А.В. ЧЕРНОГЛАЗОВА, Ф.Н.КУРТАЕВА

А.В. ЧЕРНОГЛАЗОВА, Ф.Н.КУРТАЕВА

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

(ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ)

Учебное пособие

Казань 2012

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Им. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ»

_______________________________________________________________

 

А.В. ЧЕРНОГЛАЗОВА, Ф.Н.КУРТАЕВА

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

(ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ)

 

 

Учебное пособие

 

Под редакцией проф.Э.Р.Галимова

 

 

Рекомендовано к печати Учебно-методическим центром

КНИТУ им. А.Н.Туполева -КАИ

 

Казань 2012

УДК

 

                                                                                         

А.В. ЧЕРНОГЛАЗОВА, Ф.Н. КУРТАЕВА: «Технология конструкционных материалов» : учебное пособие. –Казань, : Изд-во КНИТУ-КАИ

     ISBN

 

 

Учебное пособие предназначено для выполнения контрольных работ студентов заочного обучения по направлению 151000, 151900, 150700, 150100. В пособии представлены темы, вынесенные на самостоятельное изучение, вопросы к контрольной работе.

В работе даны методические указания по разработке технологического процесса получения отливки, справочные материалы.

 

 

Табл. . Ил.   . Библиогр.: назв.

 

 

Рецензент:

 

 

ISBN         Изд-во Казан. гос. техн. ун-та,2012.

А.В.Черноглазова, Ф.Н. Куртаева 2012.

 

 

Курс «Технология конструкционных материалов» для студентов заочного отделения является базовой дисциплиной профессионального цикла. Необходимой составляющей дисциплины является выполнение контрольной работы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

• Цели и задачи дисциплины.

 

Целью дисциплины является подготовка высококвалифицированных специалистов в области машиностроения, хорошо понимающих современные рациональные и распространенные технологические методы формообразования заготовок и деталей используемых в летательных аппаратах и в общем машиностроении.

Задачами дисциплины являются:

- Изучение технологических процессов для получения высококачественной продукции

- Изучение современных методов формообразования заготовок и деталей из различных материалов

- Ознакомление с методами проектирования технологических процессов литья, ОМД, сварки и другими процессами, обеспечивающими высокую надежность и долговечность техники.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

- Знание основных технологических процессов получения заготовок и деталей

- Умение проектировать технологические процессы для изготовления изделий летательных аппаратов

- Умение правильно подобрать тот или иной технологический процесс для изготовления деталей летательных аппаратов.

СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ ВЫНЕСЕННЫХ НА

САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ.

Раздел 1 Технология конструкционных материалов

Тема 1. Физико-химические основы получения черных и цветных металлов и сплавов.

Металлургия железа. Материалы для производства металлов и сплавов. Руды. Флюсы. Топливо.

Производство чугуна. Доменная плавка. Физико-химические процессы получения чугуна.

Производство стали в электрических и мартеновских печах. Конвертерный способ.  

Тема 6. Основы технологии порошковой металлургии

Порошковые сплавы, марки, принципы получения, требования к дисперсности и чистоте. Способы изготовления изделий из металлических порошков. Маршрутная технология получения деталей порошковой металлургией. Шихтовые процессы. Технология формования. Технология спекания. Служебные свойства деталей порошковой металлургии.

Достоинства процесса. Коэффициент использования материала.

Ресурсосбережение. Особенности технологии изготовления деталей из сплавов на основе бериллия.

Принципы гранульной технологии высоконагруженных деталей. Перспектива применения. Ограничения по применению.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ Общие указания

Вариант работы выполняется студентом в соответствии с заданием. Каждая работа состоит из 3-х теоретических вопросов и расчетной работы.

Требуется обстоятельный ответ на поставленный вопрос, соответствующий расчет и эскизы, выполненные с соблюдением правил ЕСКД, ЕСТД на ватмане формата А4. Выбираемые величины и коэффициенты должны быть обоснованы, используемые формулы нужно сопровождать текстовыми пояснениями. Работа должна быть выполнена разборчивым почерком, чертежи и эскизы выполняются карандашом или шариковой ручкой с соблюдением требований ЕСКД. Задания разработаны с таким расчетом, чтобы студент, тщательно изучив каждый раздел программы, имел возможность дать письменный ответ на поставленный вопрос. Задание должно выполняться творчески, самостоятельно, с использованием практического опыта. В конце работы необходимо дать список использованной литературы, указать дату выполнения работы и подписать её.

Пояснительную записку выполняют на листах формата А4.

В состав пояснительной записки входят титульный лист, содержание,

задание, основной текст, список использованных источников и приложения.

Пример оформления титульного листа

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева – КАИ

Технологий

 

Контрольная работа

дисциплина: "Технология конструкционных материалов"

Выполнил: студент группы

                                               Проверил

 

Казань 2012

Вопросы к контрольной работе

                                   Вариант 1

1. Изложите современные состояние и перспективы развития производства черных и цветных металлов, а также неметаллических материалов. Приведите контрольные цифры производства чугуна, стали цветных металлов, проката и пластмасс.

2. Опишите производство чугуна: исходные материалы для плавки чугуна и их подготовка к плавке; устройство и работа доменной печи (эскиз); процесс выплавки чугуна; продукты доменного производства, состав, классификация чугуна и область применения; пути интенсификации доменного производства.

3. Опишите способы получения металлических порошков: перечислите способы получения порошков; какая форма частиц порошка получается перечисленными способами; какими свойствами должны обладать порошковые материалы.

Вариант 2.

1. Опишите процесс получения стали: перечислите способы производства стали и дайте их сравнительную характеристику; опишите технологический процесс производства стали в конвертерах; устройство и работу конвертера (эскиз конвертера, химические реакции процесса); дайте характеристику полученных в конвертерах сталей; технико – экономические показатели работы конвертеров.

2. Опишите технологические процессы получения изделий из металлических порошков: схемы процессов холодного прессования; характеристика получаемых изделий.

3. Опишите процесс получения изделий из пластмасс прямым и литьевым прессованием: дайте схему процессов; опишите последовательность операций; какие изделия можно получать данными способами.

Вариант 3.

1. Опишите процессы получения стали в мартеновской печи: устройство и работа мартеновской печи (эскиз печи); химические реакции; технологию выплавки стали; состав, классификацию и качество получаемых сталей; технико – экономические показатели работы мартеновских печей.

2. Опишите технологический процесс получения изделий из металлических порошков горячим прессованием: схема процессов горячего прессования; характеристика получаемых изделий.

3. Опишите технологический   процесс получения изделий литьем под давлением пластмасс: схема процесса; последовательность операции; характеристика материала; какие изделий можно получать данным способом.

Вариант 4.

1. Опишите процесс получения стали в электропечах (дуговой и индукционной): исходные материала и их подготовка; устройство и работа электропечей; процесс выплавки стали; состав, классификация и качество получаемых сталей; технико – экономические показатели работы электропечей и пути интенсификации процесса плавки стали в электропечах.

2. Опишите технологический процесс получения железо – и бронзографитовых изделий из порошков: характеристика исходных материалов; схема процесса; основные режимы прессования, спекания, пропитки; технико – экономические показатели процесса.

3. Опишите технологический процесс получения изделий из пластмасс методами пневматической и вакуумной формовки: схема процессов; характеристика применяемого материала; получаемые изделия.

 

 

Вариант 5.

1. Опишите производств меди: исходные материалы и их подготовка к плавке; технология получения штейна и черновой меди; способы рафинирования меди; марки меди, ее сплавы, классификация и области применения меди и ее сплавов в деталях судовых механизмов и машин.

2. Опишите технологический процесс получения твердосплавного инструмента методом порошковой металлургии: характеристика и состав применяемых материалов; схема процесса прессования; технологические режимы процесса; характеристика свойств получаемых изделий.

3. Опишите технологический процесс получения изделий сваркой пластмасс: характеристика материалов, применяющихся для сварки пластмасс; технологические процессы сварки (схема процесса и его характеристика); получаемые изделия и их свойства.

Вариант 6.

1. Опишите производство алюминия: исходные материалы и их подготовка к плавке; технология получения глинозема и его электролиз; способы рафинирования и область применения алюминия и его сплавы, классификация и область применения алюминия и его сплавов для изготовления деталей судовых механизмов и машин.

2. Опишите процессы обработки металлов давлением (прокатки, прессования, волочения): сущность процессов обработки металлов давлением; способы обработки металлов давлением (схему процессов прокатки; прессования и волочения); современное состояние, место и значение процессов обработки металлов давлением в производстве полуфабрикатов и профилей; перспективы развития процессов обработки металлов давлением.

  3.Опишите производство фасонных профилей из неметаллических материалов экструзией: основы и сущность процессов экструзии; характеристика неметаллических материалов, перерабатываемых в фасонные профили методом экструзии; технология экструзии; сортамент и характеристика фасонных профилей, получаемых экструзией.

Вариант 7.

1. Опишите технологию получения титана: исходные материалы и их подготовка; способы получения титановой губки; технология выплавки металлического титана; марки титана, его сплавы, классификация и области применения.

2. Опишите технологические процессы штамповки: схемы основных способов штамповки (объемной и листовой); характеристика материала; инструмент; технико – экономические показатели и область применения для изготовления деталей судовых механизмов и машин.

3. Опишите технологические процессы получения пленок и листов из неметаллических материалов: характеристика неметаллических материалов; особенности технологии получения пленок и листов; характеристика получаемых изделий и область их применения.

Вариант 8.

1. Опишите технологию получения вольфрама: исходные материалы и их подготовка; методы восстановления вольфрама; характеристика получаемого полуфабриката и его дальнейшая переработка; основные характеристики вольфрама и область его применения в технике.

2. Изложите физико – механические основы обработки металлов давлением: теоретические основы ОМД - упругая и пластическая деформация металлов и их физическая сущность; понятие о холодной и горячей деформации; основные закономерности процессов пластического деформирования; влияние условий деформации на свойства и структура металла.

3. Опишите технологию получения металлических порошков: исходные материалы и их подготовка; методы и технология получения порошков; классификация порошков и их свойства; технико – экономические показатели применения порошков в производстве деталей машин и их ремонте.

Вариант 9.

1. Опишите производства магния: исходные материалы и их подготовка к плавке; электролитический способ производства магния; рафинирование магния; маркировка магния, его сплавы, классификация и область применения.

2. Опишите технологический процесс получения металлокерамических заготовок (деталей и изделий): характеристика порошков, используемых для получения металлокерамических заготовок; подготовка порошков и составление шихты; схемы и методы формообразования заготовок из порошков; основы конструировании металлокерамических деталей; технический контроль качества в производстве металлокерамических изделий.

3. Перечислите способы получения изделий из пластмасс и дайте их краткую характеристику: схема процессов; материалы, перерабатываемые описываемым способом; свойства полученного изделия и область его применения.

Вариант 0.

1. Опишите металлургические процессы производства стали: исходные материалы для выплавки стали; схемы процессов производства стали; технологию выплавки стали по описываемому процессу; технико – экономические сравнительные показатели характеризуемых процессов выплавки али.

2. Опишите процесс нагрева металла перед обработкой  давлением: назначение нагрева металла перед обработкой давлением; требования, предъявляемые к нагреву металла, режим нагрева - и их устранение.

3. Опишите технологический процесс контактного формования: схема процесса; применяемый материал; получаемые изделия и их характеристика.

Пример выполнения практической части работы

На данном примере приведен порядок разработки  технологического процесса получения литой заготовки крышки гидроцилиндра. Наиболее простым и экономически выгодным способом получения заготовок крышек гидроцилиндра, выбранным с учетом требований чертежа и серийности изготовления (см. рис.7) и обеспечивающим качество детали, является литье в разовые формы с формовкой по модели. Конструирование модели начинаем с нанесения на чертеже детали всех технологических указаний в соответствии с ГОСТ 2.423-73 (см. рис. 7)

Для извлечения модели из уплотненной формовочной смеси делаем ее разъемной. Так как разъем модели совпадает с разъемом формы, то обозначаем его - МФ. Располагаем отливку в форме так, чтобы ее ответственные поверхности Б при заливке находились внизу или вертикально. Положение отливки в форме при заливке обозначаем буквами В (верх) и Н (низ). Мелкие выемки, выступы Г и отверстия Д, М, диаметром менее 10 мм в литье не получают, а рассчитывают на их оформление при последующей механической обработке.

Для облегчения извлечения модели из форм, на поверхностях Е, Ж,З,К в соответствии с ГОСТ 3212-80 предусматриваем формовочные уклоны. Величина формовочных уклонов на чертеже выбрана для деревянного модельного комплекта.

Для поверхностей, подвергающихся механической обработке по ГОСТ 1855-55 определяем припуски, их величину показываем цифрами перед знаками шероховатости.

Изображаем на чертеже стержень, оформляющий внутреннюю полость отливки. При этомо ГОСТ 3606-80 определяем длину знаков, и величину формовочных уклонов «β» и «α» на знаковых поверхностях.

Устанавливаем величину усадки, на которую необходимо увеличить размеры модели и рабочей поверхности стержневого ящика. Принимаем величину усадки равную 1%. По чертежу детали с учетом припусков уклонов, стержневых знаков и усадки вычерчиваем верхнюю и нижнюю части модели (рис. 8.).

Чертеж детали с технологическими указаниями допускается применять в качестве чертежа отливки. Внутренний контур обрабатываемых поверхностей, а также отверстий, впадин, выточек, не выполняемых в литье, наносят сплошной тонкой линией.

После разработки чертежа отливки и модели, приступаем к проектированию литейной формы (рис. 9). Прежде всего учитываем количество получаемых в форме отливок. Учитывая мелкосерийное производство данной детали, ее габариты и массу, размещаем в форме одну отливку.

Производим конструирование и расчет элементов литниково – питающей системы.

Прибыли применяются при изготовлении отливок из белого, ВЧШГ и высоколегированных чугунов, а из серого чугуна они применяются при низком содержании углерода или наличии толстых стенок. В данном случае имеются сечения в местах приливов под отверстия Д. Для предотвращения образования усадочной рыхлости в этих местах устанавливаем по числу отверстий две небольшие прибыли, объем которых рекомендуется принимать 2-4% от объема отливки. Масса каждой прибыли в нашем примере составит 5 кг, а диаметр 70 мм при высоте 180 мм. Для удаления газов на верхнем торце отливки предусматриваем два выпора. Масса отливки четом принятых прибылей и назначенных припусков составит примерно 260 кг.

Расплав подводим по разъему к нижней поверхности фланца (рис. 9). Остаток питателя в этом случае будет удаляться при снятии припуска на механическую обработку (рис. 10).

Сечение питателей ΣF_пит определяем по формуле:

ΣF_пит =

Продолжительность заливки τ вычисляем по формуле:

τ = 1,11× S  = 1,11 × 1,7  = 30,4c

Поправочный коэффициент S выбираем по табл. 9; S = 1,7.

Удельную скорость заливки К берем по табл. 8 в зависимости от относительной плотности отливки П_отн (относительная плотность отливки определяется как отношение массы отливки к ее габаритному объему). Габаритный объем отливки определяется по габаритным размерам с учетом объема прибылей. В нашем примере габаритный объем равен v = 127 дм³.

П_отн =  =  = 2,04 кг/дм³

По табл. 8 К=0,75.

Расплав в полость формы подводим через 2 питателя (см. рис. 7), следовательно, сечение каждого питателя равно 5,7 см².

Из соотношения (4):

∑F_n  : F_шп : F_ст = 1 : 1,06 : 1,11              

определяем сечение шлакоуловителя и стояка

F_шл=12,1 см²              F_ст=13,4 см²

Определим диаметр стояка. Он равен 4,1 см.

Принимаем Д_ст = 45 мм.

Устанавливаем по табл. 2 минимальные толщины стенок песчаной формы (см. рис. 3)

а = 100 мм, в = 100 мм, с = 60 мм, d = 70 мм, е = 60 мм.

Окончательные размеры опок выбираем по ГОСТ 2133-75

L×B×H = 900 х 800 х 300

Температуру заливки находим из таблицы 10, она равна 1300 – 1350◦^◦С. 

Время затвердевания отливки рассчитать по формуле 8. Все значения теплофизических величин приведены в табл. 11

Таблица 2.

Минимальные толщины стенок песчаной формы, мм

Масса отливки, кг	а	в	с	d	е*	е
до 5	40	4	30	30	30	30
5 - 10	50	50	40	40	40	30
10 - 25	60	60	40	50	50	30
25 - 50	70	70	50	50	60	40
50 - 100	90	90	50	60	70	50
100 - 250	100	100	60	70	100	60
250 - 500	120	120	70	80	-	70
500 - 1000	150	150	90	90	-	100
1000 - 2000	200	200	100	100	-	150
2000	250	250	125	125	-	200

 

Таблица 3.

Припуски на обработку в зависимости от размера детали, способа производства характеристики ложности отливки.

Наибольший размер отливки (длина или высота), мм	Припуск, мм
	массовое производство		Серийное производство		Единичное производство
	простая	сложная	простая	сложная	простая	сложная
	отливки		отливки		отливки
Отливки из серого чугуна
До 100	2	2	3	3	3	4
101 - 1200	2 - 4	3 - 6	3 - 6	3 - 8	3 - 8	4 – 10
1201 - 2600	5 - 6	7 - 8	7 - 8	9 -10	9 - 10	11 – 12
2601 - 5400	-	-	9 - 10	11 - 12	11 - 14	14 – 16
Свыше 5400	-	-	12	14	16	18
Отливки из стали
До 200	3	4	4	6	6	7
201 - 1200	3 - 6	4 - 9	4 - 9	7 - 12	7 - 12	9 – 15
1201 - 2600	7 - 9	10 - 12	10 - 12	13 - 15	13 - 15	16 – 18
2601 - 5400	-	-	13 - 15	16 - 18	16 - 18	21 – 24
Свыше 5400	-	-	18	24	24	30
Отливки из цветных сплавов
До 200	2	2	2	3	3	4
201 - 2600	2 - 5	2 - 6	2 - 6	2 - 6	4 - 8	5 – 10
2601 - 5400	-	-	7 - 8	9 - 10	9 - 10	11 – 13
Свыше 5400	-	-	9	12	12	16

 

Таблица 4.

Радиусы галтелей при сопряжении стенок отливки

	R		R		R		R
До 12	6	27-35	15	60-80	30	200-250	60
12-16	8	35-45	20	80-110	35	250-300	80
20-27	12	45-60	25	110-150	40	Более 300	100
				150-200	50

 

Таблица 5.

Минимальные размеры отверстий, получаемых в литье

Отливки из серого чугуна	толщина стенки, мм	8-10	20-25	40-50
	Минимальный диаметр, отливаемого отверстия мм	а>50
Отливки из цветных сплавов	толщина стенки, мм	До 40	40-60	60-80
	Минимальный диаметр отливаемого отверстия мм	25	30	35

 

Таблица 6

Уклоны в моделях и стержневых ящиках

Высота модели или стержневого ящика Н, мм	Уклоны
	деревянные модели или стержневые ящики		металлические модели или стержневые ящики
	мм	град	мм	град
До 20	1,0	30	0,5-1,0	1030-30
20-50	1-2	1030-2030	0,8-1,2	10 -20
50-100	1,5-2,5	10- 1030	1,0-1,5	0045-10
100-200	2,0-3,0	0045- 10	1,5-2,0	0030-0045
200-300	2,5-4,0	0030-0045	2,0-3,0	0030-0045
300-500	4,0-5,0	0030-0045	2,5-4,0	0020-0030
500-800	5,0-6,0	0030	3,5-6,0	0020-0030
800-1800	6,0	0020	4,0	0015
Свыше 1800	10,0	0015	-	-

 

Таблица 7

Габаритные размеры знаков стержней

Наибольший размер знака в поперечном сечении, мм	Длина знака при длине стержня между опорами, мм				Высота знака в зависимости от высоты стержня, мм
	До 50	50-150	150-300	300-500	До 50	50-150	150-300	300-500
До  25	15	25	40	-	20	25	-	-
25 - 50	20	30	45	60	20	30	60	70
50 - 100	25	35	50	70	25	35	50	70
100 – 200	30	40	55	80	30	40	40	60
200 – 300	-	50	60	90	35	45	40	50
300 - 400	-	-	80	100	-	-	-	-

Таблица 8.

Значение удельной скорости заливки «к»

Сплав	Значение удельной скорости заливки К при относительной плотности отливки
	До 1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	св. 6
Чугун	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,15
Сталь	0,6	0,65	0,7	0,75	0,80	0,9	0,95
Медные сплавы	0,3-0,35	0,4-0,45	0,5-0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
Алюминиевые сплавы	0,2-0,25	0,3-0,35	0,4-0,45	-	-	-

(относительная плотность отливки определяется как отношение массы отливки к ее габаритному объему)

Таблица 9

Значение коэффициента S в зависимости от толщины стенки отливки

Средняя толщина стенки, мм	До 10	11-20	21-40	св. 40
Значение S	1,0	1,3	1,5	1,7

Таблица 10

Рекомендуемая температура заливки сплавов, ⁰С

Сплав	Толщина стенки отливки, мм
	До 4	4-10	10-20	20-50	50-100	100-150	св. 150
Чугун	1450-1360	1430-1340	1400-1320	1380-1300	1340-1230	1300-1200	1280-1180
Сталь	1590-1620	1580-1610	1570-1600	1560-1590	1550-1580	1530-1580	1520-1540
Бронза	1200-1180	1180-1160	1160-1140	1140-1120	1100-1110	1080-1100	1060-1080
Латуни	1050-1030	1030-1010	1010-1000	980-960	980	980	980
Алюминие-вые сплавы	780-760	760-740	740-720	720-700	700-680	680	680

 

Таблица 11

Значения теплофизических величин для расчета времени затвердевания отливки

Обозначение и размерность	Сплав
	Сталь углероди-стая	Сталь легирован-ная	Бронза	Латунь	Чугун	Алюминие-вые сплавы
Вф,	17,0	17,0	17,0	17,0	17,0	17,0
γ,	7500	7600	8800	8600	7200	2800
С1΄ / С1
t3,°C	1590	1610	1240	1180	1320	760
tL,°C	1500	1500	100	1080	1300	650
tS,°C	1450	1460	950	1040	1150	548
tB,°C	500	500	300	300	500	200
tф,°C	25	25	25	25	25	25
tкр,°C	1475	1480	975	1060	1225	599
L1,	61,8	62,0	51	50	64	90

 

 

Рис.7

 

Рис.8

 

Рис.9

 

 

Рис.10

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

КОНСТРУКЦИЯ И ПАРАМЕТРЫ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ

 

ДЛЯ ЧУГУНА.

 

ΣF_пит =  =

G    - масса отливки с литниками и прибылями, г.

S     - коэффициент, характеризующий толщину стенки отливки δ

δ, мм	10	11-20	21-40	св.40
S	1,0	1,3	1,5	1,7

 

H _р = h _ст – р² /2h _отл

Здесь р - расстояние от уровня подвода металла до верхней точки полости формы, м ;

h_cт = р+1/2 h_отл - при боковой системе;

h_cт = 1/2 h_отл - при верхней;

h_cт = 1/2 h_отл - при нижней.

 Значения H_р, p, h_ст выбирают в зависимости от типа литниковой системы (рис.11).

            а                                       б                                        в

Рис. 11 – Расчет литниковой системы. а – боковой подвод; б – верхний подвод; в – нижний подвод металла.

	ΣFn	ΣFшл	ΣFст	Сплав отливки
1	1,0	1,05	1,1	Мелкие отливки из чугуна
2	1,0	1,1	1,2	Для средних и крупных отливок
3	1,0	1,2	1,3 (1,4)	Для крупных отливок

1. F_шл = 1,05 ΣF_nит                      F_ст = 1,1 ΣF_nит     

2. F_шл = 1,1 ΣF_nит                                        F_ст  = 1,2 ΣF_nит    

3. F_шл = 1,2 ΣF_nит                      F_ст = 1,3 ΣF_nит     

F_nит - площадь питателя, см

F_шл - площадь шлакоуловителя, см

F_ст - площадь стояка, см

ДЛЯ СТАЛИ

ΣF_nит =

L = 0,85 - углеродистые стали

L = 1,0 - низколегированные стали

L = 1,15 - легированные стали

К_У - удельная скорость заливки, кг/см² · с

V - габаритный объем, дм³                                                  К_V =

ку (кг/дм3)	0-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	св. 6
литье в сырые формы	0,45	0,5	0,55	0,6	0,66	0,74	0,82
литье в сухие формы	0,97	1,02	1,12	1,2	1,29	1,38	1,49

ΣF_пит : F_шл : F_ст = 1 : 1,1 : 1,2

ДЛЯ МЕДНЫХ СПЛАВОВ

ΣF_nит =

δ, мм	до 6	7-10	11-15	16-20	21-40	40-60	св. 60
S	0,65	0,7	0,75	0,8	0,9	1,1	1,2

к_V =

V - габаритный объем отливки, дм³

G - масса отливки кг

кV	0,3-0,5	0,6-1,0	1,1-1,5	1,6-2,0	2,1-2,5	2,6-3,0
ку	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55
кV	3,1-4,0	4,1-5,0	5,1-6,0	6,1-8,0
ку	0,6	0,65	0,7	0,75

Для Al бронзы к_у меньше на 0,05

Для бронзы : ΣF_пит : F_шл : F_ст = 3 : 1,2 : (2….1,2)

Для латуни: ΣF_пит : F_шл : F_ст = 1 : 1,3 : (1,6 ….2)

ДЛЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

ΣF_nит =

δ, мм	до 6	7-10	11-15	16-20	21-40	40-60	св. 60
S	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	3,0	3,0
v, мм/с	40	20	15	10	10	8	8

F_ст : F_кол : ΣF_пит = 1 : (1,5…3,0) : (3….6)

F_ст : F_кол : ΣF_пит = 1 : 2 : 4(3)

t = S              v = Н/t ,

Н - высота отливки

F_ст - площадь стояка

F_кол - площадь коллектора

F_пит - площадь питателя

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Индивидуальные задания

1.Отливка «Маховик»

Материал СЧ15

Масса 3,7 кг

Серийность -100 шт

 

 

2.Отливка «Крышка»

Материал СЧ21

Масса 10 кг

Серийность -4000 шт

3.Отливка «Текстропный шкив»

Материал СЧ18

Масса 880 кг

Серийность -10 шт

 

 

4.Отливка «Патрубок масляного фильтра»

Материал СЧ18

Масса 57 кг

Серийность -200 шт

 

 

5.Отливка «Рычаг»

Материал Сталь 45Л

Масса 1 кг

 Серийность -800 шт.

 

6.Отливка «Звездочка»

Материал Сталь 30ХНЛ

Масса 225 кг

Серийность -1000 шт.

 

7.Отливка «Конус»

Материал Сталь 35Л

Масса 23500 кг

Серийность -20 шт.

 

 

8.Отливка «Маховик»

Материал СЧ 18

Масса 5400 кг

Серийность -10 шт

 

9.Отливка «Корпус регулятора»

Материал СЧ 21

Масса 70 кг

Серийность -100 шт

 

 

10.Отливка «Крышка»

Материал Сталь 35Л

Масса 2 кг

Серийность -5000 шт

Литература:

• Материаловедение и технология металлов: Учебное пособие /Г.П.Фетисов, М.Г.Карпман, В.М.Матюнин и др. М.: Высшая школа. 2001. 638 с.

• Материаловедение: Учебник для вузов/ Б.Н.Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др., Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина, -  М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 -648с.

• .Галимов Э.Р., Исмаилова А.Г., Галимова Н.Я. и др. Полимерные материалы: структура, свойства и применение. Учебное пособие / Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2001.187 с. 312 экз.

• Технология конструкционных материалов: учебник для студ. машиностр. вузов/А.М. Дальский, Т.М.Барсуков, А.Ф.Вязов и др. Под общ. ред.А.М. Дальского: М. Машиностроение 2005.- 592с. (69шт)

• Лахтин Ю.М. Материаловедение: учебник для вузов / Ю.М.Лахтин. В.П.Леонтьева. М.; ЭКОЛИТ -2011,- 528 с (200шт)

• Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для студ.вузов/ В.Б. Арзамасов, А.Н.Волчков, В.А.Головин Под ред. В.Б. Арзамасова. М.: Академия, 2009,- 448 с. (20шт)

• Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учебное пособие для студ вузов/ А.В.Шишкин, В.С.Чередниченко, А.Н.Черепанов и др; под ред. В.С.Чередниченко :М.Омега-Л, 2009, 752 с. (81шт)

• Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учеб. Для вузов/ С.Н.Колесов, И.С.Колесов М.: Высш. Школа -2008г.- 535с (60шт)

• С.И.Богодухов Курс материаловедения в вопросах и ответах. Учебное пособие для вузов/ С.И.Богодухов, В.Ф. Гребенюк, А.В. Синюхин. М. Машиностроение 2005.- 288 с. (70шт)

• Технология конструкционных материалов/А.Г.Алексеев, Ю.М.Барон, М.Т.Коротких и др; под ред. проф. М.А.Шатерина. 2005,- 597 с.

• Технология конструкционных материалов: учебник для студ. машиностр. вузов/А.М. Дальский и др.; под общ. ред. А.М. Дальского 4-е изд. перераб. И доп. – М: Машиностроение, 2002.-511с.

• Амирова Л.М., Сударев Ю.И., Ильинкова Т.А., Ковалев А.А., Исмаилова А.Г. Сварка пластических масс: Учебное пособие. Казань, Изд-во Казан. Гос. техн. ун-та, 2001, 28с.

 

Содержание

Методические указания к изучению курса..........................................................4

Содержание тем вынесенных на самостоятельное изучение............................5

Методические указания по выполнению задания…………………………. 9

Вопросы к контрольной работе…………………………………………………14

Разработка технологического процесса получения отливки………………19

Пример выполнения практической части работы……………………………..32

Приложение1……………………………………………………………………..45

Приложение2…………………………………………………………………….49

Литература.............................................................................................................54

 

Под редакцией проф. Э.Р. Галимова

А.В.Черноглазова

Ф.Н.Куртаева

 

А.В. ЧЕРНОГЛАЗОВА, Ф.Н.КУРТАЕВА

12345Следующая ⇒

Поделиться: