- •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
Коэффициент , для стали, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала
Материал инструмента |
σв, Мпа | |||||||
До 450 |
420-620 |
520-690 |
620-810 |
690-850 |
810-910 |
850-960 |
960-1100 | |
Быстрорежущая сталь |
0,75 |
0,9 |
1,0 |
1,15 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
Твердый сплав |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
1,0 |
Таблица 20
Коэффициент , учитывающий качество обрабатываемого материала при обработке медных и алюминиевых сплавов и чугуна
Обрабатываемый материал |
Обрабатываемый материал | ||
Медные сплавы |
Алюминиевые сплавы | ||
Гетерогенные: НВ ≤ 120 НВ >120 |
1,0 |
Алюминий и силумин |
1,0 |
Дюралюминий, σв, МПа: ≤ 250 250-350 > 350
|
1,5 2,0 2,75 | ||
Свинцовистые при основной гетерогенной структуре и свинцовистые с содержанием свинца 10 % при основной гомогенной структуре |
0,65-0,70 | ||
Чугуны
| |||
Серый, НВ 163-229 235-295 |
0,6 0,7 | ||
Гомогенные |
1,8-2,2 | ||
Медь |
1,7-2,1 |
Ковкий и высокопрочный, НВ 130-170 207-229 265-285 |
0,55 0,65 0,75 |
С содержанием свинца |
0,25-0,45 |
1.3. Пример расчета рациональных режимов резания
Требуется обточить напроход шейку вала из стали 40Х с σв=700 МПа, D=54мм до d=50h11 мм. Длина обрабатываемой поверхности l=100 мм. Параметр шероховатости поверхности Rz=20 мкм. Обработка производится резцом, оснащенным твердым сплавом Т15К6, с главным углом в плане φ=45°, передним углом γ=10°, углом наклона главного лезвия λ=5°, радиусом при вершине r=1,5 мм и стойкостью Т=60 мин на токарно-винторезном станке ТВ-320. Эскиз обработки приведен на рис. 3.
Таблица 21
Коэффициенты Кφр, Кγр, Кλр, Кrp учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента
Параметры |
Материал режущей части инструмента |
Поправочные коэффициенты
| ||||
Наименование |
Величина
|
Обозначение |
Величина коэффициента для составляющих
| |||
тангенциальной Рz |
радиальной Рy
|
осевой Рx | ||||
Главный угол в плане φ° |
30
|
Твердый сплав |
Кφр |
1,08 |
1,30
|
|
45
|
1,0 |
1,0
|
1,0
| |||
60
|
0,94 |
0,77
|
1,11
| |||
90
|
0,89 |
0,50
|
1,17
| |||
30 |
Быстрорежущая сталь |
1 1,08 |
1,63
|
0,70
| ||
45 |
1,0 |
1,0
|
1,00
| |||
60 |
0,98 |
0,71
|
1,27
| |||
90 |
1,08 |
0,44 |
1,82
| |||
Передний угол γ ° |
-15 |
Твердый сплав |
Кγр |
1,25 |
2,0
|
2,0
|
0 |
1,1 |
1,4 |
1,4
| |||
10 |
1,0
|
1,0 |
1,0
| |||
12-15 |
Быстрорежущая сталь |
1,15
|
1 1,6
|
1,7
| ||
20-25 |
1,0
|
1,0 |
1,0
| |||
Угол наклона главного лезвия λ°
|
-5 |
Твердый сплав |
Кλр |
1,0
|
0,75 |
1,07 |
0 |
1,0
|
1,0 | ||||
5 |
1,25
|
0,85 | ||||
15 |
1,7
|
1,65 | ||||
Радиус при вершине r, мм
|
0,5 |
Быстрорежущая сталь |
Кrp |
0,87
|
0,66
|
1,0 |
1,0 |
0,93
|
0,82
| ||||
2,0 |
1,0
|
1,0
| ||||
3,0 |
1,04
|
1,14
| ||||
4,0 |
1,10
|
1,33
| ||||
Примечание: Значения коэффициентов Кλр для быстрорежущей стали и Кrр для твердого сплава принимать равное 1. |
Рис. 3. Эскиз обработки
Необходимо назначить режимы резания и определить основное технологическое время.
1. Устанавливаем глубину резания. Припуск на обработку удаляем за один рабочий ход, в данном случае это возможно, так как припуск относительно невелик и позволяет получитm заданную точность и шероховатость поверхности за один проход (табл. 6). Глубина резания, равная припуску на сторону,
.
2. Назначаем подачу (табл. 7). Для обработки заготовки диаметром от 40 до 60 мм из конструкционной стали, при глубине резания до 3 мм рекомендуется подача s = 0,5 - 0,9 мм/об. Проверяем эту подачу по лимитирующим факторам.
Находим максимальную подачу, допускаемую прочностью пластины из твердого сплава (табл. 8). Эта подача зависит от ряда факторов, в том числе от толщины пластины из твердого сплава. Для резца сечением 16х25 мм применяют пластины толщиной 4-5 мм, принимаем 4 мм. Для стали с σв = 650-870 МПа, угла φ = 45°, t до 4 мм, sдоп = 1,3 мм/об.
Находим максимальное значение подачи, допускаемой заданным параметром шероховатости поверхности (табл. 9). По нормативным данным, для получения шероховатости Rz = 20 мкм при обработке стали и чугуна, радиусе r до 1,2 мм рекомендуется sдоп = 0,42 мм/об.
Таким образом, для заданных условий работы подача лимитируется параметром шероховатости обработанной поверхности Rz = 20 мкм, так как s = 0,42 мм/об оказалась наименьшей из всех допустимых подач.
Корректируем подачу по паспортным данным станка: s=0,335 мм/об (табл.3).
3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую резцом при наружном продольном точении стали с σв=700 МПа, глубиной резания t=2 мм, подачей s=0,335 мм/об, резцом из T15K6 с φ=45°, Сν=350, х=0,15, у=0,35, m=0,20 (табл. 10), Кmν=1,15 (табл. 12), Kпν=1,0 (табл. 14), Kиν=1,0 (табл. 15),
4. Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости ν,
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительное значение частоты вращения nД=1340 об/мин (табл. 2).