- •1. Понятие технологии. Место и роль технологии в производстве. Условия для развития технологии.
- •2. Нии работы – база развития экономики. Исследования прикладные и фундаментальные.
- •3. Связь науки и технологии и экономики. Перемещение технологий.
- •5. Производственная технологич и техническая документация. Содержание, назначение документации.
- •6. Технологические параметры - определение, примеры. Управление технологическими процессами.
- •7.Технологнческий регламент. Назначение, содержание.
- •8. Жизненный цикл продуктов и технологий. S-кривые развития технологий. Законы развития технологий.
- •9 . Этапы разработки новых технологий.
- •10. Понятие качества продукции. Критерии качества.
- •1). Функциональные:
- •11.Взаимосвязь качества, технологии, затрат. Выбор технологии. Экономические и внеэкономические оценки технологии.
- •12.Анализ и совершенствование технологии. Динамичность производства как условие его существования и развития.
- •13. Сырьевые материалы. Классификация сырья.
- •14 Виды энергии. Энергия в технологических процессах. Качество энергии
- •15. Способы получения тепловой энергиии электроэнергии. Характеристики электроэнергии.
- •16. Топливо. Виды топлива. Область применения.
- •17. Характеристики топлива.
- •18.Сырьевая база рб.
- •19. Методы подготовки сырьевых материалов (см).
- •20.Вода в технологических пр-х.Хар-ка воды.
- •21.Материаловедение.Понятие и задачи. Влияние на развтие экономики.
- •22. Технико-экономическая оценка материалов.
- •23.Условия развития производства и применения новых материалов.
- •24. Вторичные материальные ресурсы. Классификация. Направления использования. Особенности использования.
- •25.Основные виды вторичных ресурсов. Технологии их переработки.
- •26. Строение, основные свойства металлов и сплавов. Классификация металлов в технике.
- •27 Черные металлы. Основные свойства.Область прим-я.
- •28.Цветные мет и сплав.Класификация.Область применения.
- •29. Коррозия металлов Виды коррозионных процессов..
- •30. Технико-экономич.Обоснование выбора защиты от коррозии
- •31. Комп-ные мат-лы.Их структура
- •33.Осн.Физико-мех. Св-ва конструкционных материалов
- •34.Виды и методы испытаний материалов. Технико-экономическая оценка методов.
- •35. Правила проведения испытания.
- •37.Полимерные материалы. Классификация. Экономическая эффективность полимерных материалов.
- •38.Классификация производственных технологий и технологических процессов.
- •40 . Специальные методы литья. Требования к качеству отливок.
- •41. Изготовление деталей методом пластических деформаций. Область применения. Физико-механические основы метода. Осн. Способы формообразования: прокатка, волочение, прессовка, ковка, штамповка.
- •43 Электрические методы обработки-электроэррозионная, электрохимическая, ультрозвуковая
- •48, Пайка.Склеивание.Применяемые материалы.Технологические операции.
43 Электрические методы обработки-электроэррозионная, электрохимическая, ультрозвуковая
1.Электрохимическая обработка.Пропускание электрического тока через систему катод - электроли- танод при определенных условиях сопровождается химическими процессами, изменяющими размеры, форму и качество поверхности электродов. Способы обработки металлов и сплавов, основанные на применении этих процессов, называются электрохимическими (ЭХО).
Так, если заготовка подключается к положительному полюсу (анод) источника технологического тока, электрод-инструмент - к отрицательному (катод) и между электродами прокачивается электролит, в результате химических реакций часть металла анода в виде непрочных металлогидратных соединений переходит в электролит и уносится потоком из зоны обработки. Благодаря этому на обрабатываемой заготовке образуется полость, являющаяся негативным изображением поверхности катода. Подобные процессы получили название процессов анодно-гидравлической обработки (АГО).
Технологическими хар-ми анодно-гидравлического процесса явл-я: скорость анодного растворения, точность анодно-гидрав- лической обработки, качество поверхности, электрические режимы анод- но-гидравлической обработки
2.Ультрозвуковая обработка. Ультразвуковыми называют колебания частиц материальной среды с частотой, лежащей за верхним порогом слышимости человеческого уха (свыше 20 кГц).
Ультразвук широко прим-я в разл.отраслях промыш-сти. При повышенной частоте длина волны ультразв кол-ий становится соизмеримой с длиной волны электромагнитных колебаний в видимой части спектра, и звук приобретает отдельные св-ва света. Ультразв колебания обладают способностью отражаться и преломляться. Их можно сфокусировать и получить в ограниченном объеме пространства мощное поле излучения. Клочок ваты, внесенный в такое ультразв поле, сгорает в течение нескольких секунд, а стальные стружки за 1 минуту раскаляются докрасна. Такое мощное ультразвуковое поле позволяет воздействовать на вещ-во, менять его свойства, форму и размеры.
Промышленный источник ультразвука включает в себя генератор колебаний и систему волноводов, передающих эти колебания к озвучиваемому объекту. Генераторы колебаний бывают механическими и электромеханическими.
Производительность пр-а зав-т от режимов обработки,размеров и формы обрабатываемой поверхности,хар-ки абразивной суспензии и от обрабатываемого материала.
Обрабатываемость материала зависит от его твердости, прочности и хрупкости. Чем выше твердость материала, тем меньше работа пластической деформации и тем выше производительность. Чем больше хрупкость материала, тем легче образуются сколы и тем выше производительность.
3. Электроэррозионная обработка. Электрическая эрозия - это разрушение поверхности токопроводя- щих материалов под действием электрических разрядов. Примером электрической эрозии может служить разрушение контактов выключателей, рубильников и реле при разрыве электрических цепей.
Схема установки для размерной обработки деталей показана на рис. 4.1. Два электрода, один из которых является заготовкой (5) (анод), а другой электрод - инструментом (3) (катод), помещены в ванну с диэлектрической жидкостью (4) (индустриальное масло, керосин, вода и т.п.) и подключены к генератору импульсов (КС-генератор). В качестве генератора импульсов служит батарея конденсаторов (2), заряженных от источника постоянного тока.
По мере сближения электродов напряженность возрастает, и при определенном межэлектродном промежутке происходит пробой. Возникает электрический разряд, под действием которого происходит разрушение участков электродов. Разрушение происходит в результате теплового действия разряда. В месте пробоя на поверхностях электродов выплавляется металл, образуются лунки.
Рисунок 4.1 — Схема установки для электроэрозионной обработки
По сравнению с обработкой металлов резанием, метод электроэрозионной обработки обладает рядом преимуществ, главными из кот являются следующие:
-
производительность процесса электроэрозионной обработки не зависит от механических характеристик обрабатываемого материала, его твердости, прочности, вязкости и хрупкости;-силовое воздействие на заготовку в процессе электроэрозионной обработки не значительно по сравнению с силами резания, действующими на заготовку при механической обработке;-схемы формообразования, применяемые при электроэрозионной обработке, принципиально отличаются от тех, которые применяют при обработке деталей на металлорежущих станках.
На универсальных электроэрозионных станках применяют в основном две технологические схемы формообразования поверхностей деталей (рис. 4.2).
-
Копирование - эта схема аналогична штамповке. В отличие от штамповки, при которой форма образуется за счет пластического оттеснения металла, при электроэрозионной обработке полость формируется путем расплавления частичек металла. На рис. 4.2а показана схема копирования. Заготовка (1) устанавливается на столе станка, а электрод-инструмент (2) перемещается в направлении заготовки. Электроэрозионные станки, которые реализуют такую схему формообразования, называют ко- пировальнопрошивочными.
-
Профильная вырезка. Обработка по этой схеме производится не- профилированным электродом-инструментом (обычно тонкой проволокой). Эта схема показана на рис. 4.2б. Проволока (1) движется с постоянной скоростью, перематываясь с одной катушки на другую. Заготовка (2) устанавливается на столе станка и совершает движение в заданном направлении. Станки, реализующие такую схему, наз-ся электроэрозионными вырезными станками.
44. Лазерная плазменная обработка.
-
В основе лазерных технологий лежит тепловое воздействие на материалы электромагнитного излучения, создаваемого оптическими генераторами - лазерами. Процесс обработки лазерным лучом отличается от традиционных методов обработки отсутствием контактных явлений в зоне обработки, минимальной зоной теплового воздействия, универсальностью сфокусированного пучка - инструмента и возможностью автоматизации процесса.
-
Лазерное излучение по своей структуре представляет собой совокупность отдельных порций фотонов, время образования и выхода которых так же, как и участки резонатора, где осуществляется этот выход, могут различаться. В настоящее время для различной обработки материалов при помощи лазерного излучения в основном применяются твердотельные и газовые лазеры. Лазеры, в которых в качестве активной среды используется твердое тело с ионами, играющими роль активных центров (например, стержень из стекла или алюмоиттриевого граната, активированный неодимом), называются твердотельными. Лазерное излучение имеет определенный интервал частоты, обычно очень узкий. Это свойство называют монохроматичностью излучения. Монохроматичность связана с определенностью квантового перехода и генерации и усиления излучения только на определенных частотах резонатора. Лазерная резка относится к гибкоперестраиваемой технологии. В ряде отраслей лазерная резка применяется при производстве не только заготовок, но и как конечная операция изготовления деталей.
-
Различают три режима проведения лазерной резки: испарением, плавлением, сгоранием.
-
При первом режиме интенсивность излучения должна быть такой высокой, чтобы потери тепла теплопроводностью были минимальными.
-
Резка испарением осуществляется твердотельными лазерами в пульсирующем режиме и применяется достаточно редко. При резке плавлением материал в области шва расплавляется и удаляется с помощью технологического газаЛазерная резка материалов в настоящее время производится двумя способами. При первом способе рез производится за счет удаления продуктов разрушения материала из зоны воздействия лазерного излучения. Таким способом режут металлы, ткани и т.д. В этом случае для повышения эффективности процесса соосно лучу подают струю химически активного или инертного газа.
-
Второй способ - способ управляемого термоскалывания - применяют для разделения хрупких материалов (например, стекла или керамики). При этом способе лазерный луч, перемещаясь по поверхности хрупкого материала (например, стекла), вызывает появление термического напряжения и микротрещин, следующих за ним. Разделение материала происходит по линии воздействия лазерного луча. Этот способ в какой-то мере подобен алмазной резке хрупких материалов К недостаткам лазерной сварки можно отнести необходимость повышенной точности, как подгонки деталей, так и позиционирования свариваемых деталей относительно луча лазера.
-
Плазма (от греч. р1а§та - вылепленное, оформленное) - частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. При достаточно сильном нагревании любое вещество испаряется, превращаясь в газ. Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т.е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, которые затем превращаются в ионы. Ионизация газа, кроме того, может быть вызвана его взаимодействием с электромагнитным излучением или бомбардировкой газа заряженными частицами.
-
Плазменное нанесение покрытий (напыление) производится для защиты деталей, работающих при высоких температурах в агрессивных средах или подверженных интенсивному механическому воздействию. Плазменная обработка получила широкое распространение вследствие высокой по промышленным стандартам температуры плазмы (~ 104 К), большого диапазона регулирования мощности и возможности сосредоточения потока плазмы на обрабатываемом изделии; при этом эффекты обработки достигаются как тепловым, так и механическим действием плазмы (бомбардировкой изделия частицами плазмы, движущимися с очень высокой скоростью - так называемый скоростной напор плазменного потока). Электронно-лучевая обработка основана на превращении кинетической энергии направленного пучка электронов в тепловую энергию. Высокая плотность энергии сфокусированного электронного луча позволяет обрабатывать заготовку за счет нагрева, расплавления и испарения материала с локального участка.
-
-
-
Рисунок 4.22 — Схема установки для электронно-лучевой сварки:
-
1 - катод электронной пушки; 2 - электрод; 3 - анод; 4 и 5 - отклоняющая магнитная
-
система; 6 - заготовка
-
В результате облучения электронным пучком происходит направленное изменение свойств полимеров. Так, полимерная изоляция проводов становится термо-, огне-, масло-, радиационностойкой либо с объединенной сопротивляемостью к этим агентам, что делает возможным использовать дешевые провода и кабели с изоляцией из полиэтилена вместо дорогих проводов с изоляцией из тефлона. Электронно-лучевая обработка используется в высокотемпературных процессах при производстве гибридных интегральных схем, синтезе керамических материалов, производстве мелкодисперсных порошков, очистке отходящих газов и сточных вод, а также дезинсекции зерна, стерилизации медицинских изделий, при иммобилизации биологически активных веществ с целью создания биологически активных веществ пролонгированного действия, устойчивых к воздействиям окружающей среды.
45, Виды соединений-элементов. Требования к соединениям.
По признаку разъемности все виды соединений можно разделить на разъемные и неразъемные.
Разъемные соединения позволяют разъединять детали без их повреждения. К ним относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения. Разбираемые соединения должны быть точны, прочны, допускать многократную сборку и разборку и иметь хороший внешний вид. Многократные сборки и разборки не должны изменять формы и размеры деталей.
Разборка не должна вызывать особых затруднений (допустимы повреждения только специальных легко заменяемых деталей - шплинтов, штифтов, винтов). Соединение должно быть равнопрочным с соединяемыми элементами. Желательно, чтобы соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкцию и т.п.
Соединения деталей с помощью резьбы являются одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. Эти соединения применяются в машиностроении, строительстве, приборостроении, авиастроении и др. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, винтовых стяжек и т.п. Резьба представляет собой выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии. По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений труб, пробок и т.п.
Шпоночные и зубчатые соединения применяются в машиностроении и служат для закрепления на осях и валах шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков и т.д.
Рисунок 5.2 — Шпоночное соединение клиновой шпонкой
Все основные виды шпонок можно разделить на клиновые и призматические. Первая группа шпонок образует напряженные, вторая - ненапряженные соединения. Размеры шпонок и допуски на них стандартизованы.
Зубчатые соединения образуются при наличии наружных зубьев на валу и внутренних зубьев в отверстии ступицы. Зубья на валах получают фрезерованием, строганием или накатыванием. Зубья в отверстиях образуют протягиванием или долблением. Протягивание - высокопроизводительный способ и широко применяется в массовом производстве.
Соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить непосредственно без применения болтов, шпонок и других крепежных элементов. Для этого достаточно при изготовлении деталей обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую (рис. 5.4).
Рисунок 5.4 — Соединение посадкой с натягом
Заклепочные соединения относятся к неразъемным. В большинстве случаев их применяют для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Соединение образуют расклепыванием стержня заклепки, вставленной в отверстие деталей (рис. 5.6).
При расклепывании вследствие пластических деформаций образуется замыкающая головка, а стержень заклепки заполняет зазор в отверстии. Силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали. Относительному сдвигу деталей оказывают сопротивление стержни заклепок и частично силы трения в стыке
По технологическому признаку сварка - это процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Все способы сварки в зависимости от состояния металла в зоне соединения можно разделить на две большие группы:
-
сварка давлением (в твердой фазе), когда температура металла в зоне соединения не превышает температуру плавления свариваемых металлов;
-
сварка плавлением (в жидкой фазе), когда металл в зоне соединения нагревается выше его температуры плавления.
46, Устр-во сварных соединений.Область прим-я.Методы свар.Электродуговая сварка.Техн-я.Обор-ие и инструмент.Область прим-я.
сварка - это процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Все способы сварки в зависимости от состояния металла в зоне соединения можно разделить на две большие группы:
-
сварка давлением (в твердой фазе),(температура металла в зоне соединения не превышает температуру плавления свариваемых металлов);
-
сварка плавлением (в жидкой фазе)(металл в зоне соединения нагревается выше его температуры плавления).
Преимущества методов сварки плавлением :
-
возможность сварки в монтажных и цеховых условиях;
-
разнообразие применяемых типов соединений;
-
большой диапазон толщины свариваемых элементов - от нескольких микрон, до 1 м и более;
-
возможность сварки швов в любых пространственных положениях;
-
возможность изменения химического состава и свойств наплавленного металла.
Недостатки:
-
кристаллизация металла шва протекает при растягивающих напряжениях, что приводит к образованию трещин;
-
возникновение напряжений и деформаций при сварке.
Применение сварки давлением значительно расширило диапазон свариваемых материалов,исключило возникновение при сварке трещин, пористости.
В зависимости от вида энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на 3 класса: термический, термомеханический и механический. К термическому относятся виды сварки, осуществляемые плавлением свариваемых поверхностей с использованием тепловой энергии ( дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная и др).К термомеханическому - виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления: контактная сварка, диффузионная сварка и др.К механическому -виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления: холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка и др.Способы сварки плавлением можно классифицировать по: характеру защиты свариваемого металла и сварочной ванны от окружающей атмосферы (с газовой, шлаковой, газошлаковой защитой); степени автоматизации процесса сварки (ручная, механизированная и автоматическая); особенностям введения теплоты (с непрерывным нагревом и импульсивным).
В настоящее время существует более 150 способов сварки, но наибольшее распространение получили способы сварки плавлением с использованием электрической дуги. Такой способ применяется при строительстве различных сооружений, в машиностроении, станкостроении, оборонной промышленности, при выполнении ремонтных работ и др. отраслях производства.
Источником теплоты при дуговой сварке служит электрическая дуга. Дуга - это мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла, покрытий, флюса. Превращая электрическую энергию в тепловую, электрическая дуга сосредоточивает тепло в небольшом объеме, что позволяет обеспечить концентрированный ввод тепла в изделие.
Виды дуговой сварки:
-
сварка плавящимся (металлическим) электродом дугой прямого действия (горящей между электродом и заготовкой) с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом;
-
сварка неплавящимся (графитовым или вольфрамовым) электродом дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла или с применением присадочного металла;
-
сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, не- плавящимися электродами; в этом случае заготовка не включена в электрическую цепь, и для ее расплавления используется теплота, выделяемая при соприкосновении свариваемой поверхности со столбом (плазмой) дуги, и теплота, получаемая за счет излучения и конвекции;
- сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между двумя электродами (дуга косвенного действия), а также между каждым электродом и основным металлом (дуги прямого действия).
Питание дуги осуществляется постоянным или переменным током. При применении постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярности. В первом случае электрод подключают к отрицательному полюсу (катод), во втором - к положительному (анод).
Различные способы дуговой сварки классифицируют также по способу защиты дуги и расплавленного металла (покрытым электродом, под слоем флюса, в среде защитных газов) и степени механизации процесса (ручная, полуавтоматическая и автоматическая). Электродуговой сваркой выполняют стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцовые соединения (рис. 5.8).
Рисунок 5.8 — Типы сварных соединений:
а - стыковое; б - угловое; в - тавровое; г - нахлесточное; д - торцевое
Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3 - 6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда.
При сварке неплавящимся электродом возможно зажигание дуги с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающего его первоначальную ионизацию. Для этого в сварочную цепь на короткое время подключают источник высокочастотного переменного тока высокого напряжения - осциллятор.
47, Технология резки.Оборудование и инструмент.Область применения.
В заготовительном производстве широко применяются газовая и электрическая дуговая резка металлов. Процесс газовой резки металлов основан на сгорании металлов в струе кислорода и принудительном удалении этой струей образующихся оксидов. Большинство металлов при контакте с кислородосодержащими средами окисляются, и этот процесс идет с выделением тепла. Интенсивность окисления возрастает с увеличением концентрации кислорода в газе и с повышением температуры. В технически чистом кислороде при некоторой начальной температуре интенсивность окисления становится очень большой и переходит в горение.
Процессу резки благоприятствует повышенное кол-во теплоты, выделяющейся при сгорании металла; резка облегчается при жидко- текучести образующихся оксидов; нормальному процессу резки препятствует высокая теплопроводность металла, понижающая его температуру в месте протекания реакции горения. Для начала процесса резки низкоуглеродистой стали она должна быть нагрета до температуры 1 350 - 1 360 °С. В момент начала газовой резки подогрев металла в начальной точке реза до воспламенения осуществляется исключительно теплотой подогревающего пламени. Нагрев металла обычно осуществляется ацетилено-кислородным пламенем. После подогрева подается режущая струя кислорода, и осуществляется процесс резки металла