- •Раздел 1. Основы металлургического производства
- •1.1. Материалы, применяемые в машино- и приборостроении
- •1.2. Общие сведения о металлургическом производстве
- •1.2.1. Основы производства черных металлов
- •1.2.1.2.4.1. Дуговая плавильная электропечь
- •1.2.1.2.4.2. Индукционная плавильная электропечь
- •1.2.2. Основы производства цветных металлов
- •Раздел 2. Технология литейного производства
- •2.1. Место, значение и перспективы развития литейного производства в машиностроении
- •2.2. Общая технологическая схема изготовления отливки
- •2.3. Способы получения отливок и факторы выбора способов
- •2.4. Поколения и разновидности литейных форм
- •2.5. Изготовление отливок в разовых толстостенных формах
- •2.5.1. Понятие об устройстве формы
- •2.5.2. Модельный комплект
- •2.5.3. Формовочные и стержневые смеси
- •2.5.4. Изготовление полуформы
- •2.5.5. Особенности изготовления стержней
- •2.5.6. Отделка полуформ и стержней и их сборка
- •2.5.7. Некоторые технологии изготовления форм
- •2.5.8. Заполнение форм расплавом
- •2.5.9. Удаление отливок из форм и стержней из отливок
- •2.5.10. Финишные операции обработки отливок
- •2.6. Изготовление отливок в разовых тонкостенных (оболочковых) формах
- •2.7. Другие методы литья по разовым моделям
- •2.8. Изготовление отливок в многократных формах
- •2.8.1. Изготовление отливок в металлических формах (кокилях)
- •2.8.2. Изготовление отливок в металлических формах под высоким давлением
- •2.8.3. Литьё выжиманием
- •2.8.4. Непрерывное литьё
- •2.8.5. Электрошлаковое литьё
- •2.9. Литьё под регулируемым давлением
- •2.10. Литьё намораживанием
- •2.11. Центробежное литьё
- •2.12. Суспензионное литье
- •2.13. Литейные сплавы
- •2.13.1. Понятие о литейных сплавах
- •2.13.2. Литейные свойства сплавов
- •2.13.3. Механические свойства
- •2.13.4. Физические и химические свойства
- •2.13.5. Технологические свойства
- •2.13.6. Эксплутационные свойства
- •13.7. Краткая характеристика литейных сплавов
- •2.13.8. Плавка литейных сплавов
- •2.14. Технологические требования к конструкции отливки
- •2.14.1. Общее понятие технологичности отливки
- •2.14.2. Некоторые основные требования к конструкции отливки
- •2.15. Основы проектирования технологии изготовления отливки
- •Раздел 3. Обработка металлов давлением
- •3.1. Общие сведения
- •3.1.1. Физические основы пластической деформации
- •3.1.2. Достоинства обработки металлов давлением
- •3.1.3. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металлов и сплавов
- •3.2. Нагрев металла перед обработкой давлением
- •3.2.1. Выбор температурного режима обработки давлением
- •3.2.2. Нагревательные устройства
- •3.3. Виды обработки металлов давлением
- •3.3.1. Прокатное производство
- •3.3.2. Прессование
- •3.3.3. Волочение
- •3.3.4. Ковка
- •3.3.5. Объемная штамповка
- •3.3.6. Листовая штамповка
- •3.3.7. Специальные способы обработки давлением
- •Раздел 4. Технология сварочных процессов, пайки и склеивания
- •4.1. Физические основы сварки
- •4.1.1. Сущность образования сварного соединения
- •4.1.2. Общая характеристика сварных соединений
- •4.2. Сварка плавлением
- •4.2.1. Сущность процесса дугоВой сварКи
- •4.2.2. Электрическая дуга
- •4.2.3. Источники питания сварочной дуги
- •4.2.4. Ручная дуговая сварка
- •4.2.5. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюСа
- •4.2.6. Дуговая сварка в защитных газах
- •4.2.7. Плазменная сварка
- •4.2.8. Электрошлаковая сварка
- •4.2.9. Электронно-лучевая сварка
- •4.2.10. Лазерная сварка
- •4.2.11. Газовая сварка
- •4.3. Сварка давлением
- •4.3.1. Основные способы контактной сварки
- •4.3.2. Машины для контактной сварки
- •4.3.3. Технология точечной и шовной сварки
- •4.3.4. Технология стыковой сварки
- •4.3.5. Конденсаторная сварка
- •4.3.6. Специальные виды сварки давлением
- •4.4. Физико - химические основы свариваемости
- •4.5. Технология сварки конструкционных материалов
- •4.5.1. Особенности сварки углеродистых сталей.
- •4.5.2. Особенности сварки легированных сталей.
- •4.5.3. Особенности сварки чугуна
- •4.5.4. Особенности сварки цветных сплавов
- •4.6. Технологичность сварных соединений
- •4.7. Пайка и Склеивание материалов
- •4.7.1. Пайка
- •4.7.2. Склеивание
- •Раздел 5. Технология производства изделий из порошков, полимеров, резин, композиционных и неорганических материалов
- •5.1. Порошковая металлургия
- •5.1.1. Основы технологии
- •5.1.2. Порошковые материалы
- •5.2. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (свс)
- •5.3. Полимеры
- •5.3.1. Строение и свойства полимеров
- •5.3.2. Технологии получения изделий
- •5.4. Композиционные материалы (км)
- •5.4.1. Композиты с металлической матрицей
- •5.4.2. Композиты с полимерной матрицей
- •5.4.3. Методы получения изделий из км
- •5.5. Резиновые изделия
- •5.6. Неорганические материалы
- •5.6.1. Неорганические стекла
- •5.6.2. Керамика
- •Раздел6. Технологические методы обработки деталей машин
- •6.1.Общие сведения
- •6.1.1. Методы обработки заготовок деталей машин
- •6.1.2. Точность и шероховатость обработки
- •6.2. Основы резания металлов
- •6.2.1. Движения при резании и схемы обработки
- •6.2.2. Характеристики резания и геометрия срезаемого слоя
- •6.2.3. Элементы токарного резца
- •6.2.4. Координатные плоскости резцов
- •6.2.5. Углы резца в статике
- •6.2.6. Физические основы процесса резания
- •6.2.7. Выбор режимов резания и пути повышения производительности
- •6.3. Материалы для изготовления режущего инструмента
- •6.4. Общие сведения о металлорежущих станках
- •6.4.1. Классификация металлорежущих станков
- •6.4.2. Кинематическая схема станка
- •6.5. Обработка на токарных станках
- •6.5.1. Метод точения
- •6.5.2. Токарно-винторезные станки
- •6.5.3. Токарно-карусельные станки
- •6.5.4. Токарно - револьверные станки
- •6.5.5. Токарные автоматы и полуавтоматы
- •6.6. Сверлильные и расточные станки
- •6.6.1. Инструмент для сверления и обработки отверстий
- •6.6.2. Типы сверлильных станков
- •6.7. Обработка на фрезерных станках
- •6.7.1. Метод фрезерования и типы фрез
- •6.7.2. Фрезерные станки общего назначения
- •6.7.3. Приспособления для фрезерных станков
- •6.8. Протягивание
- •6.8.1. Типы станков и их назначение
- •6.8.2. Режущий инструмент и схемы обработки
- •6.9. Процессы обработки резанием зубьев зубчатых колес
- •6.9.1. Методы профилирования зубьев зубчатых колес
- •6.9.2. Зуборезный инструмент
- •6.9.3. Технологические методы нарезания зубчатых колес
- •6.10. Резьбонарезание
- •6.10.1. Инструмент для образования резьбы
- •6.10.2. Нарезание резьб резцами и гребенками
- •6.10.3. Нарезание резьбы фрезами
- •6.10. 4. Нарезание резьб метчиками
- •6.10.5. Нарезание резьбы плашками
- •6.10.6. Резьбонарезные головки
- •6.10.7. Накатывание резьб
- •6.11. Абразивная обработка
- •6.11.1. Абразивные инструменты
- •6.11.2. Шлифование
- •6.11.3. Хонингование
- •6.11.4. Суперфиниширование
- •6.11.5. Полирование
- •6.11.6. Доводка
- •6.12. Электрические, химические и комбинированные методы обработки
- •6.12.1. Ультразвуковое резание
- •6.12.2. Обработка резанием с нагревом
- •6.12.3. Электроэрозионные методы обработки
- •6.12.4. Химические методы обработки
- •6.12.5. Лучевые методы обработки
- •6.13. Технологичность конструкции машин, механизмов и деталей
Раздел 3. Обработка металлов давлением
3.1. Общие сведения
Обработкой металлов давлением называют ряд технологических процессов получения изделий за счет необратимого изменения формы и размеров заготовки в результате воздействия на нее внешних сил. Формообразование изделия осуществляется без нарушения его целостности, за счет пластического перераспределения объема заготовки. Таким образом, обработка металлов давлением основана на использовании одного из основных механических свойств металлов - пластичности.
Обработка металлов давлением является одним из способов получения заготовок в машиностроении. В ряде случаев таким методом изготавливают и готовые изделия.
3.1.1. Физические основы пластической деформации
Как известно, все металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. В этом случае атомы под действием сил межатомного взаимодействия располагаются в пространстве упорядоченно, образуя кристаллические решетки. Расстояния между атомами называют параметрами решеток. Численные значения параметров для одного и того же металла зависят только от внешних условий. С изменением температуры или давления параметры решеток изменяются. Силы взаимосвязи атомов противодействуют внешним силам, и поэтому твердое тело сохраняет свою форму и оказывает сопротивление деформированию.
При обработке металлов давлением под действием избыточных внешних сил заготовка изменяет форму и размеры, т.е. деформируется. Если силы невелики, происходит упругая деформация, при которой атомы металла смещаются от положений устойчивого равновесия на малые расстояния, не превышающие межатомные. После снятия нагрузки атомы вследствие межатомного взаимодействия возвращаются в исходные положения устойчивого равновесия. Форма тела полностью восстанавливается, и никаких остаточных изменений в металле не происходит.
Увеличение внешней нагрузки ведет к смещению атомов от положений устойчивого равновесия на расстояния, значительно превышающие межатомные. После снятия нагрузки атомы занимают новые места устойчивого равновесия, поэтому форма тела не восстанавливается. Такое необратимое изменение формы тела называется пластической деформацией.Способность металла подвергаться пластической деформации называетсяпластичностью.Количественно пластичность характеризуется значением максимальной остаточной деформации, которую можно сообщить металлу до его разрушения. Пластичность не является постоянной характеристикой металла, так как в значительной степени зависит от его химического состава и условий деформирования (температуры, скорости деформирования и схемы нагружения). С повышением содержания углерода и легирующих элементов в стали ее пластичность понижается. Повышение температуры приводит к увеличению пластичности металла. Повышение же скорости деформирования снижает пластичность, однако при очень высоких скоростях (соизмеримых с взрывом) для многих металлов допустима чрезвычайно большая степень деформирования, при которой не происходит разрушения. Схема нагружения металла заготовки в процессе обработки давлением также влияет на его пластические свойства. Поэтому при одном виде обработке давлением металл проявляет бόльшую способность к пластическому деформированию, чем при другом. Наиболее эффективна с точки зрения повышения пластичности схема нагружения, создающая всестороннее неравномерное сжатие заготовки.
О
Рис.
3.1. Схема механизма пластической
деформации скольжением
При внутрикристаллитной деформациипластическая деформация в отдельно взятом зерне происходит в основном за счетскольженияодних тонких атомных слоев кристаллита относительно других (рис. 3.1). Смещения совершаются по кристаллографическим плоскостям (а - а), наиболее плотно упакованным атомами, и называемым плоскостями скольжения.
Скольжение атомных
слоев происходит в первую очередь по
тем плоскостям, направление которых
составляет 45° по отношению к направлению
действия усилия сжатия Р.На рис.
3.2,апоказан образец, в котором
деформация за счет скольжения будет
происходить прежде всего в зернах 1-5,
плоскости скольжения которых расположены
под у
Рис.
3.2. Структурные преобразования
кристаллита:
1-5
- зерна металла,
а
- поликристаллическое строение металла,
б - межкристаллическая деформация, в -
вытянутая форма деформированных
кристаллов
В
Рис.
3.3. Схема механизма пластической
деформации двойникованием
При деформировании металла его пластическая деформация может развиваться не только за счет скольжения, но и за счет двойникования. Это происходит при действии на металл ударных нагрузок и характерно для металлов с ромбической и тетрагональной решеткой. Процесс двойникованиясостоит в смещении группы атомов относительно плоскости, называемой плоскостью двойникованияа — а(рис. 3.3),в результате которого часть кристаллита занимает положение зеркального отражения его недеформированной части.
В зависимости от условий деформирования для каждого металла при вполне определенной максимальной пластической деформации связи между атомами нарушаются, в металле возникают микротрещины и микропоры, которые развиваются, растут и приводят к разрушению металла. Величина этой деформации характеризует пластичность металла и определяется путем проведения испытаний.