Техпроцессы
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Филиал в г. Кыштыме
Кафедра «Технология обработки материалов»
621(07) П58
А.В. Попова
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИЕ
Методические указания по изучению дисциплины
Под редакцией Д.В. Ардашева
Челябинск Издательский центр ЮУрГУ
2013
УДК 621.002.2(076.5) П58
Одобрено учебно-методической комиссией филиала ЮУрГУ в г. Кыштыме
Рецензент докт. техн наук, проф. П.П. Переверзев
Попова, А.В.
П58 Технологические процессы в машиностроении: методические указания по изучению дисциплины / А.В. Попова; под ред. Д.В. Ардашева. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. – 33 с.
В данных методических указаниях приведены: перечень и краткое содержание лекционного курса, лабораторных работ по дисциплине «Технологические процессы в машиностроении», рекомендации по выполнению курсовой работы, список рекомендуемой литературы.
Методические указания предназначены для студентов очной и заочной формы обучения по направлению 151900.62 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» по профилю «Технология машиностроения».
УДК 621.002.2(075.8)
© Издательский центр ЮУрГУ, 2013
3
Оглавление
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. Содержание лекционного курса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. Содержание лабораторных работ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3. Рекомендации по выполнению курсовой работы. . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4. Рекомендуемая литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Приложения Приложение А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Приложение Б. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Приложение В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Приложение Г. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Приложение Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Приложение Ж. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Приложение З. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4
Введение
Технологические процессы в машиностроении как учебная дисциплина связана с изучением методов создания изделий из современных материалов на современном оборудовании и в заданных производственных условиях. Целью изучения дисциплины «Технологические процессы в машиностроении» является получение будущими специалистами знаний о современных способах получения материалов, их классификации, а также способах обработки получаемых из них заготовок.
Задачами изучения дисциплины «Технологические процессы в машиностроении» являются:
–сбор и анализ исходных информационных данных для проектирования технологический процессов изготовления машиностроительной продукции, средств технологического оснащения, автоматизации и управления;
–участие в разработке обобщенных вариантов решения проблем, связанных
смашиностроительными производствами, выбор на основе анализа вариантов оптимального, прогнозирование последствий решения;
–участие в разработке проектов изделий машиностроения с учетом механических, технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров;
–использование современных информационных технологий при проектировании машиностроительных изделий, производств;
–выбор средств автоматизации технологических процессов и машиностроительных производств;
–освоение на практике и совершенствование технологий, систем и средств машиностроительных производств;
–участие в разработке и внедрении оптимальных технологий изготовления машиностроительных изделий;
–участие в мероприятиях по эффективному использованию материалов, оборудования инструментов, технологической оснастки, средств автоматизации, алгоритмов и программ выбора и расчетов параметров технологических процессов; выбор материалов и оборудования и других средств технологического
оснащения и автоматизации для реализации производственных и технологических процессов;
–использование современных информационных технологий при изготовлении машиностроительной продукции;
–участие в организации процесса разработки и производства машиностроительных изделий, средств технологического оснащения и автоматизации производственных и технологических процессов;
–участие в организации выбора технологий, средств технологического оснащения, автоматизации, вычислительной техники для реализации процессов проектирования, изготовления, технологического диагностирования и программных испытаний изделий машиностроительных производств;
5
–изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта в области разработки, эксплуатации, реорганизации машиностроительных производств;
–участие в работах по моделированию продукции и объектов машиностроительных производств с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного проектирования;
–участие в проведении экспериментов по заданным методикам, обработке и анализе результатов, описании выполняемых научных исследований, подготовке данных для составления научных обзоров и публикаций;
–участие в работах по составлению научных отчетов, внедрении результатов исследований и разработок в практику машиностроительных производств.
1. Содержание лекционного курса
Тема 1: Свойство металлов и сплавов, применяемых в машиностроении
Краткое содержание: кристаллическое строение металлов и сплавов; кристаллизация сплавов; свойства металлов и сплавов; диаграмма состояния, влияния примесей на свойства железоуглеродистых сплавов; классификация сталей и чугунов и их маркировка; цветные металлы и их сплавы.
Тема 2: Производство черных и цветных металлов
Краткое содержание: структура металлургического производства и его продукция; материалы, применяемые для производства металлов и сплавов; производства чугуна (материалы, применяемые в доменном производстве и их подготовка к плавке, выплавка чугуна); производство стали (сущность процесса, схема современных технологических процессов производства стали, производство стали в мартеновских печах, в кислородных конвертерах, в электропечах, разливка стали, кристаллизация и строении стальных слитков, способы повышения качества стали); производство цветных металлов (производство меди, алюминия, магния, титана и др.).
Тема 3: Обработка металлов давлением
Краткое содержание: общая характеристика и физико-механические основы обработки металлов давлением (сущность обработки металлов давлением, влияния обработки давлением на структуры и свойства металлов, классификация процессов обработки металлов давлением); изготовлением машиностроительных профилей (виды машиностроительных профилей; производство прокатных, прессованных профилей, волочение профилей, производство гнутых профилей); изготовление поковок деталей (виды поковок, ковка, горячая штамповка, ротационные способы изготовления поковок, структура технологического процесса горячей объемной штамповки, жидкая штамповка, холодная объемная штамповка); изготовления деталей из листа (штампуемые из листа детали, операции листовой штамповки, инструмент и оборудование для листовой штамповки).
6
Тема 4: Литейное производство
Краткое содержание: общая характеристика литейного производства (сущность литейного производства классификация литых заготовок, литейная форма и ее элементы, основные свойства литейной формы); физические основы производства отливок (классификация литейных сплавов, литейные свойства сплавов, процессы взаимодействия литейной формы с расплавов); изготовления отливок в песчаных формах (сущность литья в песчаные формы, модельные комплект, формовочные и стержневые смеси, литниковые системы, изготовления литейных форм, изготовления стержней, сборка и заливка литейных форм, охлаждение и выбивка, очистка отливок); изготовление отливок специальными способами литья (изготовления отливок в оболочковых форм, изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям); изготовление отливок специальными способами литья (изготовление отливок в кокилях, изготовления отливок литьем под давлением, изготовление отливок под регулируемым давлением, изготовления отливок центробежным литьем, изготовления непрерывным литьем, выбор рационального способа изготовления отливок).
Тема 5: Сварочное производство
Краткое содержание: физические основы получения сварного соединения; дуговая сварка плавлением (сущность процесса, электрические и тепловые свойства дуги, источники сварочного тока, ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом, дуговая сварка в защитных газа, плазменная сварка); электрошлаковая сварка; лучевые способы сварки (электронно-лучевая сварка, лазерная сварка); газовая сварка и термическая резка; сварка давлением (холодная сварка, контактная сварка, контактная стыковая сварка, контактная точечная сварка, контактная шовная сварка, оборудования для контактной сварки, сварка трением, сварка взрывом, диффузионная сварка); нанесение износостойких и жаропрочных покрытий (наплавка, металлизация и газотермическое напыление); пайка металлов и сплавов (сущность процесса и материалы для пайки, способы пайки); контроль сварных и паяных соединений (дефекты в сварных и паяных соединениях, методы контроля); технологичность сварных соединений.
Тема 6: Механическая обработка заготовок деталей машин Краткое содержание: физико-механические основы обработки
конструкционных материалов резанием (классификация движений в металлорежущих станках, схемы обработки резанием, методы формообразования поверхностей деталей машин, режим резания, геометрия срезаемого слоя, шероховатость поверхности, геометрические параметры режущего инструмента, физическая сущность процесса резания, теплота и температура в процессе резания, физическая сущность процесса изнашивания лезвийного режущего инструмента, вибрации в процессе резания, качество и производительность процесса обработки); инструментальные материалы (свойства инструментальных материалов, инструментальные стали, твердые сплавы, абразивные и алмазные материалы).
7
Продолжение краткого содержания темы 6: металлорежущие станки
(классификация металлорежущих станков, кинематика металлорежущих станков, приводы металлорежущих станков); обработка заготовок на станках токарной группы (характеристика метода точения, типы станков токарной группы, режущий инструмент и технологическая оснастка токарных станков, обработка заготовок на токарных станках, автоматах, современных станках с ЧПУ); обработка заготовок на станках сверлильно-расточной группы (характеристика метода сверления, типы сверлильных станков, режущий инструмент и технологическая оснастка сверлильных станков, схемы обработки заготовок на сверлильных станках, характеристика метода растачивания, типы расточных станков, режущий инструмент и технологическая оснастка расточных станков, схемы обработки заготовок на расточных станках); обработка заготовок на станках срогально-протяжной группы (характеристика метода строгания, типы строгальных станков, режущий инструмент и схемы обработки на строгальных и долбежных станках, характеристика метода протягивания, типы протяжных станков, режущий инструмент и схемы обработки на протяжных станках); обработка на станках фрезерной группы (характеристика метода фрезерования, типы фрезерных станков, типы фрез и технологическая оснастка фрезерных станков, схемы обработки заготовок на фрезерных станках); обработка заготовок на зубообрабатывающих станках (типы зубообрабатывающих станков, режущий инструмент для нарезания зубчатых колес по методу обката, схемы нарезания зубчатых колес); обработка заготовок на шлифовальных станках (характеристика метода шлифования, режимы резания, силы резания, основные схемы шлифования, абразивные инструменты, износ и правка, испытания и балансировка шлифовального круга, обработка заготовка на круглошлифовальных, плоскошлифовальных, внутришлифовальных, бесцентрово-шлифовальных станках); методы отделочной обработки поверхностей (отделочная обработка со снятием стружки, отделка поверхностей чистовыми резцами и шлифовальными кругами, полирование заготовок абразивно-жидкостная отделка, притирка поверхностей, хонингование, суперфиниш).
Тема 7: Электрофизические и электрохимические методы обработки Краткое содержание: характеристика электрофизических и
электрохимических методов обработки, электроэрозионная обработка, электрохимическая методы обработки, электрохимические методы обработки ,анодно-механическая обработка, химические методы обработки, ультразвуковая обработка, лучевые методы обработки, плазменная обработка.
2. Содержание лабораторных работ
Лабораторная работа № 1
Тема: Измерение деталей с помощью микрометрического и штангенинструмента
8
Цель работы: Изучение штангенинструментов и микрометрических инструментов и приобретение навыков определения ими размеров деталей.
Контрольные вопросы: 1) Назовите основные элементы устройства штангенциркуля. 2) Как определить целое количество миллиметров на штангенциркуле? 3) Как определить десятые доли миллиметра на штангенциркуле? 4) Назовите основные элементы устройства микрометра? 5) Для каких целей используется шкала на барабане? 6) Что такое квалитет точности? 7) Сколько существует квалитетов точности? 8) Что характеризует допуск на размер? 9) Как связан допуск на размер с квалитетом точности? 10) Расшифруйте обозначение h8.
Лабораторная работа №2
Тема: Исследование технологических свойств конструкционных материалов
Цель работы: Изучить основные технологические свойства конструкционных материалов и методы их определения.
Контрольные вопросы: 1) Что такое технологические свойства конструкционных материалов? 2) Какие вы знаете литейные свойства? 3) Приведите примеры литейных сплавов. 4) Что такое жидкотекучесть и от чего она зависит? 5) В каких случаях применяется спиральная, а в каких U-образная проба на жидкотекучесть? 6) Что такое технологическая пластичность? 7) Какие факторы определяют технологическую пластичность сталей? 8) Какие испытания проводятся для определения технологической пластичности материалов? 9) Какие стали (по содержанию углерода) обладают высокой пластичностью? 10) В чем сущность испытания на осадку? 11) В каких случаях проводится испытание на осадку? 12) В чем сущность испытания на перегиб? 13) Почему машиностроительные чугуны не поддаютcя обработке металлов давлением? 14) Что такое обрабатываемость резанием? 15) В чем сущность испытания на обрабатываемость резанием.
Лабораторная работа № 3
Тема: Основные операции обработки металлов давлением Цель работы: Ознакомиться с основными операциями, применяемыми при
обработке металлов давлением.
Контрольные вопросы: 1) Перечислите основные способы ОМД. 2) При какой температуре осуществляется горячая обработка металлов давлением? 3) При каких способах обработки давлением используется операция осадка? 4) В каких случаях применяется свободная ковка, а в каких штамповка? 5) Какой деформирующий инструмент применяется при штамповке и свободной ковке? 6) На каком оборудовании осуществляется свободная ковка? 7) На каком оборудовании осуществляется штамповка? 8) Какой деформирующий инструмент применяется при прокатке? 9) На каком оборудовании осуществляется прокатка? 10) Какие преимущества имеет деформированный металл перед литым?
9
Лабораторная работа № 4
Тема: Исследование процессов получения заготовок различными способами литья
Цель работы: Ознакомиться с технологией получения отливок различными способами.
Контрольные вопросы: 1) Что такое модель и каково ее назначение? 2) Какие преимущества и недостатки литья в песчано-глинистые формы? 3) Когда используется литье в песчано-глинистые формы? 4) Из чего сделана модель и литейная форма для литья по выплавляемым моделям? 5) Перечислите последовательность изготовления литейной формы для литья по выплавляемым моделям? 6) Каковы преимущества и недостатки литья по выплавляемым моделям? 7) Из чего сделана модель и литейная форма для литья в оболочковые формы? 8) Перечислите последовательность изготовления литейной формы для литья в оболочковые формы? 9) Что такое кокиль? 10) Какие преимущества и недостатки литья в кокиль? 11) Каковы особенности литья центробежным способом?
Лабораторная работа № 5
Тема: Изучение процесса ручной дуговой сварки Цель работы: 1) Изучить сущность способа ручной дуговой сварки
плавящимся электродом, применяемое оборудование, марки сварочных электродов, типы сварных соединений, формы разделок кромок деталей, технику ручной дуговой сварки и области ее применения; 2) Освоить технологию ручной дуговой сварки плавящимся электродом.
Контрольные вопросы: 1) Каково назначение покрытия сварочного электрода? 2) Какие источники питания применяются для ручной дуговой сварки? 3) Назовите типы сварных соединений. 4) От чего зависит тип разделки кромок? 5) Назовите типы разделки кромок. 6) Как выбирается диаметр электрода? 7) От каких параметров зависит величина сварочного тока? 8) Назовите дефекты сварных швов и причины их возникновения. 9) Из каких элементов состоит сварочный пост? 10) Назовите основные мероприятия по технике безопасности при выполнении сварочных работ.
Лабораторная работа № 6
Тема: Обработка заготовок на токарных станках Цель работы: 1) Изучить назначение и расположение основных узлов и
органов управления токарного станка. 2) Ознакомиться с инструментом, применяемым при токарной обработке и его назначением. 3) Изучить способы обработки поверхностей вращения.
Контрольные вопросы: 1) Какие поверхности можно обработать на токарном станке? 2) Какая точность и шероховатость поверхности могут быть получены при обработке на токарных станках? 3) Основные узлы и механизмы станка, их назначение. 4) Органы управления станком и их расположение. 5) Порядок наладки станка при обработке поверхностей вращения. 6) Данные, необходимые для наладки станка. 7) Как определить режим резания при обработке детали на токарном станке?
10