Geum.ru

Н. К. Джемилев технология конструкционных материалов методические указания

Вид материалаМетодические указания

Содержание


3. Варианты контрольного задания
4. Перечень лабораторных работ
5. Рекомендуемая литература
Подобный материал:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ


Н.К. Джемилев


ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ


Методические указания и контрольные задания (с программой) для студентов-заочников специальности 250303 факультета МТД.


Екатеринбург 2007
  1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЁ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ


Прогресс в области машиностроения и эксплуатации машин и механизмов связан с внедрением прогрессивных технологических процессов получения и обработки материалов. Без знания основ технологии металлов невозможно рациональное использование и создание новой технологии.

«Технология конструкционных материалов и материаловедение» является инженерной дисциплиной, которая широко используется при изучении ряда специальных дисциплин, курсовом и дипломном проектировании, а также имеет большое самостоятельное значение в практической деятельности инженера.

Задачи дисциплины заключаются в усвоении основных представлений о строении и производстве металлов, изготовлении заготовок, их механической и термической обработке, маркировке материалов.

Студенты, прошедши курс технологии конструкционных материалов и материаловедения, должны уметь следующее:

- исходя из особенностей детали, инструмента или конструкции выбрать материал и методы получения заготовок и готовых изделий;

- назначить режим механической и термической обработки деталей;

- проводить экономическое сравнение целесообразности применения того или иного материала и вида обработки.

- по марке материала давать его краткую характеристику;

- проводить простейшие исследования материалов, например, макро- и микроанализ структуры, определение твердости и т.п.


2. Содержание дисциплины


2.1. Введение.

Значение курса технологии конструкционных материалов и материаловедения. Основные свойства металлов. Методы получения металлов, заготовок и готовых изделий.

2.2. Основы материаловедения и термической обработки.

2.2.1. Строение и свойства металлов и сплавов. Типы кристаллических решеток. Явление аллотропии. Кристаллизация металлов. Строение сплавов. Основные тип диаграмм состояния.

2.2.2. Диаграмма состояния железо-углерод. Классификация, маркировка, свойства и применение чугунов.

2.2.3. Сущность и виды термической обработки стали. Отжиг, нормализация, закалка и отпуск стали. Режимы термообработки. Выбор их в зависимости от условий работы деталей, инструмента.

2.2.4. Поверхностная закалка стали ТВЧ. Химико-термическая обработка стали.

2.2.5. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Классификация, маркировка и применение легирующих сталей.

2.2.6. Цветные металлы и сплавы. Сплавы меди и алюминия. Их свойства и применение.

2.3. Основы технологии обработки металлов давлением.

Физико-механические основы обработки давлением. Холодная и горячая деформация. Влияние различных факторов на пластичность. Классификация видов обработки давлением. Основные виды обработки давлением: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, объемная и листовая штамповка. Сущность процессов, области применения, получаемая продукция, применяемое оборудование.

2.4. Основы технологии литейного производства.

Общая технологическая схема получения отливок. Изготовление отливок в песчано-глинистых формах. Модельный комплект. Формовочные и стержневые смеси. Литниковая система и её назначение. Сборка формы и заливка. Понятие об изготовлении отливок специальными способами литья (кокильное, центробежное, литьё по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы). Области применения специальных видов литья. Контроль качества отливок и способы устранения литейных дефектов.

2.5. Основы технологии сварочного производства.

Физические основы сварки плавлением и давлением. Классификация способов сварки и области их применения. Дуговая сварка, виды сварки, выбор режима сварки. Источники сварочного тока. Ручная и автоматическая сварка. Сварочные материалы. Газовая сварка. Резка металлов. Сущность и схема процессов.

Способы сварки давлением (стыковая, точечная, шовная). Особенности сварки стали, чугуна и цветных металлов. Контроль качества сварных швов и соединений.

2.6. Основы обработки конструкционных материалов резанием. Элементы режимов резания при точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании. Геометрия токарного резца. Износ и стойкость режущего инструмента. Обработка заготовок на токарных, сверлильных, фрезерных и шлифовальных станках. Нарезание резьбы и зубчатых колес.


3. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ


Каждое контрольное задание приведено в 10 вариантах и содержит три вопроса. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответствует последней цифре номера его шифра. Вариант 10 выполняют студенты, шифр которых оканчивается на нуль.

Контрольное задание выполняется в письменном виде. Текст вопроса должен быть написан перед ответом на него и подчеркнут. Ответы на вопрос контрольного задания должны быть четкими и ясными, основываться на теоретических положениях, изложенных в рекомендуемых учебниках, иллюстрироваться схемами, эскизами, а также примерами из учебной литературы. Ответы на вопросы контрольного задания необходимо давать кратко своими словами, не переписывая соответствующий текст из учебника.

На страницах работы должны быть оставлены поля для замечаний рецензента. В конце выполненного задания студент должен привести список использованной литературы, поставить дату выполнения работы и свою подпись.

Контрольная работа должна быть выполнена в течение семестра до проведения лабораторных работ. При невыполнении задания студенты не допускаются к сессии (к зачету или экзамену).


ВАРИАНТ 1


1. Опишите технологию изготовления отливок из серого чугуна в песчано-глинистых формах при ручной формовке.

2. Опишите технологический процесс изготовления проволоки методом волочения.

3. Опишите основные способы механических испытаний металлов при растяжении и ударном изломе. Приведите эскизы образцов, схемы испытаний и показатели механических свойств.


ВАРИАНТ 2


1. Опишите технологию изготовления мелких отливок в песчано-глинистых литейных формах, изготовленных машинной формовкой.

2. Опишите основные процессы прокатки металла. Приведите принципиальные схемы продольной и поперечно-винтовой прокатки; сортамент проката.

3. Опишите отжиг стали, виды отжига и их назначение. На диаграмме состояния железо-углерод укажите зоны нагрева стали при отжиге. Определите температуру полного отжига прутков из стали 40.


ВАРИАНТ 3


1. Опишите технологию изготовления мелких отливок литьем по выплавляемым моделям.

2. Опишите технологию изготовления штампованной поковки.

3. Опишите процесс закалки углеродистых сталей. Цель и виды закалки. На диаграмме состояния железо-углерод укажите зоны нагрева стали под закалку. Опишите температуры нагрева под закалку деталей из стали 40 и инструмента из стали У12.


ВАРИАНТ 4


1. Опишите технологию изготовления отливок литьем в оболочковые формы.

2. Выберите тип оборудования и опишите технологический процесс получения болтов методом объемной штамповки при серийном производстве.

3. Опишите процесс отпуска сталей. Цель и виды отпуска. Выберите температуры отпуска пилы по дереву из стали У8 и болтов из стали 40.


ВАРИАНТ 5


1. Опишите технологию изготовления отливок литьем в кокиль.

2. Выберите оборудование и опишите технологию получения колпачка из тонколистовой стали.

3. Опишите процесс нормализации углеродистых сталей. Цель нормализации. На диаграмме состояния железо-углерод укажите зоны нагрева стали при нормализации. Выберите температуру нормализации стали У12А.


ВАРИАНТ 6


1. Опишите технологию изготовления отливок литьем под давлением.

2. Опишите технологию сварки кислородно-ацетиленовым пламенем трубопровода из стали.

3. Опишите процесс цементации стали. Цель и виды цементации. Марки цементируемых сталей и физико-химические процессы, протекающие при цементации. Виды и назначение термической обработки после цементации.


ВАРИАНТ 7


1. Опишите технологию изготовления труб из серого чугуна центробежным литьем.

2. Опишите технологию ручной дуговой сварки стальной конструкции из уголка толщиной 3 мм, предназначенной для складирования деревянных заготовок.

3. Опишите процесс азотирования стали. Цель азотирования. Марки азотируемых сталей и физико-химические процессы, протекающие при азотировании. Режимы и схема процесса азотирования.


ВАРИАНТ 8


1. Опишите технологию получения звеньев пластинчатой цепи из листовой стали при серийном производстве. Какие при этом применяются операции и инструмент.

2. Опишите технологический процесс электрической контактной роликовой сварки листа. Как проводят подготовку поверхности к сварке?

3. Выберите способ поверхностной закалки зубчатых колес из стали 45 в ремонтном производстве. Опишите выбранный способ закалки (температурный режим, оборудование, схему структуры по сечению зубьев шестерни).


ВАРИАНТ 9


1. Опишите технологию получения заготовки с отверстием методом свободной ковки. Перечислите используемое оборудование, инструмент и операции.

2. Выберите тип оборудования, инструмент и приспособления для изготовления шестерни с прямым зубом.

3. Назначьте полный режим термической обработки фрезы по дереву из стали У8. По диаграмме состояния железо-углерод выберите нужные температуры нагрева.


ВАРИАНТ 10


1. Опишите технологический процесс прессования труб. Перечислите используемое оборудование и инструмент.

2. Выберите тип оборудования, инструмент и приспособления для получения шпоночной канавки на вале.

3. По диаграмме состояния железо-углерод выберите температуру закалки стали 45. Приведите химический состав стали и схему получения структуры.


4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


Из указанных ниже лабораторных работ в соответствии с учебным планом выполняются 3 – 4 работы.


№ занятия
Содержание лабораторных работ
Часы

1
Структура углеродистых сталей в равновесном состоянии
4

2
Структура и свойства чугунов
4

3
Термическая обработка углеродистых сталей. Методы определения твердости (Бринелль, Роквелл)
4

4
Технология получения отливок в песчано-глинистых формах
4

5
Изучение сварки металлов
4

6
Изучение устройства металлорежущих станков и исследование влияния элементов режима резания и геометрии резца на шероховатость обработанной поверхности
4

7
Настройка универсально-фрезерного станка на нарезание зубчатого колеса
4



5. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА


1. Сайт кафедры технологии металлов УГЛТУ www.tmetall.narod.ru.

2. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, М.: Высшая школа, 2002.

3. Металловедение и технология металлов /Под ред. Ю.Н. Солнцева. – М.: Металлургия, 1983, 512 с.

4. Богатырева А.С., Блюм Э.Э. Материаловедение: Метод. указ. – М.: Ленинград, 1988, 38 с.

5. Технология металлов /Под ред. Н.В. Кнорозова. – М.: Металлургия, 1979, 903 с.

6. Джемилев Н.К. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Метод. указ. Раздел: Технология литейного производства. – Свердловск, 1986, 16 с.

7. Блюм Э.Э., Поморцев А.Л. Технология конструкционных материалов: Метод. указ. Раздел: Сварка металлов. – Свердловск, 1991, 12 с.

8. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Метод. указ. Раздел: Обработка металлов резанием /под. ред. Б.А. Потехина. – Свердловск, 1990, 34 с.

9. Блюм Э.Э., Джемилев Н.К. Основы литейного производства и обработки металлов давлением. – Свердловск, 1991, 84 с.