
- •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
1.2.. Определение углов и размеров токарного проходного резца
Передний и задний углы резца определяются резцовым угломером (рис.3). Угломер состоит из плиты 1 с вертикальной стойкой, по которой перемещается вверх и вниз ползунок 4.
Рис.3. Измерение переднего и заднего углов резцовым угломером.
На ползунке закреплен сектор 5 со шкалой с градусными делениями. Плоский рычаг 6 может поворачиваться вокруг оси 2, установленной в секторе. Нижняя часть рычага представляет собой угломер с двумя гранями 7 и 8, расположенными под углом 90°. Верхний конец рычага с нанесенной на нем риской скользит вдоль делений сектора. Если грань 8 установить перпендикулярно плоскости плиты, то грань 7 будет параллельна ей, при этом риска рычага 6 совместится с нулевым делением шкалы.
При контроле резец кладут на плиту и устанавливают его так, чтобы главная режущая кромка была перпендикулярна к плоскости рычага 6, тогда измерения углов будут производиться в главном сечении.
Для измерения переднего, угла совмещают грань 7 с передней поверхностью резца, как показано на рис.3, а для измерения заднего угла совмещают грань 8 с задней поверхностью. При этом не допускается зазоров между гранью и соответствующей поверхностью. Показания риски рычага, отсчитанные по шкале сектора, дают величину этих углов.
Угол заострения определяется по формуле β = 90°- (α + у),
а угол резания δ = 90 - у.
Результаты измерений заносятся в таблицу 1.
Геометрия резца
Таблица 1
Наименование |
Обозначение |
Величина |
Длина Ширина Высота |
L, мм В, мм Н, мм |
|
Главный угол в плане Вспом. угол в плане Угол при вершине резца |
φ, град. φ1, град. ε, град. |
|
Передний угол Задний угол Угол заострения Угол резания |
γ, град. α, град. β, град. δ, град. |
|
Наименование резца ! | ||
Материал режущей части ! |
1.3. Материалы для изготовления режущих инструментов
Режущие инструменты работают в условиях высоких температур, больших давлений и непрерывного трения. Рабочая часть инструмента должна иметь повышенную красностойкость, то есть сохранять исходную твердость при нагреве до значительных температур, хорошо сопротивляться износу и обладать высокой механической прочностью.
В машиностроении для изготовления режущих инструментов применяются следующие материалы:
1) Углеродистые инструментальные стали марок У10А, У11А, У12А, У13А. Буквой «У» обозначают инструментальные углеродистые стали, а буквой «А» - стали высокого качества (с малым содержанием серы и фосфора). Цифры между буквами указывают на среднее содержание углерода в десятых долях процента.
2)Легированные инструментальные стали марок 9ХС, ХВГ, В2Ф, и др. В легированные стали вводятся такие элементы, как хром (Х), кремний (С), вольфрам (В), марганец (Г), ванадий (Ф), и др.
Цифры, стоящие слева от первой буквы, указывают на среднее содержание углерода в десятых долях процента; в случае их отсутствия количество углерода ориентировочно считают от 0,8 до 1,5%. Цифры, расположенные справа от букв, обозначают среднее содержание легирующего элемента в процентах; если цифры отсутствуют, количество легирующего элемента предполагается около 1%.
3) Быстрорежущие стали марок Р9, Р18, Р18Ф2, Р9К10, Р9М5 и др. Буквой «Р» обозначают быстрорежущие стали, а цифры после буквы «Р» указывают на среднее процентное содержание вольфрама; цифры после буквы «Ф», «К», «М» - среднее содержание в процентах ванадия, кобальта, молибдена.
Твердые сплавы (спеченные материалы) подразделяются на однокарбидные ВК8 (вольфрамовая группа), двукарбидные Т15К6 (титановольфрамовая группа) и трехкарбидные ТТ7К12 (танталотитановольфрамовая группа). Цифры после буквы «К» обозначают содержание кобальта в процентах, цифры после буквы «Т» - содержание карбидов титана в процентах, цифра в марке после ТТ обозначает суммарное
содержание в процентах карбидов титана и тантала. Остальное - карбиды вольфрама.
Минералокерамические материалы марок Т-48 и ЦМ-332. Эти материалы состоят из оксида алюминия и получаются методом прессования с последующей термообработкой. Пластинки из данного материала крепятся механически к державкам инструмента или припаиваются на установке ТВЧ с предварительным покрытием в вакууме тонким слоем меди методом металлизации. Сверхтвердый материал марки «Эльбор-Р» (кубический нитрид бора) по своему строению и механическим свойствам схож с синтетическим алмазом.
6)Алмазные резцы изготовляют их технических алмазов. В зависимости от конфигурации и размеров их режут, шлифуют и крепят к державке механическим способом, пайкой или заливкой припоем.
Сравнительные данные разных инструментальных материалов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Материал, марка |
Твердость, НRС |
Красно-стойкость, Сº |
Скорость резания, м/с |
Примечания |
Углеродистые У10-У12А |
60-62 |
200-250 |
0,2 - 0,3 |
Метчики, плашки, сверла, зенкера малых диаметров, ножовочные полотна |
Легированные 9ХВГ, 6ХС, ХГ |
62-65 |
220-260 |
0,25-0,5 |
Протяжки, сверла, метчики, фрезы, развертки |
Быстрорежущие Р9, Р18, Р9К10, Р9Ф5, Р14Ф4, Р9М4, Р9М5 безвольфрамовые 11М5Ф |
62-65 |
600-640 |
До 20 |
Р9-резцы, фрезы, зенкеры. Р18-резцы резьбовые, Р9К5,Р9К10 – для условий прерывистого резания и вибраций, Р9Ф5, Р9М5- для черновой обработки, протяжки, фрезы. |
Твердые сплавы (в виде пластинок, закрепленных механическим способом или пайкой) ВК2-ВК25, Т15К6, ТТ7К12 |
66-76 |
800-1200 |
До 15 |
Однокарбидные сплавы ВК2-ВК25 для обработки малопластичных материалов; чугуна, цветных сплавов, неметаллических материалов. Т15К6- для обработки пластичных и вязких материалов. ТТ7К12 для обработки труднообрабатываемых сталей. |
Синтетические сверхтвердые и керамические (в виде пластинок) Т-48, ЦМ-322, «Эльбор-Р», «Эльбор-Л» |
75-78 |
1200 |
До15 |
Для чистового точения резцами закаленных сталей и чугунов любой твердости. Оксидная «белая» керамика на основе глинозема Al2О3 и легирующих добавок MgО, ZrО2. Оксидно-карбидная «черная» керамика (AL2О3 до 60%, TiО до 40%, ZrО2 до 40%) |
Алмазные: АСО, АСР, АСВ |
Самая высокая |
800 |
20 |
Для чистового точения и обработки твердых материалов |
Абразивные |
Высокая |
1800-2000 |
15-100 |
Для окончательной обработки при повышенных требованиях по точности и шероховатости |
Контрольные вопросы
Назовите основные элементы токарного проходного резца.
Какие поверхности образуют режущую часть резца?
Дайте определение углов в плане.
Дайте определение углов главного сечения.
Какие материалы применяются для изготовления режущих инструментов