Контрольная работа по "Технологии материалов"

Остатки питателей  и заусенцев обрубают и обдирают абразивным кругом или на обрезных прессах. На заводах массового производства применяют абразивные автоматы и полуавтоматы.

 

Специальные способы изготовления отливок из стали.

 

Литье точных отливок в разовых формах.

Развитие массового  производства отливок привело к  разработке новых специальных способов литья: в разовые формы, в полупостоянные формы, в металлические формы. При производстве точных отливок в разовые формы исключается или уменьшается механическая обработка отливок. К таким способам литья относится литье в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, литье в гипсовые и стеклянные формы, литье по пенополистироловым моделям.

В полупостоянных формах (из шамота, металлокерамики, графита), без их разрушения можно получить несколько десятков и даже сотен  отливок.

В металлической  форме можно изготовить несколько тысяч отливок с размерами большой точности. К литью в металлические формы относятся литье в кокиль, центробежное литье, литье под давлением и др.

Литье в оболочковые  формы – процесс получения  отливок путем свободной заливки  расплавленного металла в оболочковые формы из термореактивных смесей.

Имеется большое  число вариантов изготовления отливок  по выплавляемым моделям, а также  рецептур модельных и формовочных  смесей.

 

Литье в металлические формы.

Литье в кокиль – процесс получения отливок  путем свободной заливки расплавленного металла в металлические формы-кокили.

Способ литья  в кокиль имеет преимущества перед  литьем в песчаные формы. Кокили выдерживают  большое число заливок (от нескольких сот до десятков тысяч) в зависимости  от заливаемого в них сплава.

Высокая теплопроводность кокиля ускоряет процесс кристаллизации сплава и способствует получению  отливок большой герметичности  и с высокими механическими свойствами. Высокая прочность металлических форм позволяет многократно получать отливки одинаковых размеров. Минимальное физико-химическое взаимодействие металла отливки и формы повышает качество поверхности отливки.

К недостаткам  этого способа литья относится  сравнительно малая стойкость и  высокая стоимость изготовления кокиля. Образование внутренних напряжений в отливке требует соблюдения точного технологического процесс литья.

 

Литье под давлением  – процесс получения отливок  в металлических формах, при котором  их заполнение сплавом и формирование отливок осуществляется под давлением.

Струя металла подается под большим давлением и скоростью. При этом газы из полости формы не успевают удалиться, что приводит к образованию в толстостенных отливках газовой пористости.

Сплав заливается в камеру прессования. При прессовании  струя металла, проходя через литниковые каналы, заполняет полость пресс-формы. При раскрытии пресс-формы отливка выталкивается толкателями.

 

Центробежное  литье. При этом способе литья  отливки получают свободной заливкой во вращающиеся формы. Отливки формируются  под действием центробежных сил. Центробежные силы отбрасывают заливаемый металл к стенкам формы, где он затвердевает, образуя пустотелую отливку. Центробежным литьем в промышленности получают стальные кольца, трубы и др.

При этом способе  литья исключается применение стержней для образования полостей цилиндрических отливок. Отливки отличаются большой плотностью и высокими механическими свойствами.

К недостаткам  центробежного литья относится  трудность получения качественных отливок из ликвирующих сплавов  и невозможность выполнения отверстий в отливках точных размеров.

В машинах с  вертикальной осью вращения металл из ковша заливают в форму, укрепленную  на шпинделе, который вращается от электродвигателя. Металл центробежной силой прижимается к боковой  цилиндрической стенке, образуя возле нее жидкий кольцевой слой. Форма вращается до полного затвердевания металла, после чего ее останавливают и извлекают отливку. При вертикальной оси вращения формы отливки имеют параболическую внутреннюю поверхность. Толщина верхней части отливки меньше, чем нижней части, так как при вращении формы часть металла стекает вниз.

 

Оборудование  для ковки, его характеристики.

 

Ковкой называют процесс горячей обработки давленим, при котором путем многократного  действия универсального подкладного  инструмента или бойков металл заготовки пластически деформируется, постепенно приобретая заданную форму, размеры и свойства.

Различают ковку ручную, применяемую иногда при мелких ремонтних работах и выполняемую с помощью наковальни и кувалды, и машинную, осуществляемую с помощью молотов и прессов.

Применяемый для  обработки кузнечный инструмент разделяют по функциональному назначению на основной, т.е. непосредственно деформирующий металл, и вспомогательный, предназначенный для удержания заготовки и манипулирования ею в процессе ковки.

Основные операции ковки – оадка, протяжка, пробивка, прошивка, скручивание, отрубка и  кузнечная сварка.

В  зависимости  от массы  и размеров сечения поковки  ее изготовляют на молоте или на прессе. Основной характеристикой ковочного  молота является масса падающих частей, а пресса – усилие, которое он может развивать. При ковке на молоте металл деформируется за счет кинетической энергии падающих частей, накопленной к моменту соударения с заготовкой. Молоты для ковки подразделяют на пневматические и паровоздушные.

 Пневматические ковочные молоты используют для ковки мелких поковок. Масса падающих частей таких молотов составляет 50-1000 кг. Молот имеет 2 циллиндра: компрессорный(13) и рабочий(8). Поршень(12) компрессорного цилиндра приводится в возвратно-поступательное движение от электродвигателя(18) через редуктор(16) посредством кривошипно-шатунного механизма(14,15). Оба циллиндра соединены друг с другом воздухораспределительным устройством, состоящим из кранов (9...11) с каналами. Сжатый в компрессорном циллиндре воздух через воздухораспределительное устройство направляется вверх или вниз рабочего циллиндра, перемещая соответственно поршень(7) , изготовленный заодно с бабой (6). Отработавший воздух при этом удаляется в выхлопную трубу. Краны воздухораспределительного устройства переключаются нажатием педали (1) или рукояти.

Верхний боек (5) крепится клином к бабе, а нижний боек (4) – к подушке (3), закрепленной клином на шаботе (2), не связанном со станиной молота. Масса шабота превышает массу падающих частей (поршень, баба, верхний бое) в 10-15 раз. В зависимости от массы падающих частей молоты совершаю 95-225 ударов в минуту. КПД этих молотов составляет 6-7 %.

 

 

Паровоздушные ковочные молоты двойного действа используют для ковки мелких и средних  по массе поковок. Они приводятся в действие паром, поступающим по паропроводу от котла, под давлением 700-900 кПа (7-9 ат), или сжатым воздухом, который подается по трубопроводу от комрессоров под давлением до 700 кПа (7 ат). В таких молотах пар поступает из сети(12) в золотниковый цилиндр (13), в котором, обойдя золотник (10),поступает вверх рабочего цилиндра (8), заставляя двигаться вниз поршень (9), соединенный со штоком(7), бабой (5) и верхним бойком(4). Одновременно пар из нижней части рабочего циллиндра выходит в золотниковый цилиндр (13) и через центральное отверстие золотника (10) в трубопровод (14) на выхлоп. Если золотник (10) опустить, то пар, находящийся над поршнем в верхней части циллиндра, поступит на выхлоп в трубопровод(14).

Управление  молотом осуществляется ручкой (17), связанной тягами с золотником(10). Нижний боек (3) укреплен в подушке(2), установленной на шаботе (1). Масса падающих частей ковочных паровоздушных молотов 1000-8000 кг, а КПД 2-3%. Число ударов таких молотов при наибольшем ходе бабы 63-31 в минуту. Молоты называют двойного действия потому, что воздх или пар поступает в рабочеий циллиндр поочередно для подъема и опускания падающих частей.

 

 

 

 

 

Гидравлические  ковочные прессы используют для изготовления средних и крупных по массе поковок. Принцип их действия основан на законе Паскаля. Гидравлический пресс имеет нижнюю неподвижную поперечину (13), которая крепится на фундаменте. На нижней поперечине установлен подвижный стол (12) с нижним бойком (1). Стол приводится в движение от гидроциллиндра, который на схеме не показан. Четыре стальные колонны (3) связывают нижнюю неподвижную поперечину (13) с верхней неподвижной поперечиной (10), на которой укреплены рабочий циллиндр (6) и возвратные циллиндры (9). В этих циллиндрах могут перемещаться соответственно рабочий (5) и возвратный (8) плунжеры. Рабочий плунжер (5) искреплен с подвижной поперечиной (4), к которой крепится верхний боек (2). Плунжеры возвратных цилиндров соединены с траверсой (7),  которая тягами (11), в свою очередь, соединена с подвижной поперечиной (4).

Холостой ход  производится жидкостью низкого  давления, которая поступает в рабочий цилиндр из наполнительного бака. При рабочем ходе в рабочий цилиндр пресса подают жидкость (водную эмульсию или минеральное масло) высокого давления (20-45 Мпа (200-450 кгс/см²)). При опускании подвижной поперечины (4) жидкость из возвратных цилиндров вытесняется плунжером (8) в сливной бак. При обратном ходе жидкость под давлением подается в возвратные цилиндры (9), а из рабочего цилиндра вытесняется плунжером (5) в сливной бак. КПД гидравлического пресса составляет 6-8%. Гидравлические ковочные прессы строят усилием до 200 МН (20000 т). На них куют поковки из слитков массой до 500 т.

Скорость движения бойка молота к моменту соударения с поковкой составляет 7-8 м/с, а бойка  пресса – 0,1-0,3 м/с. Ударный характер приложения нагрузки при ковке на молоте вызывает повышенную утомляемость рабочих и создает сотрясения грунта, вследствие чего необходимо устройство громоздких фундаментов. Прессы не требуют таких больших и тяжелых фундаментов.

Так как при  ковке используют тяжелые заготовки  и слитки, многие операции (загрузка и выгрузка заготовок из печи, подача к молоту или прессу, манипулирование с заготовкой в процессе ковки и т.д.) механизированы. В СССР и за рубежом имеются автоматизированные ковочные комплексы, включающие гидропресс, ковочные и инструментальный манипуляторы, работающие по заданной программе. Механизация и автоматизация повышают производительность кузнечного оборудования, улучшают качество выпускаемых поковок и облегчают труд работающих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Газовая сварка. Сущность, технологию, оборудование и область применения.

 

Способ газовой  сварки был разработан в конце  прошлого столетия, когда

начиналось  промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В тот период газовая сварка являлась основным способом сварки металлов и

обеспечивала  получение наиболее прочных сварных соединений. В

дальнейшем  ссозданием и внедрением высококачественных электродов для дуговой сварки, автоматической и полуавтоматической дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов (аргона, гелия и углекислого газа и др.), газовая сварка была постепенно вытеснена из многих производств этими способами электрической сварки. Тем не менее, и до настоящего времени газовая сварка металлов наряду с другими способами сварки широко применяется в народном хозяйстве.

Сварка  металлов. Назначение и преимущества сварки.

Сварку применяют  для получения неразъемного соединения деталей при

изготовлений  изделий, машин и сооружений из металла. Прежде для этого

преимущественно пользовались клепкой. Сварное изделие имеет меньшей вес, чем клепальное, проще в изготовлении, дешевле, надежнее и может быть выполнено в более короткий срок, с меньшей затратой труда и материалов. Сваркой можно изготовлять изделия очень сложной формы, которые прежде удавалось получить только отливкой или кузнечной и

механической  обработкой.

Сварные швы  обеспечивают высокую надежность (плотность  и прочность)

резервуаров и  сосудов, в том числе и работающих при высоких температурах и давлениях газов, паров и жидкостей.

Газовая сварка относится к сварке плавлением. Процесс газовой сварки состоит в нагревании кромок деталей в месте их соединения до расплавленного состояния пламенем сварочной горелки. Для нагревания и расплавления металла используется высокотемпературное пламя, получаемое при сжигании горючего газа в смеси с технически чистым кислородом. Зазор между кромками заполняется расплавленным металлом присадочной проволоки.

Материалы, применяемые при газовой сварке.

 

Кислород

Для получения  сварочного пламени с высокой  температурой, необходимо для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары горючей жидкости сжигают в смеси  с чистым кислородом.

Технический кислород добывают из атмосферного воздуха который  подвергают обработке в воздухоразделительных установках, где он очищается от углекислоты и осушается от влаги.

Жидкий кислород хранят и перевозят в специальных  сосудах с хорошей

теплоизоляцией. Для сварки выпускают технический  кислород трех сортов:

высшего, чистотой не ниже 99.5%

1-ого сорта  чистотой 99.2%

2-ого сорта чистотой 98.5% по объему.

Остаток 0.5-0.1% составляет азот и аргон.

 

Ацетилен

В качестве горючего газа для газовой сварки получил  распространение ацетилен соединение кислорода с водородом. При нормальной to и давлением ацетилен находится в газообразном состоянии.

Ацетилен для  промышленных целей получают разложением жидких горючих действием электродугового разряда, а также разложением карбида кальция водой.

 

Газы заменители ацетилена.

При сварке металлов можно применять другие газы и  пары жидкостей. Для эффективного нагрева и расплавления металла  при сварке необходимо чтобы t^o пламени была примерно в два раза превышала t^o плавления свариемого металла.

Для сгорания горючих  различных газов требуется различное кол-во кислорода подаваемого в горелку.

 

Сварочные проволоки и флюсы.

В большинстве  случаев при газовой сварке применяют  присадочную проволоку близкую по своему хим. составу к свариваемому металлу. Нельзя применять для сварки  случайную проволоку  неизвестной марки Поверхность проволоки должна быть гладкой и чистой без следов окалины, ржавчины, масла,  краски и прочих загрязнений. Температура плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже to плавления металла.