2053

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Конструкционные материалы и специальные технологии»

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Методические указания и контрольные задания по дисциплинам «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов заочной формы обучения механических направлений

и специальностей

Составители: В.В. Акимов, М.Я. Швец, А.Ф. Мишуров, М.С. Корытов

Омск

СибАДИ

2012

УДК 621.73 ББК 34.623

Рецензент – д.т.н., проф. Певнев Н.Г.

Методические указания и контрольные задания по дисциплинам «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов очной и заочной форм обучения для технических специальностей и направлений факультетов «Автомобильный транспорт», « Нефтегазовая и строительная техника», Автомобильные дороги и мосты», в соответствии требованиями ФГОС ВПО.

Технология конструкционных материалов: методические указания и кон-

трольные задания по дисциплинам «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов заочной формы обучения механических направлений и специальностей / В.В. Акимов, М.Я. Швец, А.Ф. Мишуров, М.С. Корытов. – Омск: СибАДИ, 2012. 24 с.

Приводятся основные вопросы курса технологии конструкционных материалов, указаны главные моменты, на которые следует обратить внимание студентам заочной формы обучения при изучении данной дисциплины. Приведены варианты заданий к контрольным работам.

Табл. 1. Ил. 30. Библиогр.: 6 назв.

© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2012

Введение

Студенты заочной формы обучения по указанию преподавателя должны выполнить контрольное задание по дисциплине «Технология конструкционных материалов». При этом изучается цикл горячей обработки металлов, куда входят разделы литейного производства, обработки металлов давлением и сварочного производства.

1. Методические указания по выполнению контрольного задания

Первый вопрос относится к разделу «Литейное производство». При ответе на него необходимо разобрать технологию изготовления литейной песчаной формы. В том числе, необходимо: а) по чертежу детали разработать чертеж отливки и на нем показать линию разъема модели, припуски на обработку, усадку, галтели, формовочные уклоны, литниковую систему; б) дать эскиз собранной и подготовленной к заливке формы; в) изложить вопросы механизации литейных процессов.

Второй вопрос относится к обработке металлов давлением (ОМД). Необходимо изложить основные требования к нагреву металлов перед ОМД: температуры нагрева, а также начала и конца обработки. Обратить внимание на основные дефекты металла, дать понятия полосчатой структуры, перегрева и пережога металла. Дать ответ на вопрос: как предотвратить появление дефектов. Дать понятия наклепа и рекристаллизации при ОМД. Изучить методы свободной ковки, горячей и холодной объемной штамповки, листовой штамповки, области их применения.

Третий вопрос относится к сварочному производству. Необходимо выполнить анализ различных видов сварки, как основного технологического процесса получения неразъемных соединений. Особое внимание следует уделить термическим способам сварки, обеспечивающим экономию металла, т.к. при этом, главным образом, соединения выполняются встык. Не менее важное значение имеют термомеханические способы и главные из них – точечная, шовная и стыковая контактная сварка. В контрольном задании необходимо дать письменные ответы на поставленные вопросы. Ответ должен быть кратким, но точным и по существу. Материалы, требующие графического оформления, выполняются в виде схем и эскизов. На страницах текста должны быть оставлены поля для замечаний рецензента.

Страницы должны быть пронумерованы, а на эскизы и рисунки должны быть даны в тексте ссылки. В конце выполненного контрольного задания необходимо привести список использованной литературы [1-6], дату выполнения и подпись исполнителя.

3

Задания на контрольную работу каждому студенту назначается индивидуально. Варианты задания выбираются по последним двум цифрам шифра зачетной книжки согласно таблице выбора вариантов. Например: для шифра зачетной книжки Аз-12-59 для выполнения контрольной работы из таблицы необходимо взять вопросы № 2, № 15 и № 30 по литейному производству, ОМД и сварочному производству соответственно.

2.Вопросы к контрольной работе

2.1.Литейное производство

1.По эскизу детали (рис. 1) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскизы модели, и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.

2.По эскизу детали (рис. 2) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскизы модели и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.

3.По эскизу детали (рис. 3) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскизы модели и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.

4.По эскизу детали (рис. 4) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскизы модели и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки.

5.По эскизу детали (рис. 5) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскиз собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.

6.По эскизу детали (рис. 6) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскиз собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.

7.По эскизу детали (рис. 7) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскиз собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.

8.По эскизу детали (рис. 8) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскиз собранной литейной формы (в

4

разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.

9.По эскизу детали (рис. 9) разработайте эскиз отливки с модельнолитейными указаниями, приведите эскиз собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.

10.По эскизу детали (рис. 10) разработайте эскиз отливки с модель- но-литейными указаниями, приведите эскиз собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки.

2.2.Обработка металлов давлением

11.По эскизу детали (рис. 11) разработайте процесс ее изготовления методом ковки на паровоздушном ковочном молоте. При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса ковки и указать область ее применения; 2) привести схему молота и описать его работу; 3) установить температурный интервал ковки и вид нагревательного устройства; 4) составить чертеж поковки и определить ее массу (объем); 5) привести эскизы переходов ковки и применяемого инструмента; 6) с учетом технологических отходов определить длину исходной заготовки и указать способ ее получения; 7) описать механизацию процесса ковки.

12.По эскизу готовой детали (рис. 12) разработайте процесс ее изготовления методом ковки на паровоздушном ковочном молоте. При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса ковки и указать, область ее применения; 2) привести схему пресса и описать его работу; 3) установить температурный интервал ковки и вид нагревательного устройства; 4) составить чертеж поковки, привести эскизы переходов ковки и применяемого инструмента; 5) с учетом технологических отходов определить длину исходной заготовки и указать способ ее получения; 6) описать механизацию процесса ковки.

13.По эскизу готовой детали (рис. 13) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом объемной штамповки на паровоздушном молоте. При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса горячей объемной штамповки и указать область ее применения; 2) привести схему молота и описать его работу; 3) установить температурный интервал штамповки и способ нагрева заготовки; 4) составить чертеж поковки и определить ее массу (объем); 5) с учетом технологических отходов определить объем и длину заготовки; 6) выбрать переходы штамповки и привести эскиз инструмента; 7) перечислить операции технологического процесса, необходимые для получения поковки, которые выполняются в кузнечном цехе; 8) описать механизацию процесса штамповки.

5

14.По эскизу готовой детали (рис. 14) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом горячей объемной штамповки на паровоздушном молоте. При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса горячей объемной штамповки и указать область ее применения; 2) привести схему молота и описать его работу; 3) установить температурный интервал штамповки и способ нагрева заготовки; 4) составить чертеж поковки и определить ее массу (объем); 5) с учетом технологических отходов определить объем и длину заготовки; 6) выбрать переходы штамповки и привести эскиз инструмента; 7) перечислить операции технологического процесса, необходимые для получения поковки, которые выполняются в кузнечном цехе; 8) описать механизацию процесса штамповки.

15.По эскизу детали (рис. 15) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом объемной штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП). При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса горячей объемной штамповки и указать область ее применения; 2) привести кинематическую схему КГШП и описать работу; 3) установить температурный интервал штамповки и способ нагрева заготовки; 4) составить чертеж поковки и определить ее массу (объем);

5)с учетом технологических отходов определить объем и длину заготовки;

6)выбрать переходы штамповки и привести эскиз инструмента; 7) перечислить операции технологического процесса, необходимые для получения поковки, которые выполняются в кузнечном цехе; 8) описать механизацию процесса штамповки.

16.По эскизу детали (рис. 16) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом объемной штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП). При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса горячей объемной штамповки и указать область ее применения; 2) привести кинематическую схему КГШП и описать работу; 3) установить температурный интервал штамповки и способ нагрева заготовки; 4) составить чертеж поковки и определить ее массу (объем);

5)с учетом технологических отходов определить объем и длину заготовки;

6)выбрать переходы штамповки и привести эскиз инструмента; 7) перечислить операции технологического процесса, необходимые для получения поковки, которые выполняются в кузнечном цехе; 8) описать механизацию процесса штамповки.

17.По эскизу детали (рис. 17) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом объемной штамповки на горизонталь- но-ковочной машине (ГКМ). При выполнении работы следует: 1) описать сущность процесса горячей объемной штамповки и указать область ее применения; 2) привести схему ГКМ и описать работу; 3) установить температурный интервал штамповки и способ нагрева заготовки; 4) составить чертеж поковки и определить ее массу (объем); 5) с учетом технологических отходов определить объем и длину заготовки; 6) выбрать переходы штам-

6

повки и привести эскиз инструмента; 7) перечислить операции технологического процесса, необходимые для получения поковки, которые выполняются в кузнечном цехе; 8) описать механизацию процесса штамповки.

18.По эскизу детали (рис. 18) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом холодной листовой штамповки. При выполнении работы следует: 1) установить технологические операции, необходимые для получения заданной детали; 2) определить размеры заготовки; установить вид исходного материала (лента или полоса); привести схему раскроя и определить коэффициент использования материала; 3) произвести необходимые технологические расчеты: определить технологические зазоры между пуансоном и матрицей при вырубке и пробивке, определить коэффициенты вытяжки, наименьший радиус гибки и сделать вывод; 4) выбрать штамп и указать последовательность выполняемых на нем операций; привести схему штампа и описать работу; 5) установить способ подачи исходного материала в штамп; 6) определить усилия на операциях; 7) указать штамповочное оборудование.

19.По эскизу детали (рис. 19) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом холодной листовой штамповки. При выполнении работы следует: 1) установить технологические операции, необходимые для получения заданной детали; 2) определить размеры заготовки; установить вид исходного материала (лента или полоса); привести схему раскроя и определить коэффициент использования материала; 3) произвести необходимые технологические расчеты: определить технологические зазоры между пуансоном и матрицей при вырубке и пробивке, определить коэффициенты вытяжки, наименьший радиус гибки и сделать вывод; 4) выбрать штамп и указать последовательность выполняемых на нем операций; привести схему штампа и описать работу; 5) установить способ подачи исходного материала в штамп; 6) определить усилия на операциях; 7) указать штамповочное оборудование.

20.По эскизу детали (рис. 20) разработайте схему технологического процесса ее изготовления методом холодной листовой штамповки. При выполнении работы следует: 1) установить технологические операции, необходимые для получения заданной детали; 2) определить размеры заготовки; установить вид исходного материала (лента или полоса); привести схему раскроя и определить коэффициент использования материала; 3) произвести необходимые технологические расчеты: определить технологические зазоры между пуансоном и матрицей при вырубке и пробивке, определить коэффициенты вытяжки, наименьший радиус гибки и сделать вывод; 4) выбрать штамп и указать последовательность выполняемых на нем операций; привести схему штампа и описать работу; 5) установить способ подачи исходного материала в штамп; 6) определить усилия на операциях; 7) указать штамповочное оборудование.

7

2.3.Сварочное производство

21.Приведите схему и опишите сущность процесса ручной электродуговой сварки толстопокрытыми электродами. Укажите назначение покрытия. Разработайте процесс сварки резервуара из Ст3 (рис. 21). Производство – мелкосерийное. Укажите тип соединения, форму кромок под сварку и дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Подберите марку и диаметр электрода, определите режим сварки. Укажите методы контроля качества сварного шва.

22.Приведите схему и опишите сущность процесса автоматической сварки под слоем флюса. Укажите назначение флюса и флюсовой подушки. Разработайте процесс сварки резервуара из Ст3 (рис. 22). Производство

–крупносерийное. Укажите тип соединения и форму кромок под сварку. Дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Подберите режим сварки. Укажите методы контроля качества сварного шва.

23.Приведите схему автоматической сварки в среде аргона плавящимся электродом и опишите сущность процесса. Укажите особенности и достоинства сварки в среде защитных газов. Разработайте процесс сварки сосуда (рис. 23) из стали ОХ18Н10Т. Укажите тип соединения и форму кромок под сварку. Дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Выберите марку и диаметр электродной проволоки. Подберите режим сварки. Укажите вылет электрода, род тока и полярность. Укажите методы контроля качества сварного шва.

24.Приведите схему и опишите сущность процесса автоматической сварки в среде углекислого газа. Укажите особенности и достоинства сварки в углекислом газе. Разработайте процесс сварки коробчатой балки из Ст3 (рис. 24). Укажите тип соединения и форму кромок под сварку. Дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Выберите марку и диаметр электродной проволоки. Подберите режим сварки. Укажите вылет электрода, род тока и полярность. Укажите методы контроля качества сварного шва.

25.Приведите схему и опишите сущность процесса полуавтоматической сварки в среде углекислого газа. Укажите особенности и достоинства сварки в углекислом газе. Разработайте процесс сварки двутавровой балки из Ст3 (рис. 25). Шов прерывистый l/t=100/200. Укажите тип соединения и форму кромок под сварку. Дайте эскиз сечения шва с указанием его размеров. Выберите марку, и диаметр электродной проволоки. Подберите режим сварки. Укажите вылет электрода, род тока и полярность. Укажите методы контроля качества сварного шва.

26.Приведите схему и опишите сущность процесса контактной точечной сварки. Начертите и опишите цикл точечной сварки. Объясните, за счет чего металл ядра в месте контакта заготовок доводится до жидкопластического состояния. Разработайте процесс сварки панели из Ст3 (рис. 26). Шаг точек t=5dt. Производство массовое. Укажите подготовку загото-

8

вок под сварку. По толщине свариваемых заготовок выберите тип машины и приведите ее технические данные. Рассчитайте площадь контактной поверхности электрода. По значениям j(A/мм2) и p(MH/м2) определите сварочный ток и усилие, приложенное на электродах. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.

27.Приведите схему и опишите сущность процесса контактной шовной электросварки. Начертите и опишите цикл роликовой сварки. Объясните, за счет чего металл ядра в месте контакта заготовок доводится до жидкопластического состояния. Разработайте процесс сварки бензобака из Ст3 (рис. 27). Производство – массовое. Укажите подготовку заготовок под сварку. По толщине свариваемых заготовок выберите тип машины и приведите ее технические данные. Рассчитайте площадь контактной по-

верхности электрода (для случая отсутствия вращения ролика). По значениям j(A/мм2) и p(MH/м2) определите сварочный ток и усилие, приложенное на роликах. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.

28.Приведите схему и опишите сущность процесса контактной стыковой электросварки сопротивлением. Начертите и опишите цикл стыковой сварки сопротивлением. Объясните, почему в месте контакта заготовок выделяется наибольшая тепловая энергия. Разработайте процесс сварки стержней из Ст3 (рис. 28). Производство – крупносерийное. Укажите подготовку заготовок под сварку. По площади сечения свариваемых заго-

товок выберите тип машины и приведите ее технические данные. По значениям j(A/мм2) и p(MH/м2) определите сварочный ток и усилие осадки. Подсчитайте установочную длину. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.

29.Приведите схему и опишите сущность процесса контактной стыковой электросварки оплавлением. Начертите и опишите цикл стыковой сварки оплавлением. Объясните, за счет чего происходит процесс сварки труб из Ст3 (рис. 29). Производство – массовое. Укажите подготовку заго-

товок под сварку. По площади сечения свариваемых заготовок выберите тип машины и приведите ее технические данные. По значениям j(A/мм2) и p(MH/м2) определите сварочный ток и усилие осадки. Определите припуск на оплавление, осадку изделия. Укажите возможные дефекты и причины их возникновения.

30.Приведите схему ацетилено-кислородного пламени и опишите его строение. Укажите особенности сварки меди. Разработайте процесс сварки обечайки (рис. 30) из меди марки М3р. Производство – штучное. Определите характер пламени газовой горелки и ее мощность. Выберите марку, и диаметр присадочной проволоки. Укажите состав флюса и способ сварки (левый или правый). Укажите методы контроля качества сварного шва.

9