Технология изготовления изделий из пластмасс

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

При изучении неметаллических конструкционных материалов необходимо, прежде всего, уяснить, что основой неметаллических материалов являются полимеры. Известно, что макромолекулы полимеров бывают линейные, разветвленные, поперечно сшитые и с замкнутой пространственной сетчатой структурой. Тип макромолекул полимеров определяет их поведение при нагревании. В зависимости от этого полимеры делят на термопластичные и термореактивные. Изучите особенности строения полимеров, их классификацию. Особое внимание обратите на физическое состояние и фазовый состав полимеров.

Пластмассы - это искусственные материалы, получаемые на основе органических полимеров. Необходимо изучить состав простых и сложных пластмасс, ознакомиться с их свойствами и классификацией. Особое внимание следует обратить на применение термопластичных и термореактивных пластмасс.

Переработка пластмасс в изделия и детали возможна во всех трех физических состояниях полимеров: вязкотекучем, высокоэластичном и твердом. Причем основное формоизменение и получение заготовок производят в вязко-текучем состоянии. Придание окончательной формы и размеров деталям и изделиям из пластмасс осуществляют в высокоэластичном и твердом состояниях. Изучите способы переработки пластмасс в изделия и способы получения неразъемных соединений из пластмасс сваркой и склеиванием. Разберитесь в сущности методов, в применяемом инструменте и оборудовании.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется полимером?

2.Что лежит в основе классификации полимеров на «термопласты» и «реактопласты »?

3.Чем характеризуется кристаллическое состояние полимеров?

4.Расскажите о трех физических состояниях полимеров: стеклообразном (твердом), высокоэластичном и вязкотекучем.

5.Перечислите причины старения полимеров.

6.Перечислите компоненты, входящие в состав сложных пластмасс.

7.Какие Вы знаете наполнители пластмасс?

8.Укажите область применения термопластов и реактошшстов.

9.В чем преимущества пластмасс по сравнению с металлическими мате
риалами? Каковы их недостатки?

Технология изготовления изделий из резин

Важной группой полимеров являются каучуки, которые являются основой отдельного класса конструкционных материалов - резин. Как технический материал резина отличается высокими эластичными свойствами. Кроме того, резина обладает таким рядом важных свойств, как газонепроницаемость и водонепроницаемость, химическая стойкость, ценные электротехнические свойства и т.д. Уясните состав резин и влияние различных добавок на их свойства. Изучите физико-химические свойства и области применения резин различных марок.

Технологическая схема производства изделий из резин включает в себя операции приготовления резиновой смеси, формование ее и вулканизацию (химическое взаимодействие каучука и серы). Рассмотрите способы формообразования изделий из резин и методы получения резинотканевых изделий.

Вопросы для самопроверки

1.Какие компоненты входят в состав резин и как они влияют на их свойства?

2.Расскажите о технологических способах изготовления резиновых технических изделий.

Неорганические конструкционные материалы

группу неорганических полимерных материалов входят неорганические стекла, стеклокристаллические материалы (ситаллы), керамика и графит. Уясните, что основой неорганических материалов являются главным образом оксиды и бескислородные соединения металлов. Обратите внимание, что большинство этих материалов содержат различные соединения кремния с другими элементами и поэтому их часто объединяют общим названием - силикатные материалы. В настоящее время спектр неорганических материалов значительно расширился. Применяют чистые оксиды алюминия, магния, циркония и др., свойства которых значительно превосходят свойства обычных соединений кремния. Рассмотрите комплекс физико-химических и механических свойств неорганических материалов и сравните его с аналогичными показателями для органических полимерных материалов.

Вопросы для самопроверки

1. Какие минеральные материалы относятся к силикатному стеклу?

2. Что такое ситаллы, укажите способы их получения.

3. Что представляет собой техническая керамика?

Технология изготовления композиционных материалов

Композиционными называются искусственные материалы, получаемые сочетанием химически разнородных компонентов. В композиционных материалах в отличие от сплавов компоненты сохраняют присущие им свойства, между ними наблюдается четкая граница раздела.

В композитах одним из компонентов является матрица, другим - упроч-нитель. Упрочнитель воспринимает нагрузку и должен обладать высокой прочностью, а матрица лишь передает нагрузку этому высокопрочному материалу и может упруго и пластически деформироваться. В качестве матриц используют полимерные, углеродные и металлические материалы. В качестве упрочнителей применяют следующие материалы: стеклянные, углеродные, синтетические (капрон, лавсан, нитрон и др.); металлы, их окиси, карбиды, бориды и нитриды и т.п. Упрочнители могут быть в виде волокон, проволоки, жгутов, нитей, лент, тканей. Свойства композиционных материалов зависят от состава компонентов, их сочетания, количественного соотношения и прочности связи между ними. Рассмотрите полимерные, углеродные, металлические композиционные материалы, их свойства и применение.

Технология получения порошковых материалов состоит из ряда последовательных операций: получение металлических порошков, формование, спекание, окончательная обработки. Необходимо изучить физико-химические и физико-механические способы производства порошков, рассмотреть различные способы формования, уяснить назначение и технологию проведения спекания.

Порошковая металлургия позволяет получить конструкционные материалы с особыми физико-химическими, механическими и технологическими свойствами, которые невозможно получить методами традиционной обработки металлов. Необходимо ознакомиться со свойствами и применением материалов и изделий, полученных этим методом.

Вопросы для самопроверки.

1.Какие материалы используются в качестве матриц и упрочнителей в композиционных материалах?

2.Перечислите металлические, полимерные, угольные композиционные материалы. Какими свойствами они обладают и где используются?

3.Приведите технологическую схему получения порошковых материалов.

4.Расскажите о физико-механических и физико-химических способах получения порошков.

5.С какой целью осуществляются операции формования и спекания порошков?

6.Какие операции окончательной обработки порошковых материалов Вы знаете?

7. Расскажите о применении пористых металлокерамических изделий.

8. Приведите состав и назовите область применения твердых сплавов и алмазно-металлических материалов.

ОБЩАЯ СХЕМА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Ниже приводятся 25 вариантов контрольной работы. Номер варианта работы, выполняемой студентом, должен соответствовать кратному 25 номеру последних цифр зачетной книжки.

Задачи выполняют согласно приведенному алгоритму. Работа оформляется на стандартном листе формата А4 и должна сопровождаться чертежами, схемами, таблицами, иллюстрирующими текст (по мере необходимости). Пример оформления титульного листа приведен в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

При выполнении работы вам дается полная самостоятельность в выборе материала детали и дальнейшей его обработки на основе известных методов.. Примерный вариант решения задачи приведен в ПРИЛОЖЕНИИ 2.

Обязательно оставьте поля для замечаний преподавателя. Если вы пользуетесь какой-либо литературой, то следует указать номер источника в списке использованной литературы и страницу. При ссылке на таблицу укажите ее номер. Выполненная работа должна быть подписана автором.

Алгоритм решения задач

1.Анализ условий работы данного изделия.

2.Технологический процесс получения выбранного материала (привести схемы, таблицы, графики и т.д.).

3.Выбор методов получения заготовок из выбранного материала (привести схемы).

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Вариант 1

Опишите технологический процесс производства заготовок валов диаметром не менее 150 мм (вал ответственного назначения).

Вариант 2

Опишите технологический процесс производства заготовок гладкого ступенчатого шлицевого вала ответственного назначения.

Вариант 3

Опишите технологический процесс производства рессор автомобиля.

Вариант 4

Опишите технологический процесс производства заготовок зубчатых колес диаметром 130 мм коробки передач легкового автомобиля, работающих в масле.

Вариант 5

Опишите технологический процесс изготовления крупномодульных шестеренок с наружным диаметром 1000 мм.. Шестерни работают без защитных кожухов на открытом воздухе в интервале температур от -30 до +30 °С.

Вариант 6

Опишите технологический процесс изготовления режущих пластин из быстрорежущей стали токарного отрезного резца, работающего с заготовками диаметром 60 мм; материал заготовки - сталь 45.

Вариант 7

Опишите технологический процесс производства заготовок корпуса передней бабки токарного станка.

Вариант 8

Опишите технологический процесс изготовления заготовок валов длиной 200 мм. и диаметром 80 мм, работающих при больших скоростях вращения.

Вариант 9

Разработайте технологический процесс изготовления торсиона длиной 200 мм, диаметром 180 мм, работающего на кручение.

Вариант 10

Разработайте технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка легкой серии.

Вариант 11

Разработайте технологический процесс изготовления заготовок болтов, работающих на растяжение и удар в агрессивных средах при повышенных температурах.

Вариант 12

Разработайте технологический процесс получения заготовок шпилек, работающих на растяжение и удар.

Вариант 13

Разработайте технологический процесс изготовления молотового штампа горячего деформирования.

Вариант 14

Разработайте технологический процесс изготовления сосудов для хранения серной кислоты.

Вариант 15

Разработайте технологический процесс изготовления траков гусениц тракторов.

Вариант 16

Разработайте технологический процесс изготовления заготовки лопатки реактивного двигателя.

Вариант 17

Разработайте технологический процесс изготовления заготовок «калибров» для контроля диаметров отверстий.

Вариант 18

Разработайте технологический процесс изготовления волоки для протяжки проволоки диаметром 5 мм.

Вариант 19

Разработайте технологический процесс изготовления пружин из прутка диаметром 10 мм для работы в слабоагрессивных средах.

Вариант 20

Разработайте технологический процесс изготовления заготовок шариков подшипников диаметром 10 мм.

Вариант 21

Разработайте технологический процесс изготовления заготовок гребного винта катера для работы в морской воде.

Вариант 22

Разработайте технологический процесс изготовления заготовок медицинского скальпеля.

Вариант 23

Разработайте технологический процесс изготовления сварных труб диаметром 400 мм для перемещения в них смеси «Н₂О + речной песок».

Вариант 24

Разработайте технологический процесс изготовления подкрановой балки.

Вариант 25

Разработайте технологический процесс изготовления безшовных труб диаметром 200 мм для химического машиностроения.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Основная литература

1. Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов / Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюхин В.М. - М.: Высш. шк., 2008. – 639 с.

2. Рогов В. А., Позняк Г. Г. Современные машиностроительные материалы и заготовки: учеб. пособие для вузов / Рогов В. А., Позняк Г. Г. - М.: Академия, 2008. - 329 с

3. Дальский А. М, Барсукава Т.М, Бухарин Л. Н и др., под ред. Дальского А.М. Технология конструкционных материалов: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей. – 5-е изд., исправленное – М.: Машиностроение, 2008.- 512с., ил.

Дополнительная литература

1. Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению (металлообработка): Учеб. пособие для НПО. – М.: Академия, 2007.

2. Шишкин А.В.,.Чередниченко В.С, Черепанов А.Н., Марусин В.В.; под ред. В.С.Чередниченко. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: Учеб. для вузов. В 2 т./– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. – 448 с.

3. Афонькин М. Г., Магницкая М. В. Производство заготовок в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1987. 256 с.

4. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А.Вяткин и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

5. Марочник сталей и сплавов / Под ред. А.С. Зубченко. - М.: Машиностроение, 2003. – 784 с.

6. Чуркин Б. С Технология литейного производства: учебник для вузов [Гриф УМО]; Урал. гос. проф.-пед. ун-т. - Екатеринбург: Издательство УГППУ, 2000. - 662 c. - Библиогр.: с. 659-661

Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

1. Научная электронная библиотека

Режим доступа: http: //elibrary.ru

2. Технические справочники

Режим доступа: http: //www.mexanik.ru

3. Российская библиотечная ассоциация

Режим доступа: http: //www.rba.ru

4. Муниципальное объединение библиотек

Режим доступа: http//www.gibs.uralinfo.ru

5.Сетевая электронная библиотека

Режим доступа: http//web.ido.ru

6.Списки ссылок на библиотеки мира

Режим доступа: http//www.techno.ru

7.Государственная публичная научно-техническая библиотека

Режим доступа: http: //www.gpntb.ru

8.Виртуальные библиотеки

Режим доступа: http//imin.urc.ac.ru

9.Библиотека нормативно-технической литературы

Режим доступа: http//www.tehlit.ru

10. Электронная библиотека нормативно-технической документации

Режим доступа: http//www.technormativ.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра материаловедения и технологии контроля в машиностроении и

методики профессионального обучения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Основы заготовительного производства»

Выполнил:

студент группы

Проверил:

Екатеринбург

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВАРИАНТ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Опишите техпроцесс производства проволоки диаметром 10 мм, работающей при частых нагрузках на изгиб.

Для работы в указанных условиях наиболее подходит сталь

Исходные материалы для производства чугуна

В доменном производстве используют следующие материалы: железные руды, флюс, топливо и огнеупорные материалы.

Железная руда - природное минеральное сырье. Кроме окислов железа (Fе₂О₃ и Fe₃O₄ руда содержит пустую породу, которая обычно состоит из кварца и песчаников с примесью глин, т.е. является кислой (избыток SiO₂). Кроме того, в железных рудах всегда присутствуют вредные примеси (сера, фосфор и мышьяк).

Доменные флюсы необходимы для удаления из доменной печи тугоплавкой пустой породы и золы топлива. Кроме того, флюс должен обеспечить получение шлака с необходимым химическим составом, что в значительной мере определяет состав чугуна. В качестве флюса в доменном производстве используют, главным образом, известняк СаСО₃, который является сильноосновным материалом.

Топливо в доменной печи не только служит источником тепла, но и участвует в прямом восстановлении железа из его окислов. Кокс (главное топливо при выплавке чугуна) получают путем пиролиза коксующихся каменных углей. Представляет собой коксовый пористый материал с высокой механической прочностью. Используют также мазут, природный газ (метан СШХ угольную пыль, доменный газ,

Огнеупорные материалы (кислые, основные и нейтральные) применяют в виде кирпичей или фасонных изделий для футировки доменной печи.

Подготовка руды к плавке

Схема подготовки: дробление → обогащение → окускование → -агломерация → окатывание.

Дробление необходимо для того, чтобы получить нужную степень измельчения руды: для плавки - 10-30 мм, для агломерации - менее 5-8 мм.

Сортировку руды по классам крупности проводят на механических грохотах и установке типа гидроциклон, где разделение частиц происходит под действием центробежной силы.

Основной способ обогащения - магнитный. Он состоит в том, что тонкоизмельченную руду помещают в магнитное поле, где магнитные частицы оксидов железа отделяются от пустой породы.

Агломерация - это окускование мелкого железного сырья путем спекания (рисунок 1).

Рис. 1. Схема процесса спекания: 1 - колосниковая решетка; 2 - постель;

3 - слой агломерируемой шихты; 4 - зона горения и спекания;

5 - слой агломерата

На решетку загружают слой агломерата - постель, чтобы не было просыпания мелкой шихты через зазоры. Затем засыпают слой агломерируемой шихты:

• железосодержащие компоненты (аглоруда) - 70%;

• флюсы (измельченный известняк) - 20%;

• топливо (мелкий кокс, угольная мелочь и пыль) - 5 - 7%;

• марганцевая руда - 1%.

Агломерируемую шихту увлажняют (4 — 6%) и тщательно перемешивают во вращающихся барабанах, при этом шихта окомковывается, что повышает ее газопроницаемость. После зажигания газовыми горелками топлива начинается его горение. Воздух для горения просасывается через слой шихты с помощью вакуумных устройств (эксгаустеров).

Зона горения постепенно перемещается вниз до постели (колосников). При температуре 1300 - 1500 °С происходит спекание шихты в пористый продукт - агломерат. После сортировки на грохоте куски крупностью 10-40 мм используют для плавки, менее 10 мм — направляют на переработку. При спекании из руды удаляются вредные примеси (сера, мышьяк), разлагаются карбонаты.

Подготовленный концентрат перед доменной плавкой подвергают окатыванию для получения окатышей. Для этого шихта из измельченных концентратов, флюса, топлива увлажняется и при обработке во вращающихся барабанах, тарельчатых чашах приобретает форму шариков - окатышей диаметром до 30 мм. Окатыши высушивают и обжигают (1200 - 1350 °С) на обжиговых машинах. Использование агломерата и окатышей исключает отдельную подачу флюса-известняка в доменную печь при плавке, так как флюс в необходимом количестве входит в их состав.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒