Варианты контрольного задания 1

Вариант 1

1. Приведите краткую характеристику современного металлургического про­изводства. Опишите его структуру, основные виды продукции и перспективы развития.

2. По эскизу детали (рис. 7) разработайте эскизы: элементов литейной формы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите по­следовательность изготовления литейной формы. Материал детали - сталь 35 Л

3. Перечислите основные литейные свойства сплавов. Приведите характеристику жидкотекучести сплавов, укажите факторы, влияющих на жидкотекучесть.

Вариант 2

1. Приведите схему профиля доменной печи и опишите принцип ее работы Изложите основные физико-химические процессы, происходящие в доменной печи, и укажите назначение основного продукта доменной плавки.

1. По эскизу детали (рис. 8) разработайте эскизы элементов литейной формы, модельных плит, стержневого ящика и собранной литниковой формы (в разрезе).

Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машинной формовки. Материал детали - сталь 35 Л.

3. Перечислите основные литейные свойства сплавов. Приведите характеристи­ку усадки сплавов. Укажите, какие дефекты в отливках связаны с усадкой спла­вом и меры их предупреждения.

Вариант 3

1. Изложите сущность процесса передела чугуна в сталь. Приведите основные химические реакции, характеризующие процесс передела. Перечислите современ­ные плавильные печи и агрегаты, в которых получают сталь.

2. По эскизу детали (рис. 9) разработайте эскизы: элементов литейной формы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления литейной формы методом ручной формовки. Материал детали - чугун СЧ20.

3. Укажите причины возникновения трещин в отливках. Перечислите виды трещин. Меры их предупреждения и коробления отливок.

Вариант 4

1. Приведите схему кислородного конвертера и изложите принцип его работы. Опишите особенности процесса плавки стали, укажите основные достоинства и недостатки выплавки стали в конвертерах.

2. По эскизу детали (рис. 10) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разре­зе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машин­ной формовки. Материал детали - чугун СЧ20.

3. Изложите технологическую последовательность изготовления отливок по выплавляемым моделям. Отметьте, какие технологические особенности процесса обеспечивают высокую точность размеров и высокий класс шероховатости по­верхностей отливок.

Вариант 5

1. Опишите способы внепечной обработки стали для повышения ее качества. Отметьте факторы, способствующие улучшению качества стали и каждом способе.

2. По эскизу детали (рис. 11) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы метолом ручной формовки. Материал детали СЧ20.

3. Изложите сущность способа литья в оболочковые формы и приведите по­ясняющие эскизы. Укажите достоинства, недостатки и области применения этого способа литья.

Вариант 6

1. Опишите способы вторичного переплава слитков, повышающие их качество. Отметьте факторы, способствующие повышению качества слитков в каждом спо­собе.

2. По эскизу детали (рис. 12) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки. Материал детали - чугун СЧ20.

3. Изложите сущность литья в кокили, приведите эскизы, поясняющие кон­струкцию кокилей. Отметьте технологические особенности этого способа литья, достоинства, недостатки и области его применения.

Вариант 7

1. Приведите характеристику свойств титана и укажите области его примене­ния. Опишите последовательность технологического процесса производства титана из ильменитовых руд магние-термическим способом.

2. По эскизу детали (рис. 13) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки. Материал детали чугун СЧ20.

1. Изложите принципы конструирования технологичных питых деталей с уче­том литейных свойств сплавов.

Вариант 8

1. Приведите характеристику свойств меди и укажите области ее применения. Опишите последовательность технологического процесса производства меди пирометаллургическим способом.

2. По эскизу детали (рис. 14) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модели стержневого ящика, собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последовательность изготовления формы методом ручной формовки. Материал

детали - сталь 45Л

3. Изложите вопросы механизации и автоматизации изготовления литейных форм. Приведите схему автоматической формовочной линии и опишите ее работу.

Вариант 9

1. Приведите характеристику свойств алюминия и укажите области его применения. Опишите последовательность технологического процесса производства глинозема и электролитического получения алюминия.

2. По эскизу детали (рис. 15) раз­работайте эскизы элементов литейной формы, молельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разрезе). Опишите последователь­ность изготовления формы одним из методов машинной формовки. Материал детали - чугун СЧ20.

3. Опишите микроструктуру и свойства отливок из высокопрочного чугуна. Приведите примеры маркиров­ки высокопрочного чугуна по Госу­дарственному стандарту. Изложите тех­нологические особенности получения от­ливок из высокопрочного чугуна и укажите области их применения.

Рис. 15

Вариант 10

1. Приведите характеристику свойств магния и укажите области его примене­ния. Опишите последовательность технологического процесса производства магния из карналлита.

2. По эскизу детали (рис. 16) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разре­зе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машин­ной формовки. Материал детали - сталь 35 Л.

3. Опишите микроструктуру и свойства отливок из ковкого чугуна. Приведи, те примеры маркировки ковкого чугуна по Государственному стандарту. Изложи­те технологические особенности получения отливок из ковкого чугуна и укажите области их применения.

Вариант 11

1. Особенности изготовления отливок из стали, медных, алюминиевых, магни­евых и тугоплавких сплавов. Плавка сплавов и подготовка их к заливке.

2. Особенности сварки тугоплавких металлов и сплавов. Активное взаимо­действие с газами в нагретом состоянии. Рекомендуемые способы и режимы сварки.

3. По эскизу детали (рис. 17) разработайте эскизы элементов литейной фор­мы, модельных плит, стержневого ящика и собранной литейной формы (в разре­зе). Опишите последовательность изготовления формы одним из методов машин­ной формовки. Материал детали – СЧ 20.

Рис.16

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ 2

Задание на контрольную работу состоит из двух разделов. В первом пред­усмотрены вопросы по темам: "Физические основы обработки металлов давлени­ем", "Нагрев металлов перед обработкой давлением", "Прокатка", "Волочение", "Прессование", во втором - предлагается разработать технологический процесс изготовления изделии методом ковки, горячей объемной или листовой штампов­ки. Выполнять задания следует после изучения методических указаний и проработ­ки соответствующего материала по рекомендуемой литературе. Порядок выполне­ния работы указан в задании.

При рассмотрении видов обработки давлением обратите внимание на исполь­зуемые заготовки, температурные условия их деформирования, инструмент, которым производится формоизменение, применяемое оборудование и характер его воздействия на заготовку. Изучая способы нагрева заготовок при обработке давлением, необходимо знать: цель нагрева; явления, сопровождающие нагрев, и предъявляемые к нему требования; выбор температурного интервал» горячей обработки давлением; основные типы нагревательных устройств и особенности нагрева в них заготовок.

В начале технологической части в соответствия с вариантом задания приведи­те чертеж детали (рис. 25-34). Следует учесть, что на рис. 25-34 изображены детали, полученные после механической обработки поковок, чертежи которых раз­рабатываются студентами в процессе выполнения задания.

Чертежи поковок составляются по чертежу детали с использованием учебной и справочной литературы на основе ГОСТ 7829-70 при ковке на молотах или ГОСТ 7505-74 при получении штампованных поковок. При этом определяются припуски на обработку, допуски на размены и при необходимости упрощения фор­мы поковки напуски. Для детали втулка (рис. 17) на рис. 18-21 показаны примеры оформления чертежей поковок, полученных ковкой (рис. 18), горячей объемной штамповкой на молоте (рис. 19), кривошипном прессе (рис. 20) и горизонтально-ковочной машине (рис. 21).

При составлении чертежа поковки габаритный контур готовой детали показы­вают тонкими линиями. Контур поковки вычерчивают сплошными линиями по но­минальным размерам. Цифры без скобок над размерной линией обозначают номи­нальные размеры поковки и допустимые предельные отклонения.

Припуск назначают только на поверхности детали, окончательные размеры которых получают после механической обработки. На таких поверхностях на чер­теже детали проставлен знак шероховатости поверхностис числовым обозначе­нием параметра шероховатости (на черте­же - 2,5 (см. рис, 17). Знакпоказывает, что данная поверхность механической обра­ботке не подвергается и припуск на нее не назначают. Знак шероховатости в правом верхнем углу чертежи относится к поверх­ностям, на которых обозначение шеро­ховатости отсутствует.

Рис.17

В вариантах контрольного задания заготовками для получения поковок слу­жит прокат. Размеры заготовки определяют из условия равенства объемов металла до и после пластической деформации. Объем заготовки складывается из объемов поковки и отходов. Последние включа­ют потери на окалину и отходы, определяемые видом технологического процесса. При ковке поковок типа валов такими отходами будут обсечки, обрубаемые от концов поковок; при получении поковок типа колец - отход при прошивке (выдра).

Зная объем заготовки, определяют ее размеры. Для получения требуемого размера зерна необходимо обеспечить минимальный уков (отношение площадей поперечного сечения заготовки и поковки). Для заготовок из проката уков должен быть не меньше 1,25 %. Полученные размеры поперечного сечения заготовки округля­ют до стандартного значения, затем находят ее длину.

Изображая операции ковки, на эскизах показывают заготовку во взаимодей­ствии с инструментом и движения, совершаемые ими во время обработки.

При разработке процесса горячей объемной штамповки учитывают способ штамповки и вид оборудования. Возможности формоизменения заготовки, перехо­ды штамповки и их число определяются положением заготовки в штампе. Так, поперек оси (плашмя) штампуют вытянутые поковки типа валов; штамповкой вдоль оси заготовки (в торец) получают поковки, поперечные размеры которых превышают высоту. Вдоль оси производят штамповку выдавливанием.

Определив положение заготовки в штампе, выбирают плоскость разъема штампа. При этом исходят из следующего: поковка должна легко извлекаться из штампа, для удобства обнаружения сдвига одной части штампа относительно дру­гой плоскость разъема должна пересекать вертикальные поверхности поковки; ребра, выступы, бобышки, труднозаполнимые участки при штамповке располагают в верхней части штампа.

После определения разъема штампа на основании справочной литературы на­значают припуски на механическую обработку и напуски. Припуск на обработку резанием зависит от класса точности поковки, ее массы, группы стали, степени сложности поковки, шероховатости и размеров поверхности, на которую назнача­ется припуск, а также способа нагрева. Выполняя контрольные задания, можно принять, что поковка имеет нормальную точность (второй класс точности), вторую степень сложности, группу стали для рассматриваемых вариантов М1. Шерохова­тость поверхности указана на чертеже детали. При плазменном нагреве для рассмат­риваемых вариантов припуск увеличивают на 0,8 мм. Как и при ковке, напуск упрощает форму поковки, если изготовление ее в соответствии с контуром детали невозможно или затруднено. К напускам относят штамповочные уклоны, внутрен­ние радиусы закруглений и перемычки отверстий.

Уклоны служат для облегчения выема поковки из ручьев штампа и при штамповке на молотах и кривошипных прессах их назначают на все поверхности, параллельные движению инструмента (рис. 19, 20). При изготовлении поковок на горизонтально-ковочных машинах, когда имеются две плоскости разъема, штамповочные уклоны назначают на поверх­ности, расположенные перпендикулярно движению главного ползуна; на поверхно­сти выступов, впадин, расположенных параллельно движению ползуна; на по­верхности глухих и сквозных отверстий, выполняемые пуансонами. Примеры на­значения уклонов и напусков при штамповке на горизонтально-ковочной маши­не показаны на рис. 22.

Объем заготовки определяют как при ковке. В общем случае технологические отходы включают угар, заусенец, перемычки отверстий, клещевину. При штампов­ке плашмя длина заготовки равна длине поковки. При штамповке в торец, во из­бежание искривления заготовки, отношение ее длины к диаметру должно быть меньше 1,5...2,8. Для удобства отрезки заготовки его принимают равным 2,8. При назначении переходов штамповки расчетов производить не следует. При штамповке поковок плашмя обычно применяют: протяжку, если участок поковки имеет меньшее поперечное сечение, чем заготовка; подкатку, дающую увеличение поперечного сечения на одном или двух концах поковки; пережим, для уменьшения поперечного сечении на небольшом участке заготовки. При штамповке в торец применяют осадку и окончательную штамповку. Для осадки в углу штампа предусматривается специальная площадка. Поковки типа стаканов получают штам­повкой выдавливанием.

В работе указывают переходы штамповки, приводят эскизы заготовок по ис­ходам и схему штампа для рассматриваемого случая.

Разработку процесса холодной листовой штамповки следует начинать с назна­чения необходимых для изготовления деталей операций и установления вида исходной заготовки. При выборе заготовки учитывают размеры изделия и возмож­ность автоматизации процесса штамповки. Для деталей, используемых в заданиях на контрольные работы, рекомендуется применять ленту (ГОСТ 503-81). Раскрой исходной заготовки выполняют из условия минимального расхода материала. При вырубке назначают перемычки от края заготовки и между вырубаемыми изделиями. Перемычку определяют в зависимости от размеров изделия, сложности фирмы и толщины материала. Затем находят минимальную расчетную ширину заготовки В_расч = D * 2а, (рис. 23), которую округляют до ближайшего большего стандартного значения по справочной литературе.

Коэффициент использования материала при штамповке из ленты рассчитывают по формуле

где F - площадь изделия, А - шаг подачи ленты, В - стандартная ширина ленты.

При вытяжке осесимметричных изделий вначале определяют диаметр вырубаемой заготовки. Он находится из равенства площадей боковой поверхности за­готовки я изделия (рис 24). Затем определяют коэффициент вытяжки; получен­ное значение сравнивают с предельно допустимым; делают вывод о возможности вытяжки за один переход.

При отбортовке вначале определяют диаметр отверстия под отбортовку, коэффициент отбортовки; сравнивают с допустимым и устанавливают возмож­ность проведения операции без разрушения заготовки.

При гибке длину заготовки находят как сумму длин прямых и изогнутых участков. Развертка изогнутых участков по средней линии из-за имеющего место удлиненна заготовки дает завышение размеров. Поэтому развертку выполняют по радиусу так называемого нейтрального слоя, длина которого после гибки рав­на исходному значению. Нейтральный слой смешен от срединного к внутренней поверхности заготовки. Для определения его радиуса следует воспользоваться справочной литературой. Для гибки также устанавливают минимально допустимый радиус гибки и делают вывод о возможности деформирования заготовки без нару­шения целостности.

Схемы штампов и прессов имеются в учебной и справочной литературе (1, 2, 3). Выбранная конструкция штампа должна по возможности обеспечивать выпол­нение всех необходимых для изготовления детали операций. Па схеме оборудова­ния указывают место крепления инструмента.