40-38)2 = 1 (мм)
Округление до станочных значений
n = 560 (обмин) S = 004 (мммин)
3.4 Процесс наладки станка
-установка заготовки
-закрепление заготовки в патроне
-введение подкладок для подгонки резца по высоте
4 Технологические эскизы обработки заготовки и каждого перехода в отдельности

на печать.docx

Характеристики трансформатора при U1HOM=220B;cos2=1;f=50 Гц
Результаты вычислений
Коэффициент трансформации
Изменение напряжения на зажимах трансформатора
u=U20-U2U20100%=7.299%
Опыт холостого хода трансформатора
cos0= P0U1* I0=0303030303
Ток холостого хода в процентах от номинального
Мощность потерь холостого хода в процентах от полной мощности трансформатора
P0%=P0SHoM100%=3604%
Опыт короткого замыкания трансформатора
ZK=UKIK=1.9777778 Ом
XK=Zk2-Rk2=1.310274 Ом
Напряжение короткого замыкания
Uк.=I1HOM*ZKU1HOM100%=4494949 %
Активная составляющая
Uк.а.=I1HOM*RKU1HOM100%=3367 %
Реактивная составляющая
Uк.р.=I1HOM*XKU1HOM100%=2977 %
Мощность Рк=I1ном2*RK=3703704 Вт
Расчёт характеристик трансформатора по данным опытов холостого хода и коротокого замыкания
При U1=U1HOM=220 B и cos2 =1
Графики 12 Характеристика холостого хода трансформатора

1,1 13.cdw

Razryv (1).docx

1. Цель работы материалы и измерительный инструмент
Знание принципов обозначения сталей; освоение мето-
дики построения диаграмм растяжения образцов материалов и определение
основных механических характеристик сталей.
2 Измерительные приборы
Предел измерения 300мм цена деления 1мм.
Измерительная лупа Бринелля
Предел измерения 15 мм цена деления 005 мм.
Образец стали испытанный на разрыв
Соответствующая диаграмма растяжения
3852355918002.2 После разрыва
4 Диаграмма растяжений
4.1 Расчёты для оси ΔL (растяжения)
М: Ld Nкл = 14.7 мм 26 кл = 057 ( мм кл)
ΔLaкл = ΔLa M = 0 мм 057 = 0 (кл)
ΔLbкл = ΔLa M = 0.8 мм 057 = 1.4 (кл)
ΔLcкл = ΔLa M = 7.2 мм 057 = 12.63 (кл)
ΔLdкл = ΔLa M = 14.7 мм 057 = 25.8 (кл)
4.2 Расчёты для оси P (сила)
М: Pc Nкл = 15800 Н 34 кл = 465 ( Н кл)
Paкл = Pa М = 9000 Н 465 Нкл = 19.35 (кл)
Pbкл = Pb М = 9800 Н 465 Нкл = 21.07 (кл)
Pcкл = Pc М = 15800 Н 465 Нкл = 34 (кл)
Pdкл = Pd М = 11800 Н 465 Нкл = 25.4 (кл)
Расчет показателей прочности и пластичности
Расчёт показателей прочности
Предел пропорциональности
пц = Pпц F0 = 4·Pпц (·d02) = 4·9000 Н (3.14·6.95мм2) = 237.4 МПа
= P0 F0 = 4·P0 (·d0) = 4·9800 Н (3.14·6.95мм2) = 258.5 МПа
в = Pmax F0 = 4·15800 Н (3.14·48.3·10-6) = 416.7 МПа
Расчет показателей пластичности
Относительное удлинение
= (Lв-L0) L0·100% = (49.5 мм – 35.3 мм)35.3 мм ·100%= 0.406·100% =
Относительное остаточное сужение
= (F0-Fк) F0 ·100% = (3.79·10-5м2 – 1.96·10-5м2) 3.79·10-5м2·100% = 0.482·100% = 48.2%
Диаграмма напряжений
1 Расчёты для оси E(относительного растяжения)
Ea = ΔLa L0·100% = 0 мм 35.3 мм · 100% = 0 %
Eb = ΔLс L0·100% = 0.8 мм 35.3 мм · 100% = 2.2 %
Ec = ΔLк L0·100% = 7.2 мм 35.3 мм · 100% = 20.3 %
Ed = ΔLd L0·100% = 14.7 мм 35.3 мм · 100% = 41.6 %
М: Ed Nкл = 41.6% 26 кл = 1.6(% кл)
Eaкл = Ea Nклa = 0 % 1.6 % кл = 0(кл)
Ebкл = Eb Nклb = 2.2 % 1.6 % кл = 1.375 (кл)
Ескл = Ec Nклc = 20.3 % 1.6 % кл = 12.6875 (кл)
Еdкл = Ed Nклd = 41.6 % 1.6 % кл = 26 (кл)
2 Расчёты для оси (напряжения)
a = Pa F0 = 4·Pa (·d02) = 4·9000 Н (3.14·6.95мм2) = 237.4 Мпа
b = Pb F0 = 4·Pb (·d0) = 4·9800 Н (3.14·6.95мм2) = 258.5 Мпа
c = Pc F0 =4·Pc (·d0) = 4·15800 Н (3.14·6.95мм2) = 416.7 Мпа
d = Pd F0 =4·Pd (·d0) = 4·11800 Н (3.14·6.95мм2) = 311.2Мпа
М: Pc Nкл = 416.7 Мпа 34 кл = 12.26 (Мпа кл)
aкл = a M = 237.4 Мпа 12.26 Мпа кл = 19.36 (кл)
bкл = b M = 258.5 Мпа 12.26 Мпа кл = 21.1 (кл)
cкл = c M = 416.7 Мпа 12.26 Мпа кл = 34 (кл)
dкл = d M = 311.2 Мпа 12.26 Мпа кл = 25.4 (кл)
Схема измерения твердости
HB=PF=2·PD(D-√(D2-d2))=2·30000Н314·001м(001м-√(0012-000452) = =19108 Н107·10-5м2=17862 МПа
6791516510Полученные результатыСвойства стали 20
НВ = 1786 МПаНВ=1630-2070МПа
По полученным результатам можно предположить что данный образец был сделан из стали 20.
Сталь 20 – сталь содержит 02% углерода остальное железо и примеси.
Индивидуальное задание №1
Ст3сп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества 3 химический состав спокойная.
Сталь 45 – сталь конструкционная углеродистая качественная содержит 045% углерода остальное железо и примеси.
Сталь 9Х5ВФ – сталь инструментальная легированная содержит 09% углерода 05% хрома 1% ванадия.
Сталь У8 – сталь инструментальная легированная содержит 08% углерода остальное железо и примеси.
Сталь Р6М5 – сталь инструментальная быстрорежущая содержит 1% углерода 6% вольфрама 5%молибдена.
После выполнения работы можно сделать вывод о том как вычислять механические свойства сталей (Пределы текучести и прочности относительные удлинение и остаточное сужение и твердость) при помощи диаграммы растяжения а также как с помощью этих свойств определить материал и расшифровать марку стали.

титульный (2).docx

государственный политехнический университет
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ НА ВЕРТИКАЛЬНО-
Студент: Усольцев И.Ю.
Преподаватель : Павлова В.А.

ткм 1.frw

ТКМ 4колян.docx

Государственный политехнический университет
По Лабораторной работе № 4
Обработка на электроискровом станке
Преподаватель: Павлова В.А
Цель работы: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 183 и определение точности размеров отверстий после электроискрового прошивания.
Чертеж обрабатываемой детали
Техническая характеристика электроискрового станка 183: модель назначение мощность достижимые квалитеты точности и параметры шероховатости обработанных поверхностей основные части станка.
Рис.1 Электроискровой станок модели 183
Устройство электроискрового прошивочного станка модели 183 приведено на рис. 1. Все механизмы приводы и система управления станком размещены на стойке 2 которая закреплена на основании 1. По направляющим стойки перемещаются вертикальные салазки3 на которых закреплена рама с ванной 4. Обрабатываемая заготовка находится на столе установленном на неподвижном кронштейне изолированном от него. Установочные движения электрода инструмента 6 осуществляются с помощью рукояток. Управление станком производится с пульта. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается приводом подачи 7.
Условие электроискрового прошивания
Условия электроискрового прошивания отверстия на станке модели 183
Межэлетродный зазор б мм
Шероховатость поверхности
Расчетный диаметр Dэи мм
Диаметр отверстия D мм
Результаты экспериментов
Результаты эксперимента
Диаметры отверстий после обработки D мм
Объем удаленного металла V м3
Производительность Пv мм3мин
Заключение о годности
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания.
«Выбрать режим и рассчитать размеры электрода инструмента»
Индивидуальное задание № 6
Шероховатость отверстия
1 Схема электроискровой обработки Рис.2
Рис. 2 Схема Электроискровой обработки
– электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Данным из таблицы 9 соответствует: Номер режима работы электроискрового станка – 1 сила тока I = 2A емкость конденсаторов C = 45 мкФ
Расчет размеров электрода-инструмента
4 Эскиз электрода-инструмента
После проделывания данной работы я ознакомился с общим устройством электроискрового станка модели 183. Так же я ознакомился с основными способами обработки заготовок на электроискровом станке.

ТКМ.работа№1.Серёга.docx

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
По лабораторной работе №1
Механические свойства материалов
Шергин Сергей Михайлович
Принял: профессор Барон Юрий Михайлович
Цель работы оборудование исходные данные
Знание принципов обозначения сталей; освоение методики построения диаграмм растяжения образцов материалов и определение основных механических характеристик сталей.
2.Оборудование и материалы
Штангенциркуль измерительная лупа стальной образец
= 35 мм (начальная длина) d = 68 мм (начальный диаметр)
F = *d24 (начальная площадь поперечного сечения)
F = *69 24 = 3737 мм2
Проводим измерения Штангенциркулем измеряя конечную длину образца. Измерительной лупой меряем отпечаток шарика для проведения опыта измерения твёрдости материала.
Измерения проводим несколько раз и находим среднее значение чтобы получить более точные значения.
к1 = 45 мм; к2 = 451 мм; к3 = 452 мм; к = 13 (к1+ к2+ к3) = 45 (мм)
dк1 = 385 мм; dк2 = 395 мм; dк3 = 39 мм; dк1 = 13(dк1+ dк1+ dк1) = 39 (мм)
d1 = 54 мм; d2 = 52 мм; d3 = 53 мм; d = 13(d1+ d2+ d3) = 53 мм
Итак к = 451мм (конечная длина) dк = 39 мм (конечный диаметр)
d = 39 мм (диаметр отпечатка)
Для снятия значений с графика рассчитываем масштаб для удлинения ln = lк- ln
где n – количество делений в миллиметрах. lк- ln = 451-35148 = 0068 (ммдел) масштаб для мощности равен 1мм = 100 Н
Теперь с диаграммы растяжения представленной на рис.3 снимаем значения для Рi и i по выбранному масштабу.
Рпц = 9100 Н (сила при пропорциональности)
Δпц = 068 мм (удлинение при пропорциональности)
Рт = 9750 Н (сила при текучести)
Δт = 096 мм (удлинение при текучести)
Рв = 14200 Н (сила при мах)
Δв = 68 мм (удлинение при мах)
Р1 = 2400 Н (сила при дополнительной точке – 1)
Δ1 = 02 мм (удлинение при дополнительной точке – 1)
Рк = 10600 Н (сила при конечной точке )
Δк = 1105 мм (удлинение при конечной точке)
Р2 = 9900 Н (сила при дополнительной точке – 2)
= 17 мм (удлинение при дополнительной точке – 2)
Р3 = 12000 Н (сила при дополнительной точке – 3)
= 34 мм (удлинение при дополнительной точке – 3)
Расчеты показателей прочности и пластичности для точек
1. Расчёты для точки пропорциональности
пц = Рпц F пц = 91003737 = 2435 МПа (предел пропорциональности)
пц = Δпц *100% пц = 194 % (относительная деформация при пропорциональности)
2. Расчёты для точки текучести
т = РтF т = 97503737 = 2609 МПа (предел текучести)
т = Δт *100% т = 274 % (относительная деформация при текучести)
3. Расчёты для точки максимума
в = РвF в = 142003737 = 37998 МПа (предел прочности)
в = Δв *100% в = 194 % (относительная деформация при мах точки)
4. Расчёты для произвольной точки
= РF 1 = 24003737 = 642 МПа (нагрузка при произвольной точки)
= Δ1 *100% 1 = 057 % (относительная деформация при произвольной точки)
5. Расчёты для конечной точки
к = РкF к =106003737 = 2836 МПа (нагрузка при конечной точки)
к = Δк *100% к = 3157 % (относительная деформация при конечной точки)
6. Расчёт для дополнительной точки
= Р2F 2 = 99003737 = 2649 МПа (нагрузка при дополнительной точки)
= Δ2 *100% 2 = 486 %
7. Расчёт для дополнительной точки
= Р3F 3 =120003737 = 3211 МПа (нагрузка при дополнительной точки)
По получившимся значениям строим диаграмму напряжений: i(i) – рис.4
8. Расчёты удлинения и сужения
- относительное удлиннение
– остаточное сужение
= (к- ) *100% = (51-35)35*100% = 457 %
где к – длина рабочей части образца после испытаний
= (d2- dк2) d2*100% = 6805%
Испытание по методу Бринелля состоит во вдавливании в образец
стального шарика из углеродистой закаленной стали диаметром D
под действием постоянной нагрузки P и измерении диаметра отпечатка. Чис-
ло твердости по Бринеллю HB (Па) определяется по формуле:
где D – диаметр шарика м
d – диаметр отпечатка м
P – величина нагрузки Н
НВ=2*30000*001*(001- 0012- 000532=1257*106 Нм2=1257 МПа
Эскиз образца до испытания указан на рис.1
Эскиз образца после испытания указан на рис.2
Диаграмма растяжения указана на рис.3
Диаграмма напряжений представлена на рис.4
Схемы измерения твёрдости представлена на рис.5
Выбор марки стали по полученным механическим свойствам и её расшифровка
Получившиеся значения примерно соответствуют марки стали Ст3сп.
Ст3сп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества с порядковым номером 3 сталь спокойная (полностью раскисленная ферромарганцем алюминием и феррокремнием).
Расшифровка соответствующих марок сталей по индивидуальному заданию
Ст4сп сталь 30X сталь 18ХГТ У11 Р12М3Ф2К8
Ст4сп - сталь конструкционная углеродистая обыкновенногокачества. Сп – сталь спокойная с порядковым номером 4(полностью раскисленная ферромарганцем алюминием и феррокремнием)
Сталь 30Х - конструкционная легированнаястальс содержаниемуглерода 030% (C) и с повышенным содержанием хрома:08-15% (Cr)
Сталь 18ХГТ - Сталь конструкционная легированная
Сталь 18ХГТ содержит: 0188 % углерода (С) 1 % хрома (Сr) 1 % марганца(Mn) 1 % титана (Ti) остальное железо (Fe) и примеси.
У11 - Сталь инструментальная углеродистая.
Содержит: 11 % углерода (С) остальное железо (Fe)
Р12М3Ф2К8 – быстрорежущая инструментальная сталь.
Содержит 1 % углерода (С) 12 % вольфрама (W) 3 % молибдена (Мо) 2 % ванадия (V) 8 % кобальта (Со) остальное железо (Fe) и примеси.

ref.doc

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Технология конструкционных материалов
Лабораторная работа №
«Назначение и устройство
электроискрового станка модели 57М»
Студент Баймуратов И.З.
Преподаватель Барон Ю.М.
Название станка: электроискровой станок.
Назначение станка: получение полостей и отверстий в заготовках из
материалов проводящих электрический ток.
Потребляемая мощность в зависимости от режима работы: от 150 Вт до 950 Вт.
Точность получаемых размеров на станке соответствует 8-10 квалитету.
Наименьшая высота неровностей обрабатываемых поверхностей по параметру Ra
не превышает 125 мкм.
Цель эксперимента: знание назначения и устройства электроискрового
станка модели 57М технологии прошивания отверстий достижимой точности и
шероховатости получаемых поверхностей; умение рассчитывать технологические
характеристики электроискрового прошивания отверстий.
Содержание эксперимента: провести электроискровое прошивание
отверстий в заготовке измерить размеры и шероховатость обрабатываемых
поверхностей рассчитать технико-экономические характеристики процесса.
Условия проведения эксперемента

Elektro iskrovye stanki.doc

Санкт-Петербургский государственный политехнический
Кафедра Технологииконструкционных
материалови Материаловедения
Отчёт по лабораторной работе №4
ОБРАБОТКА СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА
ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ СТАНКЕ
Принял: Преподаватель ТКМ
Барон Юрий Михайлович
Чертеж обрабатываемой детали
Техническая характеристика электроискрового станка 183
Назначение: Электроискровой станок модели 183 предназначен для
получения полостей и отверстий в заготовках из токопроводящих
материалов а так же можно выполнять операции разрезания прорезания
пазов и другие. Максимальные размеры обрабатываемых на данном станке
заготовок: высота - 140 мм; ширина - 450 мм; длина - 680 мм.
Точность выполненных размеров деталей достигает 6 9 квалитета
шероховатость обработанной поверхности Rz = 10 20 мкм.
Основные части станка:
Вертикальные салазки
Стол на неподвижном кронштейне(для закрепления заготовки)
Пульт(для управления станком)
Условия электроискрового прошивания
Результаты экспериментов
Номер формулировка и исходные данные индивидуального задания
Индивидуальное задание: “Выбрать режим и рассчитать размеры элек-трода-

подг.docx

Опытные данные для определения рабочих характеристик асинхронного двигателя при U1=240 B и f1=50 Гц
Рабочие характеристики асинхронного двигателя при U1=240 B и f1=50 Гц
Пример расчёта для 2-ой строки:
Графики 12 Рабочие характеристики асинхронного двигателя

ТКМ.реферат.ультрозвуковая обработка.rtf

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ
Технология конструкционных
материалов и материаловедения
Реферат на тему: «Ультразвуковой
гр. №10222 Агеева Е.В
Современная технология механической
обработки конструкционных материалов
достигла больших успехов а
выпускаемые промышленностью
металлорежущие станки - высокой
степени совершенства и высокой
производительности что позволяет с
успехом решать различные задачи
выдвигаемые бурным процессом развития
Однако развитие техники привело к
появлению новых материалов
механическая обработка которых
традиционными способами затруднена. К
ним относятся прежде всего такие
материалы с высокой твердостью как
вольфрамосодержащие и титанокарбидные
сплавы алмаз рубин лейкосапфир
закаленные стали магнитные сплавы из
редкоземельных элементов термокорунд
и др. Из традиционных способов при
обработке таких материалов
применяется только шлифование.
Обработка другой группы материалов
таких как германий кремний ферриты
керамика стекло кварц
полудрагоценные и поделочные минералы
и материалы затруднена их очень
большой хрупкостью. Такие материалы не
выдерживают усилий возникающих при
традиционной механической обработке.
Поскольку именно перечисленные выше
материалы во многом определяют
прогресс техники возникает
необходимость эффективно обрабатывать
детали из подобных "необрабатываемых
традиционными способами" материалов.
Для решения проблемы обработки
сверхтвердых и хрупких материалов
разработаны и внедрены в практику
специальные способы обработки:
алмазосодержащим вращающимся
инструментом электрохимический
электроэрозионный электронно-лучевой
Все перечисленные способы обработки
характеризуются очень высокой
экологической опасностью и
энергоемкостью процесса.
Способ ультразвуковой обработки
начал применяться в промышленности уже
в начале шестидесятых годов. С его
помощью удалось существенно упростить
и ускорить технологию изготовления
фасонных деталей из твердых и хрупких
материалов. Так например в сотни раз
повысилась производительность
вырезания пластин любой формы из
различных керамик полупроводниковых
материалов появилась возможность
выполнять отверстия любой формы
упростилась технология изготовления
матриц и пунсонов из твердых сплавов
Принцип работы ультразвуковой
Процесс работы ультразвуковой
установки заключается в следующем. В
зону между обрабатываемой заготовкой и
вибрирующим пуансоном (инструментом)
который очень близко подходит но не
касается обрабатываемой заготовки
поступает абразивный порошок
находящийся в жидкости во взвешенном
состоянии. От воздействия вибратора
(преобразователя) абразивные зерна с
большой силой ударяются о заготовку и с
большой скоростью выбирают из нее
частицы материала. Одновременно
пуансон постепенно опускается в
выдолбленное таким способом
пространство и процесс продолжается до
образования требуемого отверстия.
Рис. 7.24.Универсальный настольный
прошивочный ультразвуковой станок
Универсальный настольный
модели 4770 изображен на рис. 7.24.
Стол 2 станка перемещается в
горизонтальной плоскости по
направляющим. Ходовые винты снабжены
лимбами с ценой деления 002 мм. Ползун 5
перемещается по шариковым
направляющим станины 1 вручную с
помощью реечной передачи z1—z2 или
механически от регулируемого
двухфазного асинхронного
электродвигателя 8 через редуктор z3z4 и
реечную передачу. Электродвигатель
работает на заторможенном режиме
развивая крутящий момент в
соответствии с силой подачи
инструмента. Ползун вместе с
укрепленной на нем головкой
уравновешен грузом 11 подвешенным на
ленте 10 намотанной на барабан 9 валика
привода ручной передачи. Для плавности
хода ползуна имеется масляный демпфер
цилиндр 4 которого крепится к корпусу
каретки 7 а шток 6 — к ползуну.
Основным узлом станка является
акустическая головка 3 которая
сообщает инструменту колебательное
движение. В головке применен
двухстержневой никелевый
магнитострикционный вибратор
Преимущества и недостатки
ультразвуковой обработки
Преимущества ультразвукового (УЗ)
способа обработки перед другими
заключаются в возможности
обрабатывать непроводящие и
непрозрачные материалы а также в
отсутствии после обработки остаточных
напряжений приводящих при
использовании других способов к
образованию трещин на обрабатываемой
поверхности. Ультразвуковым способом
эффективно обрабатываются такие
хрупкие материалы как агат алебастр
алмаз гипс германий гранит графит
карбид бора кварц керамика корунд
кремний мрамор нефрит перламутр
рубин сапфир стекло твердые сплавы
термокорунд фарфор фаянс ферриты
хрусталь яшма и многие другие.
Однако уже в первых работах по
промышленному применению был выявлен
основной недостаток ультразвукового
способа обработки - существенное
уменьшение производительности
процесса по мере увеличения глубины
обработки. При увеличении боковой
поверхности рабочего инструмента
контактирующей с обрабатываемым
материалом амплитуда колебаний
инструмента уменьшается вследствие
трения а уменьшение амплитуды
производительности. Уменьшение
скорости обработки с увеличением
глубины ухудшением условий подачи
свежего абразива в зону обработки и
удаления продуктов обработки.
Экспериментально установлено что при
отсутствии подачи свежего абразива
имеющийся разрушается так что за 05 06
секунд размеры частиц уменьшаются в