- •С.П. Шатило,. М.С. Бахарев, с.В.Кучеров, г.Ф. Бабюк методическое руководство
- •Технология конструкционных материалов Нижневартовск 2004
- •Предисловие
- •Лабораторная работа № 1 Анализ фазовых равновесий в системе железо-углерод
- •1. Основные теоретические представления
- •2. Анализ диаграммы состояния железо-цементит
- •Исходные данные для анализа процесса кристаллизации железоуглеродистых сплавов в равновесных условиях
- •6. Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 2 Влияние холодной пластической деформации и рекристаллизации на структуру и свойства металлов и сплавов
- •1. Основные теоретические представления
- •1.1. Влияние холодной пластической деформации на структуру и свойства металлов.
- •1.2. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •2. Порядок выполнения работы
- •2.1. Вариант 1 - Создание холодной пластической деформации катодом сжатия на прессе ип-500.
- •Влияние степени холодной пластической деформации на твердость исследуемого материала
- •Влияние нагрева на твердость материала после холодной пластической
- •2.2. Вариант II - Создание холодной пластической деформации на приборе Бринелля.
- •Влияние степени холодной пластической деформации на твердость малоуглеродистой стали
- •Влияние температуры отжига на твердость холоднодеформированной малоуглеродистой стали
- •3. Требования к отчету.
- •5. Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 3 Обработка металлов давлением
- •1. Основные теоретические представления
- •Подготовка машины к испытаниям и порядок работы
- •2. Порядок выполнения работы
- •Размеры исходной заготовки и расчетные данные по режиму осадки
- •Результаты, полученные после осадки по режиму, предусмотренному в таблице 1
- •3. Содержание отчета
- •2. Методика выполнения работы
- •3.Содержание отчета
- •1.Основные теоретические представления
- •1.1.Выбор способа формовки и поверхности разъема формы
- •1.2. Разработка чертежа отливки
- •3. Составление чертежа модели
- •4.Составление чертежа стержневого ящика
- •5. Выбор типа и определение размеров литниковой системы
- •6. Определение размеров опок
- •7. Составление чертежа «форма в сборе»
- •8. Оформление работы
- •9. Рекомендуемый библиографический список
- •Приложение Эскизы деталей к заданию по теме « Технология изготовления литейной формы»
- •Лабораторная работа № 6 Определение режима ручной дуговой сварки
- •Сущность ручной дуговой сварки
- •Задание по лабораторной работе
- •Методика расчета режима ручной дуговой сварки
- •2. Рассчитать силу сварочного тока.
- •3. Определить массу наплавленного металла.
- •5. Определить основное время на сварку по формуле
- •5.Подсчитать количество электроэнергии, идущей на сварку:
- •Лабораторная работа № 7 Микроструктура сварных соединенийнизкоуглеродистой стали Цель работы
- •1. Основные теоретические представления
- •2. Микроструктурный анализ сварных соединений низкоуглеродистой стали
- •3. Методика выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 8 Контактная точечная сварка
- •Основные теоретические представления
- •Точечная сварка, физическая сущность процесса (рис. 1)
- •1.1. Свариваемость различных металлов и сплавов
- •1.2. Оборудование для контактной сварке
- •1.3. Аппаратура управления машинами
- •1.4. Электроды контактных машин
- •2. Технология контактной сварки
- •Технические характеристики универсальных машин для точечной сварки
- •Технические характеристики подвесных машин для точечной сварки
- •Технические характеристики точечных машин постоянного тока и конденсаторных
- •Технические характеристики регуляторов цикла точечной и рельефной сварки
- •Технические характеристики тиристорных контакторов
- •Технические характеристики сплавов для электродов контактных машин
- •Электроды прямые для контактных точечных машин (гост 14111 -77)
- •С увеличением числа одновременно свариваемых заготовок снижается качество сварного соединения. В связи с этим в ответственных конструкциях рекомендуется одновременно сваривать не более двух заготовок.
- •Режимы точечной сварки углеродистых сталей
- •Режимы точечной сварки коррозионно-стойких сталей
- •Режимы точечной сварки высокопрочных алюминиевых сплавов на конденсаторных машинах
- •Режимы одноимпульсной рельефной сварки тонколистовой низкоуглеродистой стали
- •Дефекты точечной и шовной сварки
- •5. Порядок проведения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •2. Задание по лабораторной работе
- •Индивидуальные задания для расчета
- •Методика расчета режима автоматической сварки под флюсом
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 10 Восстановление деталей электродуговой металлизацией
- •Основные теоретические представления об электродуговой металлизации
- •3. Необходимое оборудование, инструменты и материалы
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Указания по охране труда
- •6. Содержание отчета
- •7. Контрольные вопросы
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 11 Определение прочности электрометаллизационных покрытий на плоских и цилиндрических деталях
- •1.Основные теоретические представления
- •2. Необходимое оборудование, инструменты и материалы
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Примеры определения прочности металлического покрытия на плоской детали
- •4. 1 . Пример 1
- •4.2. Пример 2.
- •5. Примеры определения прочности металлических покрытий на наружной поверхности цилиндрической детали
- •5.1. Пример
- •6. Содержание отчета
- •7. Контрольные вопросы
- •Характеристики шероховатости обрабатываемой поверхности
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 12 Восстановление изношенных деталей вибродуговой наплавкой
- •1.Основные теоретические представления
- •Расчет параметров режима вибродуговой наплавки
- •2. Контрольные вопросы
- •1Об.Шп → об.Реечн.Колеса,
- •Цепь главного движения
- •Цепь продольных подач
- •Цепь поперечных подач
- •Набор сменных шестерен для нарезки метрической резьбы
- •1.2. Расчет рациональных режимов резания
- •Точность и качество поверхности при обтачивании наружных цилиндрических поверхностей
- •Подачи при черновом наружном точении резцами с пластинами из твердого сплава и быстрорежущей стали
- •Подачи, мм/об, при чистовом точении
- •Значения коэффициента и показателей степени в формулах скорости резания
- •Коэффициент , учитывающий качество обрабатываемого материала при обработке стали быстрорежущими резцами
- •Коэффициент , учитывающий качество обрабатываемого материала твердосплавными резцами
- •Коэффициент , учитывающий качество материала при обработке медных и алюминиевых сплавов
- •Коэффициент , учитывающий влияние поверхности заготовки
- •Коэффициент , учитывающий влияние инструментального материала
- •Режимы резания при тонком точении
- •Режимы резания при точении закаленной стали резцами с пластинами из твердого сплава
- •Значения коэффициента Ср и показателей степени в формулах силы резания при наружном точении
- •Коэффициент , для стали, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала
- •Коэффициент , учитывающий качество обрабатываемого материала при обработке медных и алюминиевых сплавов и чугуна
- •1.3. Пример расчета рациональных режимов резания
- •Коэффициенты Кφр, Кγр, Кλр, Кrp учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента
- •5. Определяем действительную скорость главного движения резания,
- •6. Определяем мощность, затрачиваемую на резание,
- •9. Определяем тангенциальную силу резания,
- •10. Определяем мощность, затрачиваемую на резание,
- •11. Определяем основное время (мин),
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Индивидуальное задание
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 14 Устройство токарно-винторезного станка
- •1. Основные теоретические представления
- •2.Определение основных паспортных данных станка
- •5. Механизмы главного движения
- •6. Механизмы движения подачи
- •3. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 Геометрия режущего инструмента Цель работы
- •Основные теоретические представления
- •1.1. Токарный проходной резец
- •1.1.1. Поверхности резания
- •Элементы токарного проходного резца
- •Координатные плоскости для определения углов
- •Углы токарного резца
- •1.1.5. Измерение углов токарного резца
- •2.1. Спиральное сверло
- •2.1.1. Элементы и углы спирального сверла
- •2.2.1.Определение углов спирального сверла
- •3.1. Цилиндрическая фреза
- •3.1.1. Элементы и геометрия цилиндрической фрезы
- •3.2.1. Измерение углов цилиндрической фрезы.
- •Приложение
- •1.2.. Определение углов и размеров токарного проходного резца
- •1.3. Материалы для изготовления режущих инструментов
- •Лабораторная работа № 17 Обработка металлов резанием
- •1.Основные теоретические представления
- •Общие сведения по механической обработке деталей машин
- •2. Содержание задания на реферат и порядок его оформления
- •3. Рекомендуемый библиографический список
- •Приложение
- •Основные виды и способы пайки
- •Материалы для пайки
- •Типы паяных соединений
- •Краткое описание источника нагрева, припоя и флюса, применяемых для пайки образцов
- •Последовательность подготовки и пайки образцов
- •Определение прочности паяного соединения
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Требования к отчету
- •4. Контрольные вопросы
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 19
- •Классификация и технологические свойства пластмасс.
- •Технология получения изделий из пластмасс
- •Физико-механические свойства пластмасс
- •Оборудование и приборы
- •Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
- •5 Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 20 "Изнашивание полимеров при трении скольжения" Цель работы
- •Основные теоретические представления.
- •2. Порядок выполнения лабораторной работы.
- •2.1. Приборы, принадлежности, образцы
- •2.2. Сборка и установка узла трения
- •2.3. Работа установки
- •3.4. Обработка результатов измерений
- •3. Контрольные вопросы
- •4. Рекомендуемый библиографический список
- •Содержание отчета
- •Приложения
- •Лабораторная работа № 21
- •3. Основные теоретические представления
- •4. Основные схемы обработки и элементы рехима резания при шлифовании
- •5. Устройство круглошлифовального станка.
- •6. Устройство плоскошлифовального станка
- •7. Определение некоторых паспортных данных круглошлифовального станка
- •8. Определение некоторых паспортных данных плоскошлифовального станка
- •9.Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
- •Варианты заданий для расшифровки маркировки шлифовального круга
- •10. Режимы резания при шлифовании
- •10.1 Выбор шлифовального круга
- •10.2 Припуски на обработку
- •10.3. Расчет режима резания при круглом шлифовании с продольной подачей
- •10.4 Определение основного времени при круглом шлифовании
- •10.5 Расчет режима резания при плоском шлифовании периферией круга
- •10.6. Определение основного времени при плоском шлифовании
- •10.7. Пример расчета режима резания и основного времени при круглом шлифовании
- •10.8. Пример расчета режима резания и основного времени при плоском шлифовании
- •11. Содержание отчета
- •12. Контрольные вопросы
- •13. Рекомендуемый библиографический список
- •Лабораторная работа № 22 "Определение смазочной способности индустриальных масел" Цель работы
- •1. Основные теоретические представления
- •2. Приспособления, приборы, материалы
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Рекомендуемый библиографический список
- •Оглавление
2. Контрольные вопросы
l. Ha чем базируются технологические преимущества вибродуговой наплавки?
2.Для какой цели применяется охлаждающая эмульсия?
3.Для чего необходимо перекрытие наплавляемых валиков?
4. Как выбирают наплавочный материал?
Рекомендуемый библиографический список
1. Дальский А Л. и др. Технология конструкционных; материалов.II.: Машиностроение, 1992.- 448 с.
2. Кудинов B.B., Бобров Г .В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование М.: Металлургия, 1992.
3. Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы, М. Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998г. 589с.
4. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, М ,Высшая школа, 2002г. 636 с.
Лабораторная работа № 13
Расчет рациональных режимов резания на токарно-винторезном станке модели ТВ-320
Цель работы
1. Изучить устройство и кинематику токарно-винторезного станка модели ТВ-320.
2. Выбрать рациональные режимы резания, исходя из возможностей станка и инструмента.
Оборудование, материалы: Токарно-винторезный станок модели ТВ-320; Принадлежности к станку; Токарные резцы; Заготовки.
Основные теоретические представления
1.1. Устройство и кинематическая схема токарно-винторезного станка модели ТВ-320.
Универсальный токарно-винторезный станок модели ТВ-320 предназначен для обработки деталей, имеющих форму тел вращения, а также для нарезания резцом метрической резьбы. Техническая характеристика станка приведена в табл.1.
Основные узлы и органы управления станком показаны на рис. 1.
Станина станка (II) - чугунная, служит для соединения всех основных узлов и частей станка. В верхней части станины находятся направляющие, из них две призматические симметричные усиленные служат для перемещения суппорта с резцедержателем (III) и фартуком (V), две другие направляющие - малая призматическая и плоская служат для направления задней бабки (IV). На ней смонтированы передняя бабка (I), коробка подач (VIII), ходовой вал (VI) и ходовой винт (VII). Передняя бабка используется для установки шпинделя (IX). С левого торца станины на оси укреплен промежуточный блок шестерен, передающий движение от передней бабки к коробке подач.
Станина крепится к двум пустотелым чугунным ножкам - стойкам. В левой стойке смонтирована коробка скоростей и в отдельной нише - электрощит. С задней стороны левой стойки на подвесе установлен электродвигатель с защитным кожухом, переднее окно левой стойки закрыто дверкой. В правой стойке установлены полочки для инструмента и приспособлений.
Таблица 1
Техническая характеристика станка модели ТВ-320
Высота центров над станиной, мм
|
155
|
Наибольшее расстояние между центрами, мм
|
500
|
Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над верхней частью суппорта, мм |
170 |
Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над станиной, мм |
320
|
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм
|
25
|
Наибольшая длина обтачивания, мм
|
500
|
Количество скоростей шпинделя
|
18
|
Пределы чисел оборотов шпинделя в мин.
|
36-2000
|
Количество продольных подач
|
16
|
Пределы продольных подач, мм/об
|
0,03-0,49
|
Количество поперечных подач
|
16
|
Пределы поперечных подач, мм/об
|
0.012-0,18
|
Число нарезаемых метрических резьб
|
19 |
Пределы нарезаемых метрических резьб, мм: наименьший шаг наибольший шаг |
0,25 5 |
Наибольшие размеры державки или резца, мм
|
20х30
|
Электродвигатель главного движения: мощность, квт число оборотов, об/мин |
3 1430
|
Коэффициент полезного действия привода |
0,8
|
Передняя бабка станка представляет собой чугунную отливку. В передней части бабки смонтирован механизм перебора, с включением которого каждое из 9 чисел оборотов, сообщенных шпинделю коробкой скоростей, уменьшается в восемь раз. В задней части бабки смонтирован механизм привода и реверсирования подачи. Управление реверсом и перебором осуществляется с помощью рукояток 5, 6, смонтированных на осях в передней стенке бабки.
Шпиндель станка стальной пустотелый разгружен от изгибающих усилий ременной передачи. Передний конец шпинделя смонтирован в бронзовом подшипнике скольжения, задний конец шпинделя смонтирован на радиально-упорном подшипнике. С помощью муфты, можно сцеплять шпиндель со втулкой, при этом шпиндель будет иметь 9 скоростей (от 290 - 2000 об/мин), при выключенном положении муфты можно или выключить вращение шпинделя (поставить рукоятку переключения 5 в среднее положение) или включить перебор, в этом случае перебор уменьшает в 8 раз получаемые с коробки скоростей обороты и сообщает шпинделю еще 9 скоростей (от 36 до 250 об/мин).
Рис. 1. Общий вид токарно-винторезного станка модели ТВ-320: I - передняя бабка; II - станина; III - суппорт; IV - задняя бабка; V - фартук; VI - ходовой вал; VII - ходовой винт; VIII - коробка подач; IX - шпиндель; 1 - выключатель пакетный; 2 - рукоятка реверса включения и выключения шпинделя во время работы станка; 3,4 - рукоятки изменения чисел оборотов шпинделя; 5 - рукоятка изменения чисел оборотов шпинделя через перебор; 6 - рукоятка изменения направления движения (реверс) суппорта; 7, 8, 9 - рукоятки изменения подач; 10 - рукоятка включения продольной и поперечной подач; 11 - рукоятка включения и выключения падающего червяка; 12 - рукоятка включения и выключения ходового винта; 13 -рукоятка включения маточной гайки; 14 - маховик продольного перемещения суппорта; 15 - рукоятка поперечного перемещения суппорта; 16 - рукоятка перемещения резцовых салазок; 17 - маховик перемещения пиноли задней бабки; 18 - рукоятка крепления пиноли задней бабки; 19 - рукоятка поперечного перемещения задней бабки; 20 - болт крепления задней бабки на подушке; 21 - рукоятка крепления задней бабки на станине; 22 - рукоятка крепления резцедержателя от поворота; 23 - маховичок крепления детали в цангововый зажим; 24 - ручка крепления механизма отвода резца, 25 -выключатель пуска останова насоса для охлаждения; 26 - ручка сцепления реечной шестерни и рейки.
Поперечные салазки суппорта снабжены двумя Т-образными пазами для установки заднего резцедержателя.
Фартук предназначен для передачи движения от ходового валика и ходового винта каретке и суппорту. Фартук имеет блокирующий механизм, препятствующий одновременному включению ходового винта и ходового валика, а также одновременному включению продольной и поперечной подачи.
Нижнее и верхнее положение рукоятки 10 соответствует включению продольной и поперечной подач. Среднее положение рукоятки 10 дает возможность рукоятке 13 вводить в зацепление маточную гайку ходового винта. Для нарезания резьбы необходимо реечную шестерню вывести из зацепления с рейкой путем поворота ручки 26.
Коробка подач предназначена для получения ряда чисел продольных и поперечных подач и передачи движения от передней бабки через промежуточный блок к суппоту с помощью ходового валика или в случаи нарезания резьбы через сменные шестерни приклона (гитары) к суппорту с помощью ходового винта.
Применение в коробке подач трехваловой системы с трехвенцовыми блоками и множительного механизма позволяет получать девять различных продольных и поперечных подач и их удвоение. Набор необходимой подачи осуществляется рукоятками 7, 8, 9 изменения подач, установка которых в различные положения, дает нужную подачу на один оборот шпинделя.
При нарезании резьбы рукоятка 9 должна быть поставлена в нейтральное положение, а рукоятка 12 в положение «Включение ходового винта». Указанная установка рукояток блокирует ручки набора подач, т.е. делает невозможным включение коробки подач в момент нарезания резьбы.
Коробка скоростей предназначена для передачи движения от электродвигателя к шпинделю станка. В коробке использована схема трехваловой системы, позволяющей с помощью двух трехвенцовых блоков получить на выходном валу редуктора девять чисел оборотов, которые через ременную передачу передаются шкиву передней бабки. Валы коробки скоростей смонтированы на шариковых и роликовых подшипниках.
Движение от электродвигателя через шкивы и ременную передачу передается нижнему валу коробки скоростей. Переключение скоростей осуществляется двумя рукоятками 3, 4, связанными с вилками, передвигающими блоки и выведенными на переднюю стенку стойки.
Задняя бабка служит опорой для центра, поджимающего деталь с противоположного от шпинделя конца, или оправкой для крепления инструмента. Крепление бабки к станине производится эксцентриковым механизмом при помощи рукоятки 21.
При точении конуса корпус задней бабки перемещается в поперечном направлении по плите в обе стороны от линии центров винтом 19. Установка бабки в исходное положение производится по рискам на задней грани бабки, а в более точном положении при помощи индикатора и цилиндрической оправки, закрепленной в центрах станка.
Перемещение пиноли осуществляется винтом. Для выталкивания центра из гнезда пиноли необходимо, при помощи маховика 17, переместить ее в крайнее правое положение, при этом центр выжмется упором.
Кинематическая схема токарно-винторезного станка (рис.2) включает кинематическую цепь главного движения и цепь подач.
Кинематическая цепь главного движения связывает вращательные движения электродвигателя и шпинделя
nэ.д .→nоб.шп
и в общем виде может быть представлена уравнением
n=nэ.д.·iк.с.·iп.б. , об/мин,
где n - число оборотов шпинделя в минуту;
nэ.д. - число оборотов электродвигателя в минуту;
iк.с. -передаточное отношение коробки скоростей;
iп.б. - передаточное отношение перебора передней бабки.
Шпиндель станка получает движение от электродвигателя через ременную передачу, коробку скоростей, вторую ременную передачу. Числа оборотов изменяются при помощи коробки скоростей путем передвижения двух тройных блоков 1-4-7 и 3-6-9 и дают 9 чисел оборотов, причем посредством перебора передней бабки 10-11-12-13 каждое число оборотов может быть уменьшено в 8 раз. Таким образом, шпиндель имеет 18 чисел оборотов. В табл. 2 указаны сцепления шестерен, при этом шестерни обозначены порядковым номером, соответствующим порядковому номеру по кинематической схеме. Числовые значения оборотов получаются путем подстановки чисел зубьев соответствующих номеру шестерни.
Кинематическая цепь продольной подачи связывает вращательное движение шпинделя и реечной шестерни 48