Выполнению контрольных заданий

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра технологии металлов пищевого и холодильного машиностроения

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

 

Составили:

Канд. техн. наук, доцент Троицкий Б.С

Канд. техн. наук, доцент Майтаков А.Л.

 

Кемерово 2003

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К

ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

 

Задание следует выполнять в порядке ответов на постав­ленные вопросы. Ответы должны быть краткими, точными и не повторять текст учебника или учебных пособий. Выполняя расчеты, вначале следует привести буквенное выражение с указанием смыслового значения входящих в него параметров, а затем сделать подстановку цифровых величин и выполнить расчет с точностью до одного знака после запятой.

Графические работы следует выполнять карандашом с исполь­зованием чертежных инструментов, соблюдая ГОСТы и требования ЕСКД. Прилагать к выполненным работам фотографии и другие копии из учебников не разрешается.

На страницах текста заданий оставить поля для замечаний ре­цензента. Страницы и рисунки пронумеровать. В конце выполненного контрольного задания привести список использованной литературы, указать дату выполнения работы и поставить свой шифр и подпись.

Вопросы к контрольной работе по разделам «Основы металлургического производства» и «Технология литейного производства»

 

15. Какие виды дефектов могут возникнуть в отливках при их изготовлении? Какие причины их вызывают? Как предот­вратить возникновение этих дефектов?

35. Задача. Разработать в соответствии с вариантом задания (табл. 1.2) технологический процесс изготовления за­данной отливки. Процесс разрабатывать применительно к ус­ловиям серийного производства с учетом заданной линии разъ­ема формы (см. табл. 1.2 и рис. 1.2 – 1.13).

При этом выполнить эскизы:

а) детали;

б) отливки;

в) модели;

г) стержня;

д) собранной формы в разрезе с литниковой системой. Произвести расчет сечений основных элементов литниковой системы.

 

Таблица 1.2

Номер варианта	Номер вопроса	Номер детали	Деталь	Линия разъема формы формы	Материал (марка)	Масса
		1-10	Приемный патрубок	АА	СЧ15-32	6,5

Рис. 1.10

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ ТЕМЕ № 1

 

Металлы — наиболее распространенные и широко исполь­зуемые в машиностроении, на транспорте, в строительстве конструкционные материалы.

Для ответа на вопросы 15 следует ознакомиться с ос­новными плавильными агрегатами для плавки литейных спла­вов: вагранкой, дуговыми и индукционными электропечами; уяснять, что плавильные агрегаты должны обеспечивать по­лучение жидкого металла требуемого химического состава с минимальным угаром при экономном расходе топлива и элек­троэнергии; обратить внимание на преимущества и недостат­ки отдельных способов плавки [1, с. 198—202; 2, с. 208—213].

Для ответа на вопросы 17—18 необходимо ознакомиться со специальными способами получения отливок и привести их схемы; уяснить особенности, указать область применения и пе­речислить, преимущества каждого процесса [1, с. 244—260; 2, с. 218—227]. Обратить внимание на то, что специальные спо­собы литья, такие, как кокильное, под давлением, по выплав­ляемым моделям, в оболочковые формы, центробежное, дают возможность получать более точные и чистые отливки, а в от­дельных случаях применять их даже без механической обра­ботки. Эти преимущества, а также широкие возможности ме­ханизации процессов литья определяют более низкую стои­мость деталей, полученных из этих отливок.

Чтобы ответить на вопрос 19 о возможном возникновении дефектов в отливках, необходимо знать, что их появление может быть вызвано различными причинами. Например, непра­вильная конструкция отливки (большая разница в сечениях, отсутствие плавных переходов, необходимых радиусов закруг­лений) может вызвать образование трещин, коробления, внут­ренних напряжений. Низкая температура заливки может при­вести к незаполнению формы, образованию спаев. Недостаточ­ная прочность формовочной смеси приводит к разрушению слабых мест формы и образованию земляных раковин и т. д.

В ответе необходимо привести описание конкретных видов дефектов, возникающих в отливках, и связать их с наиболее вероятными причинами, вызывающими их, а затем указать меры их предотвращения [1, с. 262—265; 2, с. 229—230].

 

При решении задачи (вопросы 35) нужно, начертив эскиз детали, представить себе ее конфигурацию, материал; уточнить, необходима ли механическая обработка, и т. д. (Если пространственно деталь неясна, рекомендуется сделать ее макет, например из бумаги или пластилина).

После этого необходимо решить, как расположить отливку в форме, т. е. определить, где будет проходить плоскость разъ­ема и где у отливки верх, а где низ при заливке металла в форму (в заданиях плоскость разъема указана).

Размещать отливки рекомендуют так, чтобы наиболее от­ветственные их поверхности по служебному назначению и сте­пени обработки были обращены книзу.

Отливки, представляющие собой тела вращения, у которых обрабатываются наружные и внутренние поверхности (шпин­дели, гильзы цилиндров, барабаны, втулки и т. п.), же­лательно заливать в вертикальном положении, при котором посторонние включения поднимаются вверх и могут быть лег­че удалены. Не следует располагать сверху большие горизон­тальные поверхности, так как на них обычно сосредоточиваются различные литейные дефекты (ужимины, шлак и др.). Массивные части стальных отливок нужно питать горячим металлом с помощью прибылей. Высоту прибыли можно при­нимать приближенно как 1/3 высоты отливки.

Решив эти вопросы, на эскиз детали необходимо нанести линию разъема с надписью МФ, что обозначает разъем модели и формы, и перпендикулярные к этой линии стрелки с над­писями В, Н (верх, низ), показывающие направление разъема, а также указать величину припуска на обработку (например, 5, 4 и т. д.). Величина припуска определяется по ГОСТ 1855— 55 для отливок из чугуна и по ГОСТ 2009—55 для отливок из стали в зависимости от размеров детали, класса точности изготовления отливки и положения поверхности при заливке.

Средние отливки серийного производства, изготовляемые на машинах по металлическим моделям, относят ко II классу точности.

Величины припусков на механическую обработку чугунных отливок наиболее распространенного II класса приведены в табл. 1.6. Для стальных отливок величины припусков больше указанных в табл. 1.6 на 1 — 2 мм. Наибольший габаритный размер детали — это самый боль­шой ее размер, обычно длина. Номинальным размером, для которого определяется величина припуска, считают наиболь­шее расстояние между противоположными обрабатываемыми поверхностями.

При определении припусков для детали берут ее один наи­больший номинальный размер и полученный по этому раз­меру припуск назначают для всех остальных поверхностей этой детали. Наибольшие припуски назначают на верхние (в положение при заливке) поверхности, так как на них возмож­но скопление шлака, газов и земляных включений. На нижние и боковые поверхности припуск, назначают одинаковый, но меньше, чем на верхние. На вертикальные (в положении при формовке); поверхности припуски могут увеличивать для вы­полнения на них формовочного уклона.

Допускается также увеличивать припуски и устанавливать прибыли, обеспечивающие направленное затвердевание отли­вок. Величины припусков для чугунных отливок выбирают по ГОСТ 1855—55, а для стальных отливок— по ГОСТ 2009—55.

В предлагаемых примерах ориентировочная величина припуска у чугунных деталей составляет 4 — 8 мм, а у стальных — 5 — 10 мм, причем на верхних поверхностях припуск берут на 1 — 2 мм больше, чем, на нижних и боковых.

Перечертив эскиз детали, наносят линию разъема (с указанием МФ, Н, В) и в масштабе величину припуска на обра­ботку. При этом за счет припуска выполняют необходимые формовочные уклоны и напуски для питания отливки, а также заглушают мелкие отверстия и пазы (см. правила выполнения чертежей литейной технологии, ГОСТ 2.483—73).

Таблица 1.6

Наибольший габаритный размер детали, мм	Положение поверхности при заливке	Номинальный размер чугунной отливки, мм
До 120	121-260	261-500	501-800	801-1250	1251-2000
До 120   121 – 260   261 – 500   501 – 800   801 – 1250   1251 – 2000	Верх Низ, бок Верх Низ, бок Верх Низ, бок Верх Низ, бок Верх Низ, бок Верх Низ, бок	4,0 3,0 4,5 3,5 5,0 4,0 6,0 4,5 7,0 5,0 7,5 5,0	5,0 4,0 6,0 4,0 6,5 4,5 7,0 5,0 8,0 5,5	6,5 5,0 7,0 5,0 7,5 5,5 8,0 6,0	7,5 5,5 8,0 5,5 9,0 6,5	8,5 6,5 9,0 6,5	7,5

 

Таблица 1.7

D или средний поперечный размер, мм	Длина знака l при длине стержня L, мм
До 150	151-300	301-500	501-750	751-1000	1001-1500
До 100 101-200 201-300 301-400 401-500	- -					-

Рис. 1.1. Варианты разработки технологического процесса подшипника скольжения

 

На эскиз наносят также контуры стержневых знаков, указывая их размеры и конусы (ГОСТ 3606—67).

Длину горизонтальных знаков l стержней определяют, ис­ходя из длины стержня L и его диаметра D или среднего по­перечного размера (рис. 1.1 и табл. 1.7).

Высота вертикальных знаков h_н и h_в зависит от высоты стержня Н и диаметра D или поперечного размера. При зна­чении их до 400 мм h_в = 25—50 мм, h_н = 45—90 мм.

В предлагаемых примерах ориентировочная длина гори­зонтальных знаков 40—70 мм, высота вертикальных знаков: верхних 25 — 40 мм, нижних 40 — 60 мм. Уклоны знаков: ниж­них — 6 — 8°, верхних — 12—15°. Затем вычерчивают эскизы моделей, (верх и низ), стерж­ней, эскиз собранной формы в разрезе с проставленными стержнями. На этом эскизе необходимо показать расположение литниковой системы и прибылей. К эскизам надо дать краткие пояснения. Если разрез формы не обеспечивает ясно­сти построения формы и литниковой системы, выполняют еще план нижней полуформы.

От правильного построения литниковой системы и опреде­ления размеров литниковых каналов зависит в значительной мере качество отливок.

В состав литниковой системы входят обычно следующие элементы: питатель, шлакоуловитель, стояк и литниковая ча­ша. Для облегчения удаления из полости формы паров и га­зов отдельно устанавливают выпор.

Расчет сводится к определению вначале площади сечения наиболее узкого места литниковой системы — обычно это пи­татель, а затем площадей сечения шлакоуловителя и стояка по отношению к площади сечения питателей.

Из условий гидравлически запертой системы соотношение сечений этих элементов можно принять равным:

SF_пит:F_шл:F_ст = 1: 1,2: 1,4,

где SF_пит – суммарная площадь сечения питателей, см².

Для расчета площади сечения питателей при выполнении работы можно пользоваться следующей формулой:

,

где М — коэффициент, зависящий от толщины стенки отлив­ки и равный:

0,41 при толщине стенки до 15 мм;

0,47 при толщине стенки 16 — 30 мм;

0,55 при толщине стенки свыше 30 мм;

G — масса металла в форме, кг.

Для расчета литниковых систем существуют и другие тео­ретические и эмпирические формулы, номограммы и таблицы, которыми пользуются в конкретных условиях с учетом мас­сы отливок, их сложности, марки сплава и т. д.

 

 

Вопросы № 2 по разделу

«Технология обработки металлов давлением»

 

Студент выбирает номер варианта своей работы в соответствии с двумя последними цифрами учебного шифра (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Две последние цифры учебного шифра	Номера вопросов к контрольной работе	Две последние цифры учебного шифра	Номера вопросов к контрольной работе
01, 21, 41, 61, 81 02, 22, 42, 62, 82 03, 23, 43, 63, 83 04, 24, 44, 64, 84 05, 25, 45, 65, 85 06, 26, 46, 66, 86 07, 27, 47, 67, 87 08, 28, 48, 68, 88 09, 29, 49, 69, 89 10, 30, 50, 70, 90	1, 21 2, 22 3, 23 4, 24 5, 25 6, 26 7, 27 8, 28 9, 29 10, 30	11, 31, 51, 71, 91 12, 32, 52, 72, 92 13, 33, 53, 73, 93 14, 34, 54, 74, 94 15, 35, 55, 75, 95 16, 36, 56, 76, 96 17, 37, 57, 77, 97 18, 38, 58, 78, 98 19, 39, 59, 79, 99 20, 40, 60, 80, 00	11, 31 12, 32 13, 33 14, 34 15, 35 16, 36 17, 37 18, 38 19, 39 20, 40

 

ВОПРОСЫ

15. В чем сущность процесса горячей объемной штамповки? Приведите описание вспомогательных операций при го­рячей объемной штамповке.

Таблица 2.2

Номер вопроса	Эскиз	Вариант
	2.10	А

35. Задача. Разработать технологический процесс по­лучения поковки на молоте в штампе по заданному эскизу. Эскиз детали выбрать в соответствии с вариантом задания и вариантом детали (табл. 2.2 и рис. 2.3 - 2.12).

При этом:

1) вычертить эскизы:

а) детали;

б) поковки;

в) облойной канавки;

2) выбрать оптимальный метод нагрева заготовки (указать температуру нагрева заготовки и процент угара металла);

3) определить массу и размеры поковки и заготовки;

4) вычертить эскиз окончательного (чистового) ручья штампа;

5) определить необходимую массу падающих частей штамповочного молота.

Рис. 2.10

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ