- •1 Машины и оборудование литейного производства
- •1.1 Общие сведения
- •1.2 Машины и оборудование литья в песчаные формы
- •1.2.1 Общая технологическая схема литья в песчаные формы
- •1.2.3 Модельные комплекты и опочная оснастка
- •1.3 Машины и оборудование специальных видов литья
- •1.3.1 Литье по выплавляемым моделям
- •1.3.2 Литье в оболочковые формы
- •1.3.3 Литье в металлические формы (кокили)
- •1.3.4 Литье под давлением
- •1.3.5 Центробежное литье
- •2 Машины и оборудование обработки металлов давлением
- •2.1 Общие сведения
- •2.4 Оборудование ковки
- •2.5 Оборудование горячей штамповки
- •3.4 Оборудование термической резки
- •3.4.1 Кислородная резка
- •3.4.2 Кислородно-флюсовая резка
- •3.4.3 Плазменная резка
- •Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов.
- •Металлы, особенности атомно-кристаллического строения
- •Понятие об изотропии и анизотропии
- •Аллотропия или полиморфные превращения.
- •Магнитные превращения
- •Лекция 2 Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения
- •Лекция 3 Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов.
- •Условия получения мелкозернистой структуры
- •Строение металлического слитка
- •Понятие о сплавах и методах их получения
- •Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений
- •Классификация сплавов твердых растворов.
- •Кристаллизация сплавов.
- •Нагрузки, напряжения и деформации. Механические свойства.
- •Физическая природа деформации металлов.
- •Природа пластической деформации.
- •Дислокационный механизм пластической деформации.
- •Разрушение металлов.
- •Механические свойства и способы определения их количественных характеристик
- •Лекция 7 Механические свойства (продолжение).Технологические и эксплуатационные свойства
- •Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность
- •Твердость по Бринеллю ( гост 9012)
- •Метод Роквелла гост 9013
- •Метод Виккерса
- •Основные характеристики:
- •Стали. Классификация и маркировка сталей.
- •Классификация и маркировка сталей Классификация сталей
- •Маркировка сталей
- •Классификация чугунов
- •Виды термической обработки металлов.
- •Лекция 14 Технологические особенности и возможности закалки и отпуска
- •Химико-термическая обработка стали
- •Назначение и технология видов химико-термической обработки: цементации, азотирования нитроцементации и диффузионной металлизации
- •Цветные металлы и сплавы на их основе. Титан и его сплавы. Алюминий и его сплавы. Магний и его сплавы. Медь и ее сплавы
- •5.7 Универсальные средства технических измерений
- •5.7.1 Механические измерительные приборы и инструменты
- •5.7.2 Оптические приборы
- •6.1 Общие понятия
- •4.2 Принципы построения системы допусков и посадок
- •4.3 Обозначения предельных отклонений и посадок на чертежах
- •4.4 Нормирование отклонений формы и расположения поверхностей деталей
- •4.4.1 Система нормирования отклонений формы и расположения поверхностей
- •4.4.2 Нормирование отклонений и допусков формы цилиндрических поверхностей
- •4.4.3 Нормирование отклонений и допусков формы плоских поверхностей
- •4.4.4 Нормирование отклонений и допусков расположения поверхностей
- •4.4.5 Нормирование суммарных отклонений и допусков формы и расположения поверхностей
- •4.4.6 Числовые значения и обозначение на чертежах допусков формы и расположения поверхностей
- •4.5 Система нормирования и обозначения шероховатости поверхности
- •Резание материалов 1.3 Кинематические схемы резания как основа формообразования.
- •2.1 Термины, определения и обозначения общих понятий
- •2.1.1 Процесс образования стружки
- •«Резание»
- •2.1.2 Условия, необходимые для осуществления процесса резания
- •2.2 Режимы резания в металлообработке
- •2.2.1 Элементы режима резания
- •Глубиной резания t (мм)
- •Движение подачи –
- •Результирующим движением резания
- •2.2.2 Количественная оценка скорости резания и подачи
- •Скоростью резания V (м/мин)
- •Линейной скорости точек заготовки или инструмента,
- •Подачей s
- •3.1 Типы режущих инструментов
- •Металлорежущий инструмент –
- •Тема 2 инструментальные материалы
- •§ 4 Характеристика современных инструментальных материалов
- •4.1 Общая характеристика инструментальных материалов
- •Инструментальными материалами
- •4.1.1 Физико-механические свойства инструментальных
- •4.2 Классификация инструментальных материалов
- •4.2.1 Углеродистые и низколегированные
- •4.2.2 Быстрорежущие стали
- •4.2.3 Твердые сплавы
- •4.3 Инструментальные материалы с износостойким покрытием
- •Тема 2. Основные принципы работы и конструктивные элементы режущих инструментов.
- •2.1. Требования к инструменту
- •Получение требуемого качества (точность и шероховатость) зависит:
- •Соответствие требованиям техники безопасности
- •Дополнительные требования к инструменту в условиях
- •Надежность в эксплуатации.
- •2.2. Классификация инструмента
- •Формообразование поверхности и схемы резания
- •Классификация по виду обработки
- •Классификация по направлению движения подачи
- •Классификация по инструментальному материалу
- •Классификация по конструкции резцов
- •Рабочая часть резцов
- •Твердость рабочей части
- •Геометрия резцов
- •Стружколомы
- •Твердосплавные резцы
- •Форма сменных пластин
- •Задний угол на пластине
- •Точность изготовления пластин
- •Тема 8. Инструмент для обработки отверстий
- •8.1. Кинематика резания
- •Спиральные сверла
- •Конструктивные параметры сверла
- •Геометрия сверла
- •Способы заточки спиральных сверл
- •Недостатки конструкции и методы улучшения геометрических параметров сверла
- •8.2.3.Центровочные сверла
- •8.2.4.Сверла, оснащенные твердым сплавом
- •8.2.5.Сверла для глубокого сверления
- •8.2.5.1.Шнековые сверла
- •8.2.5.2.Эжекторные сверла
- •8.2.5.3.С внутренним отводом стружки
- •8.2.5.4.Пушечные сверла
- •8.2.5.5.Ружейные сверла
- •8.2.5.6.Сверла для кольцевого сверления
- •Зенкеры и зенковки
- •8.3.1.Конструкция зенкера
- •8.3.2.Геометрия зенкера
- •8.3.3. Сборные зенкеры
- •Развертки
- •Конструкция развертки
- •Регулируемые развертки
- •Конические развертки
- •Расточной инструмент
- •Расточные резцы
- •8.5.1.1.Стержневые резцы
- •Тема 9. Фрезы
- •Классификация фрез
- •По расположению зубьев
- •9.1.3.По конструкции
- •9.2.2.Геометрия
- •9.2.2.Форма зубьев
- •9.3.Типы фрез
- •9.3.1.Цилиндрические фрезы
- •9.3.2.Торцовые фрезы
- •9.3.3.Концевые фрезы
- •9.3.4.Шпоночные фрезы
- •9.3.5.Дисковые и пазовые фрезы
- •9.3.6.Угловые фрезы
- •9.3.8.Сборные фрезы
- •9.4.Твердосплавные фрезы
- •Тгма 10. Резьбонарезной иструмент
- •10.Резьбонарезной инструмент
- •10.1.Резьбонарезные резцы
- •10.1.1.Типы резцов
- •10.1.1.1.Схемы резания
- •Боковое двухстороннее врезание (рис.11)
- •10.1.1.2.Геометрия
- •10.2.Метчики
- •10.2.1.Типы метчиков
- •10.2.2.Конструкция метчика
- •Комплектные метчики
- •Метчики с шахматным расположением резьбы
- •Метчик-протяжка
- •10.3.Плашки
- •Тема 7 зуборезный инструмент
- •§ 18 Методы формообразования зубчатых колес
- •18.1 Зубонарезание и зуборезный инструмент
- •18.1.1 Методы формообразования зубчатых колес
- •18.2 Инструменты, работающие по методу копирования
- •18.2.1 Дисковые модульные фрезы
- •18.2.2 Пальцевые модульные фрезы
- •18.2.3 Зуборезные головки
- •18.2.4 Протяжки
- •18.3 Инструменты, работающие по методу обката
- •18.3.1 Зуборезные долбяки
- •Тема 8 абразивные инструменты
- •§ 20 Конструктивные особенности абразивных инструментов
- •20.1 Технологические особенности шлифования
- •Абразивные инструменты –
- •20.1.1 Конструктивные особенности абразивного инструмента
- •20.1.2 Классификация абразивного инструмента
- •20.2 Конструктивные элементы абразивных инструментов
- •20.2.1 Форма и размеры
- •20.2.2 Шлифовальные материалы
- •20.2.3 Зернистость шлифовальных материалов
- •20.2.4 Структура шлифовального круга
- •20.2.5 Концентрация зерен
- •20.2.6 Твердость абразивных инструментов
- •20.2.7 Точность абразивных инструментов
- •20.2.8 Неуравновешенность шлифовальных кругов
- •20.2 Принципы выбора абразивных инструментов
- •20.4 Маркировка шлифовальных инструментов
- •1 А 1 300х40х76х5 ас4 100/80 100 бп2 2720-0139 гост 16167-80:
- •Г руппа 1. Токарные и токарно-винторезные станки
- •Основные технические характеристики 1к62
- •Т окарные автоматы, п/автоматы
- •Группа 2. Расточные станки
Разрушение металлов.
Процесс деформации при достижении высоких напряжений завершается разрушением. Тела разрушаются по сечению не одновременно, а вследствие развития трещин. Разрушение включает три стадии: зарождение трещины, ее распространение через сечение, окончательное разрушение.
Различают хрупкое разрушение – отрыв одних слоев атомов от других под действием нормальных растягивающих напряжений. Отрыв не сопровождается предварительной деформацией. Механизм зарождения трещины одинаков - благодаря скоплению движущихся дислокаций перед препятствием (границы субзерен, фазовые границы), что приводит к концентрации напряжений, достаточной для образования трещины. Когда напряжения достигают определенного значения, размер трещины становится критическим и дальнейший рост осуществляется произвольно.
Для хрупкого разрушения характерна острая, часто ветвящаяся трещина. Величина зоны пластической деформации в устье трещины мала. Скорость распространения хрупкой трещины велика - близка к скорости звука (внезапное, катастрофическое разрушение). Энергоемкость хрупкого разрушения мала, а работа распространения трещины близка к нулю.
Различают транскристаллитное разрушение – трещина распространяется по телу зерна, интеркристаллитное – по границам зерен (всегда хрупкое).
Результатом хрупкого разрушения является блестящий светлый кристаллический излом с ручьистым строением. Хрупкая трещина распространяется по нескольким параллельным плоскостям. Плоскость излома перпендикулярна нормальным напряжениям.
Вязкое разрушение – путем среза под действием касательных напряжений. Ему всегда предшествует значительная пластическая деформация.
Трещина тупая раскрывающаяся. Величина пластической зоны впереди трещины велика. Малая скорость распространения трещины. Энергоемкость значительная, энергия расходуется на образование поверхностей раздела и на пластическую деформацию. Большая работа затрачивается на распространение трещины. Поверхность излома негладкая, рассеивает световые лучи, матовая (волокнистый) излом. Плоскость излома располагается под углом.
По излому можно определить характер разрушения.
Механические свойства и способы определения их количественных характеристик
Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические свойства, конструктор обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность конструкций при их минимальной массе.
Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.
В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при:
статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.
динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер.
повторно, переменном или циклическим нагружении – нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.
Для получения сопоставимых результатов образцы и методика проведения механических испытаний регламентированы ГОСТами.
При статическом испытании на растяжение: ГОСТ 1497 получают характеристики прочности и пластичности.
Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.
Испытания проводятся на специальных машинах, которые записывают диаграмму растяжения, выражающую зависимость удлинения образца (мм) от действующей нагрузки Р, т.е. .
Но для получения данных по механическим свойствам перестраивают: зависимость относительного удлинения от напряжения
Рис. 6.7. Диаграмма растяжения: а – абсолютная, б – относительная; в – схема определения условного предела текучести
Проанализируем процессы, которые происходят в материале образца при увеличении нагрузки.
Участок оа на диаграмме соответствует упругой деформации материала, когда соблюдается закон Гука. Напряжение, соответствующее упругой предельной деформации в точке а, называется пределом пропорциональности.
Предел пропорциональности ( ) – максимальное напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между деформацией и напряжением.
При напряжениях выше предела пропорциональности происходит равномерная пластическая деформация (удлинение или сужение сечения).
Каждому напряжению соответствует остаточное удлинение, которое получаем проведением из соответствующей точки диаграммы растяжения линии параллельной оа.
Так как практически невозможно установить точку перехода в неупругое состояние, то устанавливают условный предел упругости, – максимальное напряжение, до которого образец получает только упругую деформацию. Считают напряжение, при котором остаточная деформация очень мала (0,005…0,05%).
В обозначении указывается значение остаточной деформации .
Предел текучести характеризует сопротивление материала небольшим пластическим деформациям.
В зависимости от природы материала используют физический или условный предел текучести.
Физический предел текучести – это напряжение, при котором происходит увеличение деформации при постоянной нагрузке (наличие горизонтальной площадки на диаграмме растяжения). Используется для очень пластичных материалов.
Но основная часть металлов и сплавов не имеет площадки текучести.
Условный предел текучести – это напряжение вызывающее остаточную деформацию
Физический или условный предел текучести являются важными расчетными характеристиками материала. Действующие в детали напряжения должны быть ниже предела текучести.
Равномерная по всему объему пластичная деформация продолжается до значения предела прочности.
В точке в в наиболее слабом месте начинает образовываться шейка – сильное местное утомление образца.
Предел прочности – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец до разрушения (временное сопротивление разрыву).
Образование шейки характерно для пластичных материалов, которые имеют диаграмму растяжения с максимумом.
Предел прочности характеризует прочность как сопротивления значительной равномерной пластичной деформации. За точкой В, вследствие развития шейки, нагрузка падает и в точке С происходит разрушение.
Истинное сопротивление разрушению – это максимальное напряжение, которое выдерживает материал в момент, предшествующий разрушению образца (рис. 6.8).
Истинное сопротивление разрушению значительно больше предела прочности, так как оно определяется относительно конечной площади поперечного сечения образца.
Рис. 6.8. Истинная диаграмма растяжения
- конечная площадь поперечного сечения образца.
Истинные напряжения определяют как отношение нагрузки к площади поперечного сечения в данный момент времени.
При испытании на растяжение определяются и характеристики пластичности.
Пластичность –– способность материала к пластической деформации, т.е. способность получать остаточное изменение формы и размеров без нарушения сплошности.
Это свойство используют при обработке металлов давлением.
Характеристики:
относительное удлинения.
и – начальная и конечная длина образца.
– абсолютное удлинение образца, определяется измерением образца после разрыва.
относительное сужение
- начальная площадь поперечного сечения
-площадь поперечного сечения в шейке после разрыва.
Относительное сужение более точно характеризует пластичность и служит технологической характеристикой при листовой штамповке.
Пластичные материалы более надежны в работе, т.к. для них меньше вероятность опасного хрупкого разрушения.