206

Промышленные способы обработки металла методом литья

Шпаргалка

Производство и промышленные технологии

Понятие границы выливаемости в области затвердевания сплава. Характеристика основных промышленных способов плавления металлов и сплавов в литейном производстве. Понятие огнеупорных материалов и их классификация.

Русский

2012-11-14

1.1 MB

22 чел.

Билет 1.

1. Дать понятие границы выливаемости в области затвердевания сплава.

1.Ответ.

Граница выливаемости в области затвердевания разделяет зоны макроскопических и локальных перемещений жидкой фазы. В общем случае граница выливаемости определяет линию нулевой жидкотекучести на диаграмме состояния.

2.Рассчитать длину стержневого знака l3 горизонтального цилиндрического стержня диаметром d=440мм. и длиной без знаков l=1200мм. Плотность стержня ст=1600кг/м3, прочность формы сж=0,1Мпа, плотность материала отливки м=7000кг/м3.

2.Ответ: Для решения задачи стержень можно представить в виде балки, лежащей на двух опорах:

В опорах балки действуют реакции:R1,вызванная силой тяжести стержня G и R2, вызванная подъемной силой, действующей на стержень при заполнении формы расплавом.

Прочность нижней полуформы должна быть не менее фн = R1/Sн; прочность верхней полуформы – фв = R2/Sв; Sн, Sв – площадь контакта знака с нижней и верхней полуформами, который можно представить в виде полуцилиндра длиной l3 и диаметром d.

фн = фв = 0,1Мпа

Sн = R1/ф = 1431/0,1106 = 0,0143 м2

Sв = R2/ф = 4829/0,1106 = 0,0483 м2

Sв = Sн =  d l3/2, отсюда l3 = 2S/d

. Принимаем l3 = l3в = 70мм.

3. Определение и классификация талей, применяемых для фасонного литья

3. Ответ

Сталью называют многокомпонентные железоуглеродистые сплавы, содержание  углерода в которых составляет менее 2,14 %.

Стали, применяемые для фасонного литья классифицируют по химическому составу, структуре, назначению, способу выплавки

По химическому составу стальные отливки подразделяют на четыре класса: 1) из нелегированной (углеродистой стали); 2) из низколегированной стали (суммарное содержание легирующих элементов ~2,5 %; 3) из среднелегированной стали с содержанием 2,5–10 % легирующих элементов; 4) из высоколегированной стали с содержанием легирующих элементов более 10 %.

В свою очередь углеродистые стали подразделяются на низкоуглеродистые (0,12–0,2 % С),  среднеуглеродистые (>0,20–0,45 % С) и высокоуглеродистые (свыше 0,45 % С).

По структуре раздельно классифицируют нелегированные и легированные стали, так как одинаковые структурные составляющие в зависимости от количества растворенного в них легирующего элемента обладают различными свойствами. Отливки из углеродистой стали могут иметь ферритную и перлитную структуры, а  из  легированной – ферритную, мартенситно-ферритную, мартенситную, аустенитно-мартенситную, аустенитно-ферритную и аустенитную.

В зависимости от назначения отливки из стали разделяют на три группы: 1) отливки общего назначения; 2) отливки ответственного назначения; 3) отливки особо ответственного назначения.

По способу выплавки различают стали, полученные в печах с кислой и с основной футеровками.

4. Классификация видов топлива

4. Ответ

Топливом называются горючие вещества, при сжигании которых выделяется теплота, используемая для промышленных или бытовых нужд.

В основу классификации топлива положено: его агрегатное состояние; происхождение; поведение при нагреве;

По агрегатному состоянию виды топлив разделяют на твердое, жидкое и газообразное.

По происхождению – на естественное и искусственное. Топливо, используемое в том виде, в котором оно находится в природе, называется естественным. Продукт переработки естественного топлива называется искусственным топливом.

По поведению при нагреве без доступа воздуха все виды топлива подразделяют на теплоустойчивые и теплонеустойчивые. Теплоустойчивыми называются виды топлив, химический состав которых при нагреве не изменяется (кокс, газы CO; H2  и т.д.). Теплонеустойчивыми называют виды топлив, подвергающиеся разложению при нагреве (дерево, каменный уголь)

5.Понятие о производственной машине и ее структурная схема.

5.Ответ

Под производственной машиной понимают всякую машину, производящую целенаправленные действия над объектом обработки (или ее можно определить как машину, предназначенную для выполнения технологического процесса или его части).

Всякая рабочая машина неизменно характеризуется преобразованием одного вида энергии в другой. Первичным преобразованием энергии обычно является двигатель (Д). Полученная от двигателя механическая энергия преобразуется передаточным механизмом (ПМ) и передается рабочим органом (РО); последние воздействуют на объект обработки (ОО). Кроме рассмотренных элементов рабочая машина характеризуется наличием системы управления

6. Основные вопросы, решаемые при проектировании формовочно-заливочно-выбивных отделений с разовыми объемными формами.

6. Ответ

При проектировании этих отделений необходимо решать следующие основные вопросы:

  1.  распределить номенклатуру отливок по группам в зависимости от вида и марки сплава, массы, сложности и габаритов отливки и т.п.;
  2.  выбрать вид формы: песчанно-глинистые (сырые или сухие) или самотвердеющие (из ЖСС или ХТС и т.п.);
  3.  выбрать способ уплотнения: встряхивание, вибрация, прессование, комбинированный и т.д.;
  4.  определить оптимальные размеры форм, количество отливок в форме, ее металлоёмкость;
  5.  рассчитать годовое количество форм;
  6.  определить степень механизации отделения и выбрать оборудование (ручная, машинная формовка или на автоматических линиях);
  7.  рассчитать количество оборудования в отделении;
  8.  произвести технологический расчет литейного конвейера (линии);
  9.  рассчитать участок заливки литейного конвейера;
  10.  рассчитать площади формовочных плацев и кессонов, количество сушил для форм, парк опок;
  11.  обосновать организационно-планировочные решения.

7.Отраслевая структура машиностроения и показатели её развития.

7. Ответ: Различают общее разделение труда (промышленность, транспорт, связь, и т.д.); распадение этих видов производства на виды и подвиды – частное разделение труда (в отдельных отраслях и подотраслях народного хозяйства); разделение труда внутри предприятия – единичное.

Таким образом, частное разделение труда в промышленности, как объективный процесс развития, выражается в дифференциации её на отрасли и подотрасли, отличающиеся назначением выпускаемой продукции, исходным сырьем, технологией производства, составом оборудования и профессиональным составом кадров. Ведущей отраслью промышленности, определяющий технический прогресс в других отраслях, является машиностроение, в составе которого – несколько специализированных отраслей, образующих единый комплекс (тяжелое и энергетическое машиностроение, транспортное, химическое машиностроение, станкостроение, автомобильная промышленность, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, и др., всего 19 отраслей и около 100 "подотраслей", или специализированных отраслей). На практике используют ряд показателей отраслевой структуры машиностроения (удельный вес стоимости ОППФ отрасли в общей их стоимости в масштабах всего машиностроения; удельный вес численности работающих в отрасли в общей их численности в машиностроении, и др.)

Билет2

1. Характеристика основных промышленных способов плавления металлов и сплавов в литейном производстве. Привести примеры.

1. Ответ

1. Плавильные агрегаты с использованием топлива: твёрдого, жидкого и газообразного.

а) твёрдого топлива (кокс, антрацит древесный уголь) вагранки, доменные печи.

б) жидкого топлива – пламенные печи

в) газообразное топливо - газопламенные печи, мартеновские и тигельные

2. С применением электрического тока

2.1 Печи сопротивления отражательные и тигельные

2.2 Дуговые печи

2.3 Индукционные печи высокой и промышленной частоты.

2.4 Плазменные

2.5 Электронно-лучевые

2. Причины дефектов отливок от газовых включений по вине литейной формы.

2.Ответ

Главными причинами дефектов отливок от газовых включений являются:

  1.  повышенная газотворность формы и стержня;
  2.  неудовлетворительная газопроницаемость формы и стержня;
  3.  несовершенство конструкции литниковой системы.

Повышенная газотворность определяется следующими факторами:

-повышенным влагосодержанием из-за увеличения дозы воды в формовочной смеси, вследствии поглощения влаги из окружающей среды при длительном хранении форм и стержней и из-за некачественной сушки;

-повышенным содержанием связующего вещества или газотворных добавок;

-использованием более газотворных связующих или литейных красок.

Неудовлетворительная газопроницаемость формы и стержня может быть вызвана следующими причинами:

-повышенным содержанием влаги и связующих веществ в смесях,что зачастую приводит к уменьшению пористости;

-увеличением плотности при формовке;

-применением более тонкодисперсных песков и большого количества мелкозернистых добавок;

-отсутствием или несовершенством вентиляционной системы формы и стержня

3. Назначение основных элементов (С, Si, Mn), входящих в состав углеродистой стали.

3. Ответ

По мере увеличения углерода в стали от 0,15 до 0,55 % предел прочности возрастает от 400 до 600 МПа, а относительное удлинение снижается с 24 до 10 %. Это изменение свойств объясняется возрастанием доли перлита в микроструктуре стали.  

Марганец (0,3–0,9 %) раскисляет сталь и нейтрализует вредные примеси серы, а также несколько повышает прочность стали. С железом сера образует сульфид FeS и легкоплавкую эвтектику Fе–FeS по границам зерен, в результате чего возникает красноломкость и склонность к образованию горячих трещин. При введении марганца в соотношении % Мп > 1,7 % S образуются более тугоплавкие сульфиды MnS, располагающиеся в виде неметаллических включений внутри зерна; в результате красноломкость исчезает.

Кремний (0,2–0,5 %) вводится в сталь как раскислитель и дегазатор. Даже в небольших количествах он заметно упрочняет феррит и снижает пластичность стали.

4. Условное топливо. Тепловые эквиваленты.

4. Ответ

В технике количество топлива принято измерять количеством условного топлива. Условным считают топливо, теплота сгорания которого ровна 29300 кДж/кг. Приблизительно такую теплоту сгорания имеет донецкий коксовый уголь.

Реальное топливо переводят в условное с помощью теплового эквивалента. Тепловой эквивалент представляет собой частное отделение теплоты сгорания реального топлива на теплоту сгорания условного топлива.

Например, если теплота сгорания данного топлива составляет 24900 кДж/кг, то это соответствует 24900 : 29300 = 0,85 кг условного топлива, т.е. в данном примере тепловой эквивалент равен 0,85.

5. Классификация литейных машин по организационной структуре рабочих процессов. Однопозиционные машины.

5. Ответ. Характеризуются разделением переходов по времени и совмещением их по месту.

Однопозиционная машина: а) – схема; б) – циклограмма.

Продолжительность цикла обработки равна сумме времени всех технологических переходов t1, t2, t3, t4:

, где ti

время i-го перехода

6. Основные вопросы, решаемые при проектировании плавильных отделений.

6. Ответ: При проектировании плавильных отделений необходимо:

  1.  составить баланс металла;
  2.  выбрать тип и производительность печи непрерывного действия с технико-экономическим обоснованием;
  3.  рассчитать оптимальную вместимость ковшей и печи периодического действия;
  4.  рассчитать количество печей;
  5.  согласовать работу плавильного и формовочно-заливочно-выбивных отделений;
  6.  рассчитать оптимальный состав среднегодовой шихты;
  7.  выбрать и рассчитать количество оборудования для набора, подогрева и загрузки шихты, обработки расплава, удаления шлака и т.д.;

8)обосновать организационно-планировочные решения

7. Концентрация производства.

7. Ответ: Концентрация производства – это сосредоточение выпуска продукции на крупных предприятиях. Её формы: концентрация разнородного производства на одном универсальном предприятии; концентрация однородного производства на специализированном предприятии; комбинирование взаимосвязанных производств на одном предприятии. Современная форма концентрации – диверсификация производства (концентрация производства непрофильной продукции на предприятии с целью обеспечения процветания на рынке). Концентрация может быть увеличена за счёт: 1) увеличения качества оборудования (производственно-техническая концентрация); 2) увеличения единичной мощности оборудования (агрегатная концентрация); 3) увеличение единичной мощности оборудования и его количества (производственно-агрегатная концентрация); 4) комбинирования различных взаимосвязанных отраслей; 5) диверсификации. Высокая эффективность агрегатной концентрации объясняется тем, что единичная производственная мощность оборудования растёт быстрее, чем его цена и параметры. Различают размер производства и размер предприятия.

Под размером производства понимают максимально возможное количество выпускаемой продукции; под размером предприятия – количество сосредоточенного на нем живого и овеществленного труда.

Производство должно быть сосредоточенно на предприятии в рациональных размерах. Известно два вида рациональных размеров производства: а) минимально-допустимый размер, обеспечивающий возможность применения прогрессивной техники и технологии и эффективное использование её; б) оптимальный размер – обеспечивающий минимизацию общественных затрат на производство продукции и доставку её в места потребления.

Билет3

1. Факторы, определяющие ламинарный характер, турбулентный или структурный характер движения потока сплава в каналах литейной формы.

1. Ответ

Режим или характер движения потока сплава в каналах литейной формы определяется следующими факторами: скорость потока (V), диаметром канала (D) и кинематической вязкостью сплава (). В общем случае переход от одного режима течения к другому определяется величиной безразмерного критерия Рейнольдса , где V-скорость потока, D-диаметр канала, - кинематическая вязкость сплава.

2. Рассчитать закрытую атмосферную прибыль для отливки из стали 35Л,имеющий цилиндрический термический узел диаметром D = 70мм и высотой h = 150мм. плотность стали принять ст = 7200кг/м3.

2. Ответ:

Объем прибыли можно рассчитать по формуле:

,

где х = 8 – коэффициент неэкономичности закрытой атмосферной прибыли.

= 0,03 – коэффициент объемной усадки для стали с 0,35% углерода.

V0 – объем отливки (термического узла)

Для цилиндрического термического узла должно быть следующее соотношение между размером прибыли и отливки Dп/D = 1,051,1;

Принимаем Dп = 1,1D = 1,170 = 77мм.

Для цилиндрической прибыли:

3. Влияние углерода, кремния и марганца на жидкотекучесть и усадку углеродистой стали.

3. Ответ

Литейные свойства стали определяются главным образом содержанием углерода. Практическая жидкотекучесть с увеличением содержания углерода до 0,1–0,2 % уменьшается, а затем существенно возрастает вследствие преобладающего влияния перегрева Условно-истинная жидкотекучесть, напротив, ухудшается с увеличением содержания углерода, что связано с расширением  температурного интервала кристаллизации. Нулевая жидкотекучесть стали наступает вблизи температуры ликвидуса и соответствует ~20 % твердой фазы. Кремний и марганец проявляют свое влияние на жидкотекучесть как раскислители: чем полнее раскислена сталь и чем меньше в ней окисных неметаллических включений, тем лучше жидкотекучесть. Сера несколько ухудшает жидкотекучесть, а фосфор при малых содержаниях практически не влияет на нее.

Линейная усадка в стали начинает возникать при образовании 70–80 % твердой фазы. Она заметно уменьшается с возрастанием содержания углерода до 0,25 %, а в среднеуглеродистых сталях почти не изменяется. Затрудненная усадка стали почти вдвое меньше свободной и составляет 1,0—1,6 %.. Доперлитная и полная усадка в твердом состоянии уменьшается с увеличением содержания углерода в стали, послеперлитная усадка в литейных углеродистых сталях практически постоянна.

Объем усадочных пустот зависит от температурного интервала кристаллизации стали. Поэтому с увеличением содержания углерода свыше 0,2 % пористость возрастает, а объем усадочной раковины уменьшается.

4. Характеристика твердого топлива.

4. Ответ

Твердые топлива могут быть естественными и искусственными. К естественным видам твёрдого топлива относят бурые угли, каменные угли и антрациты.

Бурый уголь занимает по происхождению промежуточное положение между торфом и каменным углём. Бурые угли отличаются от каменных меньшим содержанием углерода и большим содержанием кислорода. Они обладают высокой зольностью

Каменные угли и  антрациты характеризуются высоким содержанием углерода. Теплота сгорания каменных углей в пересчёте на рабочую массу повышается, начиная от длиннопламенных, от 22000 до 29700  кДж/ кг. Антрациты по сравнению с каменными углями содержат наибольшее количество углерода. Они отличаются от каменных углей большей плотностью, малой гигроскопичностью и высокой стойкостью к окислению.. Смеси коксующихся и некоксующихся углей используют для получения кокса.

К искусственному твёрдому топливу относится кокс – продукт сухой перегонки при 900 – 1000C  коксующихся каменных углей в коксовых печах. Кокс обладает высокой механической прочностью и способностью противостоять истиранию, которое испытывает в доменных печах и вагранках. Различают кокс металлургический (доменный) с пористостью 45-50 % и литейный (для плавки в вагранках) с пористостью 40 %. Одними из основных требований, предъявляемых к коксу, являются: высокая механическая прочность; ограничение по массовой доли общей влаги (≤ 5,0 %); выход летучих веществ не более 1,2 %.

5. Классификация литейных машин по организационной структуре рабочих процессов. Многопозиционные машины.

5. Ответ.

Характеризуется разделением переходов по месту (по позициям) и совмещением по времени.

Многопозиционная машина: а) – схема; б) – циклограмма.

Продолжительность цикла равна времени выполнения самого длительного перехода плюс время на транспортные операции: Тц = tmax + tтр

6. Способы согласования работы плавильного и формовочно-заливочно-выбивного отделений.

6. Ответ: Плавильное отделение призвано обеспечивать потребность формовочного в жидком металле. В автоматизированном поточном производстве возникающая потребность должна удовлетворяться без промедлений, чтобы не снизилась производительность формовки из-за отсутствия металла. Если предложение металла будет больше, чем потребность в нем, его придется разливать в чушки или выдерживать в печи, что, однако, снижает эффективность работы плавильного отделения.

Таким образом, необходима согласованная работа плавильного и формовочного отделений. При этом работу плавильного отделения обычно подчиняют работе формовочного.

Способ согласования зависит от сочетания вида печи и линии:

  1.  Если для обеспечения непрерывной работы линий выбрана печь непрерывного действия (например, вагранка), то необходимо соблюдать равенство часовой потребности Р в металле и часовой производительности f печей, т.е. Р=f. Это условие можно выполнить только в хорошо организованном производстве.
  2.  В случае применения печей периодического действия необходимо, чтобы темп τ выдачи металла из печей был больше или равен времени опорожнения tоп разливочного или раздаточного ковша. Для этого проводят либо построение графика (циклограммы) работы печей, либо расчет по методу Кульбовского И. К.
  3.  Согласованной работы любого типа печи и линии легко добиться, если между ними иметь какой-либо накопитель металла, например миксерную печь, обогреваемый раздаточный ковш или копильник.

7. Специализация производства.

7 Ответ: Специализация производства – это процесс концентрации производства продукции, обладающей эксплуатационной и конструкторско-технологической общностью в минимально-допустимых или оптимальных размерах. Формы специализации: 1) по номенклатуре готовых машин; 2) по агрегатам; 3) по сборочным единицам; 4) по деталям; 5) по стадиям производственного процесса (технологическим пределам). Направления специализации определяются уровнем развития того или иного машиностроительного производства, его ролью и значением в производственном процессе и местом в планах (специализация вспомогательных производств, территориальная специализация, и т.д.)

Для оценки уровня специализации применяют схему классификации изделий по ступеням общности: род (например, тракторы); класс (например, тракторы с тяговым усилием 4 тн); вид (тракторы сельскохозяйственного назначения с тяговым усилием 4 тн); разновидность (тракторы сельскохозяйственного назначения, гусеничные, с тяговым усилием 4 тн); тип (тракторы сельскохозяйственного назначения, гусеничные, с тяговым усилием 4 тн, марки Т-4М).

При переходе к более высокой ступени специализации совершенствуется состав и структура ОППФ, технология производства, повышаются технико-экономические показатели.

Показатели специализации – многочисленны. В частности, применяют: а) для отрасли – уровень специализации по ступеням классификации: , где Qэр – годовой объем производства профильной продукции отрасли, выпускаемой предприятиями с оптимальным (или минимально-допустимым) размером производства; Qо – годовой объем производства всей продукции отрасли; I – ближайшее к Qmax/Qmin большее целое число; б) для предприятия: , где Qmaxiп – годовой объем производства продукции, соответствующий преобладающей группе изделий по i-й ступени классификации; Qminiп – минимально-допустимый размер производства группы изделий i-й ступени классификации.

Билет4

1. Понятие гидравлического радиуса. Привести пример расчёта гидравлического радиуса для элемента литниковой системы круглого, прямоугольного и трапециевидного поперечного сечения.

1. Ответ. 

Гидравлический радиус (Rг) представляет собой отношение площади поперечного сечения канала (F) к его периметру (L), т.е.

Пример:

  1.  Гидравлический радиус цилиндрического канала.  ->L=D

или

2.Гидравлический радиус для прямоугольного сечения канала

F=ab

L=2(a+b)

  1.  Гидравлический радиус для трапециевидного сечения канала

2. Рассчитать подъемную силу и диаметров болтов d для скрепления полуформ при получении цилиндрической отливки, расположенной в форме в горизонтальном положение. Внешний диаметр отливки D = 500мм, внутренний d = 440мм, длина l = 1200мм, материал отливки серый чугун плотностью сч = 7000кг/м3. Количество болтов n = 2, материал болтов имеет допускаемое напряжение [р] = 160МПа. Принять плотность стержня ст = 1600кг/м3, высоту опоки H = 450мм.

2. Ответ:

Подъемную силу определим по формуле:

Нагрузка на каждый болт:

к = 1,25 – коэффициент неравномерности

Нагрузка на болт не должна превышать

F = S[р],

где - площадь сечения болта,

Принимаем болт М12.

3. Влияние легирующих элементов на механические свойства стали.

3. Ответ

Влияние легирующих элементов на механические свойства стали определяется их взаимодействием с железом и сплавами системы Fe–С. Растворное упрочнение феррита зависит от различия размеров и электронного строения атомов железа и легирующего элемента. Слабыми упрочнителями феррита являются металлы с ОЦК-решеткой, образующие с α-железом неограниченные твердые растворы (Сг и V). Сильнее упрочняют феррит металлы с ГЦК-решеткой (Ni, Со) или ограниченно растворимые в железе металлы с ОЦК-решеткой (W, Mo, Nb, Ti). Наиболее  сильное  упрочнение дают элементы, имеющие сложную кристаллическую решетку (Mn, Si) или значительно отличающиеся от железа электронным строением атомов (Al, Be, P). Растворное упрочнение ограниченно используется в сталях перлитного класса (в основном путем введения небольших добавок Si, Mn, Сг и Ni). Более широко оно применяется в аустенитных и ферритных сталях, где основой структуры является твердый раствор.

Основной способ упрочнения конструкционных легированных сталей – это термическая обработка. Более того, признано нецелесообразным использование легированных сталей без термической обработки, так как в этом случае не удается полностью реализовать положительное влияние легирующих элементов. Типичная термическая обработка конструкционных легированных сталей заключается в закалке с последующим низким, средним или высоким отпуском. При этом можно получить различную структypy – мартенсит, троостит или сорбит, обеспечивающую желаемый комплекс свойств. Мартенсит обеспечивает повышенную твердость и прочность при резком снижении пластичности, сорбит – меньшую прочность, но хорошие пластические свойства

4. Понятие канального и струйного движения газов в печи.

4. Ответ

Движение газов в рабочем пространстве печей и сушил разделяют на канальное и струйное.

Канальным называют движение, которое осуществляется в результате потенциальной энергии потока. Например, движение газов в дымовой  трубе за счет уменьшения геометрического давления или в горизонтальном канале за счет уменьшения статистического давления

Струйным называют движение, которое осуществляем за счет динамического воздействия струй. Движение газов организуют, основываясь на свойствах свободных и ограниченных струй с учетом требований к тепловой работе печей и сушил. Например, для обеспечения равномерной температуры в печи топливо сжигают, используя большое количество горелок или форсунок, равномерно распределенных по печи. Вследствие энергичного перемешивания отдельных струй факелов происходит выравнивание температуры в печном пространстве. Свойство ограниченных струй вызывать циркуляцию газов используют также для понижения температуры, развивающейся при горении топлива. Это достигается подсосом относительно остывших продуктов горения (прошедших около нагреваемых изделий и частично отдавших им свою теплоту) ко вновь образовавшимся продуктам горения. Такая многократная рециркуляция продуктов горения способствует более быстрому и равномерному нагреву изделий в печах и сушилах.

5. Классификация литейных машин по организационной структуре рабочих процессов. Многопоточные машины.

5. Ответ. Характеризуются разделением операций по месту и совмещением их по времени.

В простейшем случае многопоточную машину можно представить как несколько однопозиционных или многопозиционных машин объединенных в одном агрегате

;

либо ,

где n – число потоков

Многопоточная однопозиционная машина: а) – схема; б) – циклограмма.

6. Основные вопросы, решаемые при проектировании стержневых отделений.

6. Ответ: При проектировании стержневых отделений необходимо:

  1.  определить организационную структуру отделения и объем производства стержней;
  2.  распределить стержни по группам в зависимости от массы, габаритов и сложности;
  3.  выбрать способ изготовления стержней каждой группы (из ХТС, ЖСС, в нагреваемой оснастке, тепловой сушкой и т.д.);
  4.  определить степень механизации отделения и выбрать оборудование для изготовления стержней, их обработки, транспортировки.
  5.  рассчитать количество оборудования;

обосновать организационно-планировочные решения

7. План производства и реализации продукции.

7. Ответ: План производства и реализации продукции – это задание по производству и реализации определенного количества продукции установленной номенклатуры и качества.

Номенклатура – классификационный перечень изделий, характеризующий основные направления производства. В машиностроении существует 3 ступени детализации объектов производства: сводная (укрупненная); групповая (детализация по группам однородной продукции); специфицированная (развернутая): виды, типы, типоразмеры. На основе плана производства (производственной программы) разрабатываются планы по прибылям, уровню рентабельности, материально-техническому снабжению, по труду и кадрам, по себестоимости, финансовый план.

Применяют показатели объема производства: 1) натуральные (штуки, тонны, комплекты); 2) условно-натуральные (приведенные к базовому изделию обычно по соотношению трудоемкости); 3) стоимостные.

Объем реализованной продукции – это стоимость готовых изделий и полуфабрикатов собственного производства, а также услуг промышленного характера, оплаченных потребителем в планируемом периоде. Товарная продукция характеризует объем продукции, предназначенной для реализации. Валовая продукция – включает в себя товарную продукцию, стоимость прироста или убыли остатков полуфабрикатов, специального инструмента, штампов, моделей, приспособлений, изменение незавершенного производства на конец и начало планируемого периода. Незавершенное производство – это продукция, незавершенная производством, находящаяся в производстве, а также переходящие остатки инструмента и оснастки собственного изготовления. Объем чистой продукции исключает повторный счет продукции. Он определяется путем вычитания из товарной продукции (в оптовых ценах предприятия) материальных затрат в тех же ценах.

Билет 5

1. Дать определение понятий «затруднённой» и «свободной» усадки отливок. Привести схемы отливок.

1. Ответ. «Затруднённая» усадка – характерна для отливок, имеющих выступы или переход от тонких стенок к толстым, в результате чего элементы формы или стержня противодействуют развитию усадки.

Пример. При затвердевании отливки выступающие элементы противодействуют усадке.

«Свободная» усадка – характерна для отливок простой конфигурации типа геометрических тел: шар, параллелепипед или плита, т.е. конфигурация отливки не имеет выступов или поднутрений способствующих торможению усадки.

2. Определить необходимую длину шлакоуловителя высотой h = 40мм литниковой системы для чугунной отливки. Принять скорость расплава в шлакоуловителе ш = 35см/с; плотность жидкого металла м = 6800кг/м3.

2.Ответ:

Длина шлакоуловителя определяется из условия превышения времени прохождения частицы шлака вдоль шлакоуловителя над временем всплывания частицы шлака в шлакоуловителе:

где = 0,2 – коэффициент пропорциональности,

где ш = 2600 кг/м3 – плотность шлака;

с = 1 – критерий зависящий от числа Рейнольдса;

d = 1мм – размер частицы шлака.

3. Определение чугуна и основные особенности его структуры.

3. Ответ

Чугуном обычно называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14 % С. Промышленные чугуны, кроме углерода, в качестве одного из основных компонентов содержат  кремний. Таким образом, промышленный чугун следует рассматривать как многокомпонентный сплав на основе Fe–С–Si с добавками и примесями других элементов. Главной отличительной особенностью структуры чугуна является формирование графитно-аустенитной или цементитно-аустенитной эвтектики (ледебурита).

Нелегированный конструкционный чугун для производства фасонных отливок в машиностроении имеет следующий химический состав, %: 2,0–4,2 С; 1,0–3,5 Si; 0,5–1,0 Mn; содержание примесей Р < 0,2; S < 0,15 .

Характерной особенностью чугунов является то, что углерод в сплаве может находиться не только в растворенном и связанном состоянии (в виде химического соединения – карбида железа Fe3C), но также в свободном состоянии – в виде графита. При этом форма выделений графита и структура металлической основы {матрицы} определяют основные типы чугуна и их свойства.

Повышенная чувствительность процессов формирования структуры чугуна к химическому составу, а также к тепловым условиям кристаллизации и охлаждения отливки в твердом состоянии позволяет эффективно управлять процессом структурообразования и получать различные чугуны с большим разнообразием структуры и свойств.

Широкое распространение чугуна в промышленности обусловлено оптимальным сочетанием различных свойств: технологических (литейных, обрабатываемости резанием), эксплуатационных (механических и экономических показателей.

4. Понятие огнеупорных материалов и их классификация.

4. Ответ

Огнеупорными называют материалы, способные противостоять продолжительному воздействию высоких температур (свыше 1000 °С), а также физико-химических процессов, протекающих в печах.

Огнеупорные материалы классифицируются в соответствии со следующими признакам: 1) химико-минералогический состав; 2) огнеупорность; 3) плотность; 4) способ формования; 5) термическая обработка.

По химико-минералогическому составу огнеупорные материалы подразделяются на кремнеземистые, алюмосиликатные, магнезиальные, углеродистые, карбидкремниевые и цирконистые.

По огнеупорности огнеупорные материалы делят на огнеупорные (1580–1770 °С), высокоогнеупорные (1770–2000 °С) и высшей огнеупорности (свыше 2000 °С).

По плотности огнеупорные материалы делят на особо плотные, высокоплотные, легковесные и ультралегковесные.

По термической обработке огнеупорные изделия делят на обжиговые и безобжиговые.

5. Индексация и маркировка литейных машин. Трехзначная система классификации и маркировки.

5. Ответ. В послевоенные годы была принята цифровая трехзначная система индексации литейного оборудования по технологическому назначению. Первая цифра соответствует роду (классу) машин по их применению: 1 – смесеприготовительные машины; 2 – формовочные машины и т.д. (всего пять групп). Вторая цифра шифра озночает конструктивный тип машины; третья – размер или порядковый номер.

Пример: 271 (2 – формовочная; 7 – встряхивающая с допрессовкой и штифтовым съемом; и 1 – размер опок 400х500).

6. Основные вопросы, решаемые при проектировании смесеприготовительных отделений.

6.Ответ: При проектировании смесеприготовительных отделений необходимо:

  1.  выбрать технологический процесс и оборудование для приготовления готовой и подготовки оборотной смеси;
  2.  рассчитать расход смеси и количество оборудования;
  3.  обосновать организационно-планировочные решения.

7. Производственная мощность предприятия.

7. Ответ: Производственная мощность – это способность закрепленных за предприятием средств труда к максимальному выпуску продукции за год (сутки, смену) в соответствии с установленными специализацией, кооперированием производства и режимом работы. Расчет ПМ необходим для обоснования объема выпуска продукции, выявления резервов роста производства, обоснования специализации и кооперирования производства, планирования инвестиций. ПМ рассчитывается по всей номенклатуре продукции. При многономенклатурном производстве осуществляют приведение продукции к изделию-представителю (то же – для продукции, по которой отсутствует нормированная трудоемкость). ПМ рассчитывается в тех же единицах, в которых планируется производство, а также в стоимостном выражении. Она принимается по мощности ведущих цехов, участков, агрегатов, групп оборудования, имеющих решающее значение в обеспечении выпуска продукции. Цехи, участки, агрегаты, группы оборудования, пропускная способность которых не соответствует мощности ведущего звена, по которому принята мощность, называют “узкими местами”; по ним ПМ не принимается, они подлежат расшивке за счет оргтехмероприятий. Расчет ПМ ведется по действующим нормам времени. Различают ПМ: входную (на начало года) и выходную (на конец года) с учетом ввода нового оборудования и вывода изношенного. Для установления заданной производственной программы предприятия его ПМ рассчитывают среднегодовую мощность.

Билет 6

1. Дать определение и место расположения границы питания в области затвердевания сплава.

1. Ответ. Граница питания разделяет зоны микроскопических и локальных перемещений жидкой фазы в области затвердевания. Граница питания располагается между линией Тл (температура ликвидуса) и границей выливаемости.

Граница питания отсекает зону микроскопических перемещений, в которой возможно формирование газоусадочной пористости.

2. Какой груз необходимо установить для предотвращения подъема верхней полуформы при заливке?

F1 = 50см2; F2 = 100см2, F3 = 200см2,

F4 = 500см2,

h1 = 350мм,

h2 = 300мм,

h3 = 250мм,

h4 = 150мм.

Размер опоки 700х800мм,

ее масса – 23кг.

Отливка их СЧ20 м = 7000кг/м3. Объем стержня равен 3000см3.

2. Ответ:

Давление жидкого металла на верхнюю полуформу определяется по формуле:

где k = 1,31,5 – коэффициент учитывающий динамическое воздействие расплава на верхнюю полуформу;

ст = 1600кг/м3 – плотность стержня;

Fi – поверхности элемента формы, находящиеся под давлением столба расплава hi;

V – объем стержня;

Рп/ф – вес верхней полуформы;

Рп/ф = G + Vп/фсм,

где G = 13кг – масса опоки,

Vп/ф – объем верхней полуформы,

см = 1600кг/м3 – плотность смеси.

На верхнюю полуформу необходимо установить груз Р = 40кг.

3. Классификация чугунов.

3. Ответ

Классификация чугуна осуществляется по следующим признакам:

1) по состоянию углерода (свободный или связанный): серый, половинчатый (отбеленный) и белый чугун;

2) по форме включений графита – серый чугун с пластинчатым графитом, чугун с вермикулярным  графитом, высокопрочный чугун с шаровидным графитом;

3) по типу структуры металлической основы (матрицы) — ферритный, перлитный, бейнитный, мартенситный и аустенитный чугуны; имеются также чугуны со смешанной структурой: феррито-перлитные и перлито-карбидные;

4) по химическому составу – нелегированные чугуны (общего назначения) и легированные чугуны  (специального назначения). В  чугунах,  как правило, используются следующие легирующие элементы: Сг, Ni, Сu, AI, Мо, V.

4. Физические свойства огнеупорных материалов.

4. Ответ

К физическим свойствам огнеупорных материалов относят пористость, газопроницаемость, теплоёмкость, электропроводность, термическое расширение.

Различают пористость кажущуюся открытую (поры сообщаются с атмосферой); пористость кажущуюся закрытую (поры находятся внутри материала и не сообщаются с атмосферой) и пористость общую равную сумме двух первых. Повышенная пористость является причиной повышенной газопроницаемости и пониженной шлакоустойчивости. Огнеупорные изделия применяемые для футеровки плавильных печей, должны иметь минимальную пористость.

Газопроницаемость зависит от величины открытой пористости и тем больше, чем выше последняя. Определяют коэффициентом газопроницаемости.

Удельная теплоемкость имеет важное значение для печей периодического действия: чем меньше ее значения для применяемых огнеупорных материалов, тем меньше потери теплоты на разогрев футеровки до рабочей температуры.

Теплопроводность зависит от пористости и температуры. Повышение пористости снижает теплопроводность. Однако теплопроводность большинства огнеупорных материалов увеличивается с повышением температуры.

Электрическая проводимость имеет большое значение для футеровки электрических печей. Подавляющее большинство огнеупорных материалов за исключением углеродсодержащих практически неэлектропроводны.

Тепловое расширение при нагреве зависит от природы материала и температуры. Для компенсации теплового расширения в кладке футеровки печи предусматривают зазоры (температурные швы), закрывающиеся по мере разогрева футеровки.

5. Современная индексация и маркировка литейных машин.

5. Ответ. Для обозночения моделей машин в настоящее время у нас в стране принята пятизначная система классификации и маркировки, в которой первая цифра определяет технологическую группу (их девять); вторая – технологический вид; третья – конструктивный тип; четвертая и пятая – типо размер оборудования.

Пример: 22111 – формовочная встряхивающе – прессовая машина без поворота полуформы с размером опок 400х500 (2 – для изготовления форм и стержней; 2 – формовочная; 1 – встряхивающе – прессовая без поворота полуформ; 11 – размер опок 400х500).

6. Основы расчета расхода формовочных и стержневых смесей.

6. Ответ: Методика расчета расхода смесей зависит от серийности производства.

1. В массовом и крупносерийном производстве, когда имеются подробные данные об объеме и массе форм и стержней, расход смеси определяют следующим образом:

1.1. Расход формовочных смесей находят расчетом, исходя из размеров и количества изготовляемых форм для всей номенклатуры отливок, за вычетом объема, занятого отливкой с литниковой системой и стержнями, по каждому виду смеси. Обычно это выполняют при расчете годового количества форм;

1.2. Расход стержневых смесей определяют расчетом по технологической ведомости потребных стержней на всю программу с разделением по видам смесей. Это обычно выполняют при проектировании стержневого отделения.

2. В мелкосерийном и единичном производстве, когда данные для подробного расчета отсутствуют, расчет формовочных или стержневых смесей определяют по средним нормам расхода формовочной или стержневой смеси на 1 т годных отливок в зависимости от их массы. Эти нормы приведены в справочнике, причем для стержневых смесей в виде суммы масс стержней различного размера, что позволяет определить расход различных стержневых смесей.

Полученные расчетные расходы формовочных и стержневых смесей (при любой серийности производства) увеличивают для учета потерь на пути из смесеприготовительного отделения к потребителям и на просыпание при формовке. При отсутствии других данных эти потери учитывают коэффициентом 1,10 – 1,15 для наполнительной смеси и коэффициентом 1,05 для облицовочных и стержневых смесей.

7. Экономическая сущность, состав, структура и динамика основных фондов.

7. Ответ: Вещественные факторы, которыми располагает машиностроение и которые переносят свою стоимость в процессе производства на готовую продукцию в течение нескольких периодов, называют основными промышленно-производственными фондами (ОППФ), составляющими 60-65% от промышленно-производственных фондов. В состав ОППФ входят: 1) здания производственно-технические, служебные, и др.; 2) сооружения (дороги, мосты, пути, тепло- и электросети, сооружения связи); 3) силовые машины и оборудование (генераторы электрические и газовые, паровые котлы, двигатели, турбины, и др.); 4) рабочие машины и оборудование; 5) измерительные и регулирующие приборы и устройства; 6) транспортные устройства; 7) инструмент (в том числе приспособления к станкам), срок службы которого – более 1 года; 8) производственный и хозяйственный инвентарь и принадлежности (верстаки, контейнеры, столы, и пр.); 9) прочие основные фонды (жилые дома, клубы, школы, детсады, мед.учериждения).

Основные фонды состоят из активной и пассивной частей. К последней относятся здания, сооружения, передаточные устройства, транспортные средства, и т.п. Существует тенденция возрастания доли активной части в машиностроении (с 1960 по 1980г. – с 40 до 46%), что ведет к увеличению выпуска продукции.

Билет 7

1. Метод «рычага» или «отрезков» для определения по диаграмме состояния количества твёрдой и жидкой фаз в интервале кристаллизации.

1. Ответ

По диаграмме состояния сплава внутри температурного интервала ликвидус - солидус можно определить отношение количества твёрдой фазы (Т) к сумме твёрдой (Т) и жидкой (Ж) фаз. С помощью метода «рычага» или «отрезков». Величине , будет пропорциональна величина отрезков, приходящихся на твёрдую фазу для разных температур. Используя метод «рычага» и диаграмму состояния сплава можно построить кинетическую диаграмму затвердевания.

2. Рассчитать простую боковую литниковую систему для отливки из серого чугуна: G = 5,7кг – масса отливки, Н = 200мм – высота верхней опоки, С = 160мм – высота отливки в форме, Р = 120мм – высота отливки выше место подвода металла, к = 1 – количество отливок в форме, преобладающая толщина стенки = 5мм.

2. Ответ:

Расчет литниковой системы начинают с определения минимального сечения Fmin:

,

где – время заливки;

– коэффициент расхода литниковой системы;

Нр – расчетный статический напор металла;

для сплавов железа

Время заливки определяем по формуле:

,

где G – вес отливок с литниками;

 S1 – коэффициент характеризующий толщину стенки отливки

где n = 1 – количество отливок в форме

к = 0,250,3 – коэффициент для чугуна

S1 = 1,85 – табличное значение для отливки с толщиной стенки = 5мм

После определения времени заливки необходимо определить минимальное допустимое значение скорости подъема расплава в полости формы

= с / = 16/5,3 = 3 см/с

Это значение не превышает табличные минимально допустимые значения скорости, следовательно рассчитанное значение подходит.

Коэффициент расхода выбираем по таблице в зависимости от материала отливки, рода формы (сырая) и сопротивление формы (малое).

= 0,5

Расчет статического напора для боковой литниковой системы определяется по формуле:

Для лучшего задержания шлаковых и других неметаллических включений литниковые системы для чугуна должны быть заполненным, т.е. минимальное сечении должно иметь питатель:

Fmin = Fпит,

А между сечениями других элементов литниковой системы должны соблюдаться следующие соотношения (для тонкостенных мелких отливок из чугуна):

Fпит : Fшл : Fст = 1 : 1,06 : 1,11

Сечение шлакоуловителя:

Fшл = Fпит  1,06 = 176 1,06 = 187 мм2

Сечение стояка:

Fст = Fпит  1,11 = 1,76 1,11 = 195 мм2

Диаметр стояка:

Массовый расход ,

следовательно можно использовать вместо литниковой чаши воронку.

По справочнику выбираем воронку с размерами:

dст = 16мм, D = (2,73) dст = 50мм, Нв = D = 50мм.

3. Влияние содержания углерода и кремния на жидкотекучесть чугуна.

3. Ответ

Чугун отличается сравнительно высокими литейными свойствами, что обусловлено его химическим составом, низкой температурой начала кристаллизации, а также графитизацией.

Жидкотекучесть большинства сплавов зависит от положения на диаграмме состояния, и она тем выше, чем меньше интервал затвердения.

Чугун характеризуется аномальным характером жидкотекучести, которая при увеличении содержания углерода и кремния повышается, но достигает максимума не при эвтектическомэ= 4,3), а при заэвтектическом составе (Сэ= 4,7–4,9). Это связано со способностью заэвтектических чугунов сохранять текучесть в определенном интервале температур ниже ликвидуса, поскольку кристаллизация первичного графита сопровождается значительным тепловым эффектом.

4. Рабочие свойства огнеупорных материалов.

4. Ответ 

Рабочими свойствами огнеупорных материалов являются: огнеупорность, температура начала деформации под нагрузкой при высоких температурах, термическая стойкость, шлакоустойчивость, сопротивление истиранию и удару, сопротивление воздействию печной атмосферы

Огнеупорность является свойством конкретного материала противостоять переходу в пластичное или жидкотекучее состояние при высоких температурах. Методика определения огнеупорности заключается в следующем. Из испытываемого материала по ГОСТу изготовляют пироскопы, имеющие форму треугольных усеченных пирамид. Пироскоп в вертикальном положении помещают на подставке в печь и нагревают. При повышении температуры пироскоп размягчается и наклоняется. Температуру, при которой  верхний конец пироскопа коснется подставки, называют огнеупорностью данного материала

Температура начала деформации под нагрузкой характеризует строительную прочность огнеупорного материала при воздействии высоких температур. Её определяют с помощью образца из данного огнеупорного материала в виде цилиндра диаметром 36 мм и высотой 50 мм. Образец нагревают под статической нагрузкой, равной 0,2 МПа. Температура начала деформации соответствует сжатию образца на 0,3 мм.

Термическая стойкость это способность огнеупорного материала выдерживать резкие колебания температуры без разрушения. Термическая стойкость измеряется числом водяных (или воздушных) теплосмен. При этом торцевую сторону кирпича нормального размера нагревают до 850C, а затем охлаждают в проточной воде (водяная теплосмена) или на воздухе (воздушная теплосмена).

5. Рабочая (технологи-ческая) характеристика прессовой формовочной машины.

5. Ответ.

Это зависимость Рпр – давления прессования от хода прессования S.

Рпр = f (S); где (на схеме)

х – глубина погружения прессовой колодки в смесь (ход S в любой момент времени в процессе допрессовки).

Условие о неизменности веса смеси до и после уплотнения запишется следующим образом:

[(Н + h)Fo - Vм]o = [(H + h - x)Fo - Vм]   (1),

где Fo – площадь опоки; o и – начальная и текущая плотность формовочной смеси; H, h – соответственно высота опоки и наполнительной рамки.

Находим:  (2)

Из уравнения прессования Н.П.Аксенова:

(3)

подставляем в уравнение (3), получаем:

, (4)

где с – коэффициент уплотняемости с=0,4-0,6.

6. Основные вопросы, решаемые при проектировании термоочистных отделений.

6. Ответ: Проектирование термоочистных отделений начинают с анализа номенклатуры отливок и последовательного решения следующих основных вопросов:

  1.  разбивки всей номенклатуры отливок на группы по массе, что позволяет выявить количество предполагаемых технологических потоков и распределить отливки по операциям обработки;
  2.  выбора рационального технологического процесса и оборудования для каждой группы;
  3.  расчета количества оборудования;
  4.  обоснования организационно-планировочных решений.

7. Экономическая сущность, состав, структура и динамика основных фондов.

7. Ответ: Оборотные производственные фонды (ОПФ) – это часть производственных фондов, вещественное содержание которых составляют предметы труда, функционирующие в сфере производства. Группы ОПФ: а) производственные запасы (материалы, топливо, спец.инструмент и оснастка, инструмент и инвентарь со сроком службы менее 1 года); б) незавершенное производство; в) расходы будущих периодов.

Фонды обращения функционируют в сфере обращения (готовая продукция на складах, товары в пути, денежные средства свободные и средства в расчетах с потребителями продукции).

Совокупность денежных средств, вложенных в ОПФ и фонды обращения, обеспечивающая непрерывность процессов производства и реализации продукции, составляет оборотные средства предприятия.

Время, в течение которого оборотные средства проходят период производства и период обращения (полный грузооборот), называется периодом оборота.

Билет 8

1. Характер потока сплава при истечении из питателя в полузатопленную ограниченную полость формы. Привести примеры изменения эпюр скоростей потока.

1.Ответ  ГББ.с.20-21

При истечении сплава из питателя или другого узкого канала в частично затопленную полость или более широкий канал в нём возникает затопленная турбулентная струя в виде факела. Струя имеет начальный участок равный 4.5 диаметра узкого канала с углом факела около 28о и основной участок, в котором скорость по оси меньше чем в начале.

280

При пересечении границы факела со стенками широкого канала возникает возвратное течение которое может захватывать неметаллические включения и формировать дефекты типа засоров, шлаковых или газовых раковин.

2. Рассчитать литниковую систему для отливки зубчатого колеса. Масса отливки Gо = 250 кг; число отливок n = 1; расчетная толщина отливки о = 32 мм; формовка по-сухому; сталь 45Л; заливка сифоном из стопорного ковша ёмкостью 6 т; высота отливки Hо = 130 мм; металлостатический напор Hн = 975 мм.

2. Ответ:

  1.  Определение продолжительности заливки формы

,

где S = 0,9 – табличное значение коэффициента времени выбранное в зависимости от толщины отливки о и технологической группы.

G = Go + Gл – масса металла в форме.

Массу литниковой системы определяем

Gл = 0,08Go = 0,08250 = 20 кг.

G = 250 + 20 = 270 кг.

= 18,5 с.

Скорость подъема уровня = Hо/ = 130/18,5 = 7мм/с, что меньше допустимой скорости т = 12 мм/с.

Скорректируем время заливки = Hо/т = 130/12 = 10,8 с.

Массовый расход через литниковую систему

G = G/ = 270/10,8 = 25 кг/с.

  1.  Определение диаметра стопорного отверстия dо.

По таблицам принимаем dо = 35 мм. Заливка форм должна закончиться при уровне металла в ковше H = 900 мм. При наибольшем напоре в ковше H = 1350 мм массовый расход составит G = 30,875 кг/с.

  1.  Определение площади сечения литниковых каналов.

а) Заливка первой формы при напоре в ковше H = 1350 мм

– в начале заливки первой формы.

– в конце заливки первой формы.

к = 0,89, = 0,38, т = 1,5 – табличные значения коэффициентов расхода через стопорное отверстие, литниковую систему и коэффициента торможения.

h = H + 200 + 975 = 1350 + 200 + 975 = 2525 мм.

Fо = dо2/4 = 352/4 = 961,6 мм2

h = H + 200 + 975 – 130 = 1350 + 200 + 975 – 130 = 2395 мм

= 1098 мм2;

= 1127 мм2;

б) Заливка последней формы при напоре в ковше H = 900 мм.

h = H + 200 + 975 = 900+200+975 = 2075 мм

h = H + 200 + 975 – 130 = 900+200+975–130 = 1945 мм

Торможения стопором нет, , т = 1;

= 1483 мм2

= 1532 мм2

Принимаем максимальное значение Fmin = 1532 мм2

в) Определение сечения питателей.

Fпит = (1,2 1,5)Fmin = 1838 2298 мм2.

3. Влияние углерода и кремния на структуру и механические свойства серого чугуна.

3. Ответ

Серые чугуны содержат 2,8–3,6 % С; 1,4–2,2 % Si; 0,2–1,0 % Mn; 0,04–0,3 % Р; 0,02–0,2 % S.  

Влияние того или иного элемента, входящего в состав чугуна, на структуру и, соответственно на механические и технологические свойства, определяется в первую очередь воздействием его на графитизацию. Углерод и кремний являются наиболее сильными графитизирующими элементами и оказывают решающее влияние на структуру и свойства нелегированного чугуна. Кремний передвигает эвтектическую и эвтектоидную точки влево и вверх, т. е. в сторону уменьшения содержания углерода в жидком и твердом растворах, и повышает температуру превращений. Таким образом, кремний, уеньшая растворимость углерода в жидком и твердом растворах, способствует графитообразованию.

Величину (С + 0,3Si) называют углеродным эквивалентом Сэ. Чугун, для которого Сэ = 4,26 является эвтектическим; Сэ < 4,26 – доэвтектическим; Сэ > 4,26 – заэвтектическим. Снижение содержания углерода и кремния обеспечивает за счет уменьшения количества ферритной составляющей, повышения дисперсности перлита, а также уменьшения количества и размельчения графита, повышение прочности чугуна. Но уменьшать содержание углерода и кремния можно только до определенного предела, обусловленного появлением структурно свободного цементита. Наличие последнего в структуре чугуна приводит к снижению механических свойств, повышению твердости и ухудшению обрабатываемости.

4. Шлакоустойчивость огнеупорных материалов.

4. Ответ

Шлакоустойчивость способность огнеупорного материала противостоять химическим и физическим воздействиям шлаков. Основным фактором, влияющим на шлакоустойчивость, является химическое взаимодействие между огнеупорным материалом и шлаком.

Шлаки бывают основные и кислые. Огнеупорные материалы также бывают основными и кислыми, кроме того, они могут быть относительно нейтральными. Для футеровки печей при кислых шлаках применяют кислые огнеупорные материалы, а при основных шлаках основные огнеупорные материалы.

Шлакоустойчивость зависит от смачиваемости огнеупорного материала шлаком. Чем меньше смачиваемость, тем выше шлакоустойчивость, и наоборот. С повышением температуры повышает также жидкотекучесть шлака, а следовательно, увеличивает его разрушающее воздействие.

5. Показать работу сил трения на индикаторной диаграмме пневматического прессового механизма; определение силы трения поршня R расчетным путем.

5. Ответ.

Работа сил трения 2RS на индикаторной диаграмме выражается площадью (1 – 1а – 4 – 5).

В случае применения самоуплотняющихся  поршневых (манжет) колец из специальной маслостойкой резины силу трения R можно получить расчетным путем.

R = Д 1,6 Ро, где

– коэффициент трения;

Ро – давление в сети;

Д – диаметр поршня.

RРо Д

6. Способы выражения производственной программы литейного цеха (завода), её виды и область применения.

6. Ответ.

Производственная программа литейного цеха (завода) может быть выражена:

  •  в тоннах годового выпуска годных отливок цехом (заводом);
  •  в комплектах деталей для обеспечения выпуска заводом определенного количества изделий (тракторов, дизелей, станков и т.п.).

В первом случае при составлении программы по заданной массе определяют количество отливок либо каждого наименования, если номенклатура задана (точная, приведенная программа), либо в каждой массовой группе (условная программа).

Во втором случае по заданному количеству комплектов деталей определяют мощность литейного цеха в единицах массы.

Производственная программа, выраженная в тоннах годных отливок, может быть 3 видов – точная, приведенная, условная.

Точная программа применяется, когда имеется исчерпывающая документация на всю номенклатуру отливок, подлежащих изготовлению в проектируемом цехе, а количество наименований отливок в номенклатуре не превышает 40шт. Она характерна для цехов массового и крупносерийного производства с ограниченной номенклатурой отливок.

Приведенная программа составляется, если:

  1.  номенклатура подлежащих изготовлению отливок известна, но весьма обширна ( > 40 шт.);
  2.  исходные данные имеются только на часть номенклатуры. Она характерна для цехов серийного производства.

Условная программа составляется, если точные характеристики подлежащих изготовлению изделий и исходные данные для них отсутствуют, а номенклатура задана условно с разбивкой на группы по массе, видам и маркам сплава.

7. Себестоимость продукции и её виды.

7. Ответ: Себестоимость продукции – это текущие затраты предприятия на её производство и реализацию, выраженные в денежной форме. В с/с включается стоимость потребленных основных и оборотных фондов, часть стоимости живого труда (заработная плата). С/с составляет часть стоимости продукции. От неё зависит прибыль и уровень рентабельности. Различают себестоимость валовой, товарной, реализованной продукции, незавершенного производства, той или иной доли производства. В технологическую (операционную) с/с включают затраты на основные и вспомогательные материалы, основную заработную плату, дополнительную зарплату основных рабочих, топливо и энергию на технологические цели, расходы по содержанию и эксплуатации оборудования. Цеховая с/с включает технологическую с/с и цеховые расходы. Производственная с/с состоит из цеховой с/с и общезаводских расходов, в состав которых входят: зарплата заводоуправления, амортизация и текущий ремонт производственных зданий, почтово-телеграфные расходы. В полную себестоимость помимо производственной с/с включают внепроизводственные расходы (на тару и упаковку, транспортировку продукции, расходы по сбыту).

Отдельные предприятия имеют индивидуальную себестоимость.

Плановая с/с включает затраты, являющиеся для данного предприятия общественно необходимыми. В отчетной с/с учитываются фактически понесенные затраты. Причины отклонений от плановой с/с изучаются при анализе с/с.

Билет 9

1. Дать понятие изменения ближнего и дальнего порядка, в процессе плавления сплава.

1. Ответ. 

Дальний порядок – система расположения атомов в пределах одного кристалла, распространяющаяся от микроскопического уровней. Дальний порядок, характеризует строение кристалла, который может достигать значительных размеров.  Пример: «дендрит Чернова» длина 39 см. и вес 3,45 кг.

Ближний порядок- определённая система расположения атомов, распространяющаяся на несколько межатомных расстояний. Количества атомов входящих в определённую систему определяет координационное число решётки.

Ближний порядок характерен для жидких металлов и сплавов в близи температуры плавления. Процесс плавления можно определить как устранение дальнего порядка характерного для твёрдого состояния и частичное разрушение ближнего порядка. При перегреве сплава в жидком состоянии повышается степень разрушения ближнего порядка.

2. Распределение плотности формы при верхнем прессовании плоской плитой и способы его улучшения.

2. Ответ: Уплотненные верхним прессованием плоской плитой полуформы имеют следующее распределение плотности  по высоте H:

Из этого графика следует, что наиболее уплотненные слои смеси находятся на периферии формы (под прессовой плитой), а менее уплотненные – возле модели. Для верхнего прессования характерна низкая плотность в пространствах между выступами модели, а также между вертикальной стенкой модели и стенкой опоки. Более плотные слои смеси ухудшают отвод газов из полости формы, а более рыхлые зоны смеси вокруг модели уменьшают способность формы воспрепятствовать воздействию со стороны отливки.

Для обеспечения более равномерной плотности по всему объему и повышению плотности вокруг модели применяют следующее:

  1.  прессование эластичной диафрагмой, не нашло широкого применения из-за низкой стойкости диафрагмы;
  2.  применение вместо плоской прессовой плиты профильной, обеспечивающей своими выступами более высокую плотность уплотнения в углублениях модели; находит применение при формовке по одной модели, при смене модели необходимо менять и профильную плиту;
  3.  применение многоплунжерной прессовой головки; находит наиболее широкое применение;
  4.  применение совместно с прессованием виброуплотнения (вибропрессовые машины);
  5.  повышение текучести смеси за счет введения в состав формовочных смесей различных добавок: поверхностно активные вещества (КЧНР, контакт Петрова и др.), понизители вязкости (нитролигнин, ПФЛХ, УШР, окзил, и др.), некоторые связующие.

3. Виды и назначение термической обработки отливок из чугуна.

3. Ответ

В зависимости от температуры и методов нагрева отливок, выдержки и условий их охлаждения термическая обработка чугуна может обеспечивать снятие остаточных напряжений, графитизацию или повышение твердости и механических свойств.

Для снятия остаточных напряжений применяют низкотемпературный отжиг при 550–650 °С. После кратковременной выдержки (3–4 ч) при этих температурах отливки медленно охлаждаются вместе с печью со скоростью 8–30 °С/ч  до 100–150 °С. Структура и механические свойства чугуна в отливках при этом не изменяются.

Цель графитизирующего отжигастабилизация структуры, т. е. разложение структурно свободного цементита или цементита в перлите (ферритизация). Для снижения твердости и улучшения обрабатываемости серого чугуна применяют одностадийный отжиг. При этом частично или полностью разлагается перлит и снижаются механические свойства серого чугуна. Для разложения структурно свободного цементита применяют отжиг при температурах выше критических, продолжительность выдержки зависит от количества подлежащего разложению цементита.

Нормализация и закалка чугуна способствуют повышению его твердости и механических свойств. При нормализации отливки нагревают до температур выше критических, как правило, до 900–1000 °С. После выдержки  в течение времени, обеспечивающего частичное растворение графита и насыщение аустенита углеродом, проводят охлаждение на воздухе. При закалке отливки погружают в охлаждающую жидкость (воду, масло и др.). Как правило, после закалки проводят отпуск при температуре 200–500 °С, что уменьшает закалочные напряжения в отливке и изменяет структуру, например, мартенсит переходит в троостит или сорбит. В зависимости от температуры отпуска повышаются механические свойства и снижается твердость.

4. Динасовые огнеупорные материалы.

4. Ответ

Динасовые огнеупоры содержат не менее 93% кремнезёма (SiO2). Изготавливаются из кремнезёмистых пород, главным образом кварцитов, с добавлением 2,02,5% извести.

Сырую породу измельчают и смешивают с известковым молоком, которое придаёт массе пластичность, необходимую для последующей формовки. Далее изделия формуют на прессах, сушат и обжигают при 1400–1460C. Огнеупорность динасовых огнеупорных покрытий 1680–1730C.

Наиболее широкое применение динасовые огнеупорные материалы находят при изготовлении сводов мартеновских и электродуговых печей, а также высокотемпературных отражательных печах цветной металлургии.

5. Схема индикаторной диаграммы пневматического прессового механизма. Индикаторный расход воздуха.

5. Ответ.

Индикаторный расход свободного воздуха на одно прессование (м3) с некоторыми допущениями можно найти, если из объема воздуха в точке 3, пересчитанного на атмосферное давление, вычесть количество воздуха, оставшееся во вредном пространстве после выхлопа (в т.5 диаграммы):

Vинд = F(S + So)Po – F So P5F(S+S0)P0*10-6 м3,

где F – площадь поршня; Р0 – давление в сети (Р30); S0 – высота вредного пространства;

S – ход прессования.

6. Необходимо рассчитать количество автоматических линий с цикловой производительностью 150 форм/ч при следующих исходных данных: эффективный фонд времени работы – 3645ч; годовое количество форм, изготовляемых на этих линиях – 1287808; смена модельной оснастки в нерабочее время.

6. Ответ.

Расчетное количество линий определим по формуле:

Принятое количество линий:

 

с коэффициентом использования 0,8.

7. Типы производства.

7. Ответ: Тип производства – это классификационная характеристика производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции.

Организация производственного процесса определяется типом производства. Единичное производство характеризуется малым объемом однородной продукции, без повторения выпуска. В серийном производстве изделия производятся партиями, сериями. Для массового производства характерно большое количество однородных изделий, изготовляемых в течение продолжительного времени.

Номенклатура продукции в единичном производстве чрезвычайно широка, и наоборот, в массовом – ограниченная. Серийное производство занимает промежуточное положение. Постоянство номенклатуры характерно для массового производства, чередование номенклатуры в течение определенного календарного периода – для серийного, постоянная смена объектов производства в номенклатуре, практически без повторений – в единичном производстве. Рабочие места в массовом производстве узко специализированы, в серийном осуществляется переналадка при переходе на новый вид продукции, в единичном имеет место широкая специализация. В соответствии с этим, массовом производстве используется специальное оборудование, в серийном – специализированное, в единичном – универсальное. Аналогичный характер имеет технологическая оснастка. Расположение оборудования в основных цехах массового производства осуществляется по предметному принципу, серийного – по предметному и технологическому принципам, единичного – по технологическому принципу. Наиболее высокая классификация рабочих – в единичном производстве, средняя и высокая – в серийном, сравнительно невысокая – в массовом.

Производство относится к тому или иному типу по величине коэффициента закрепления операций: КЗО = iто/рм, где iто – число операций, выполняемых в цехе в течение месяца, рм – число рабочих мест в цехе.

В массовом производстве КЗО = 1, в крупносерийном – свыше 1 до 10, серийном – от 11 до 20, мелкосерийном – от 21 до 40, единичном – свыше 40.

Билет 10

1. Дать определение понятия «наследственности» свойств сплава.

1. Ответ. 

При расплавлении сплава происходит при уничтожении дальнего порядка, характеризующего строение дендрита (зерна) и частичное нарушение ближнего порядка, характеризующего строение кристаллической решётки компонентов сплава.

При малом перегреве сплава выше температуры ликвидуса (Тл) в жидком состоянии сплава сохраняется ближний порядок. В дальнейшем при кристаллизации, ближний порядок компонентов сплава служит основой  для формирования зародышей кристаллов, которые формируют по своему подобию структуру отливки.

Следовательно, «наследственные» свойства исходной шихты передаются структуре и свойствам отливки.

Если «наследственные» свойства шихты способствуют улучшению качества металла отливки, то это является положительным эффектом.

Если «наследственные «свойства шихты снижают качество металла отливки, то это является негативным эффектом. В целях устранения негативных «наследственных» свойств исходной шихты необходимо устранение ближнего порядка за счёт большего перегрева расплава или ввода модификаторов.

2. Распределение плотности формы при уплотнении встряхиванием и способы его улучшения.

2. Ответ: Уплотненные встряхиванием полуформы имеют следующее распределение плотности по высоте H при наличии в ней модели М:

Как следует из графика полуформы имеют более высокую плотность в нижней части, а менее высокую – в верхней части. Такое распределение плотности можно считать оптимальным, т.к. более плотная смесь вокруг модели обеспечивает высокую точность размеров и высокое качество поверхности отливок, а менее рыхлые периферийные слои формы обеспечивают хорошую вентиляцию формы.

Однако, уплотненные встряхиванием формы имеют некоторые недостатки.

  1.  Разрыхленный верхний слой требующий дополнительного уплотнения. Для этого используют следующие способы:
  •  уплотнение ручными или механизированными трамбовками;
  •  доуплотнение верхним прессованием;
  •  уплотнение формы встряхиванием с наложенным сверху грузом;
  •  уплотнение формы встряхиванием с избыточным верхним слоем смеси, который затем срезается.
  1.  При уплотнении форм с моделями имеющими горизонтальные протяженные плоскости ниже их на 5-25 мм у вертикальных стенок возможны зоны пониженной плотности. Последнее может отрицательно сказываться на качество отливок. Для устранения этого явления используют следующие мероприятия:
  •  при подпрессовке используют профильные прессовые плиты, имеющие выступы для уплотнения смеси в отмеченных зонах;
  •  вводят в состав формовочных смесей добавки для повышения текучести: поверхностно-активные вещества (КЧНР, контакт Петрова и др.), понизители вязкости (нитролигнин, ПФЛХ, УШР, окзил и др.), некоторые связующие.

3. Влияние графитизирующего модифицирования на структуру и свойства серого чугуна.

3 Ответ

Графитизирующее модифицирование обеспечивает образование дополнительных вынужденных зародышей и, таким образом, изменяет степень графитизации чугуна.

При графитизирующем модифицировании уменьшается степень переохлаждения, измельчается эвтектическое зерно и обеспечивается получение однородной структуры с мелкопластинчатым графитом в сечениях отливки различной толщины. По сравнению с обычным чугуном модифицированный чугун такого же химического состава в меньшей степени склонен к отбеливанию и образованию междендритного точечного графита.  Именно на этом основано использование модифицирования для получения чугунов с высокими механическими свойствами.

В качестве графитазирующего модификатора наибольшее распространение получил 75 %-ный ферросилиций, эффективность которого значительно усиливается при содержании в нем 1–2 % Al и Са.

Применение графитизирующего модифицирования позволяет  за счет возможности уменьшения содержания углерода и кремния и повышения скорости охлаждения отливок, до определенного предельного значения, значительно улучшить механические свойства чугуна.

4. Шамотные огнеупорные материалы.

4. Ответ

Шамотными называют изделия содержащие 30–45% Al2O3 и изготовленные из огнеупорных глин, которые отощены шамотом. Огнеупорными глинами называют глины с огнеупорностью не ниже 1580 C, содержащие не менее 95% минерала каолинита Al2O3·2SiO2·2H2O.

Шамотные огнеупорные изделия стандартизованы по основным свойствам, размерам и внешнему виду. Огнеупорность данных изделий должна находиться в пределах 1580–1750 C.

Основное сырьё для производства шамотных изделий – огнеупорные глины имеют низкую химическую стойкость  по отношению к основным и удовлетворительную по отношению к кислым расплавленным шлакам.

Шамотными огнеупорными материалами футеруют шахты вагранок, ковши для металла и нагревательные печи.

5. Типы траверс прессовых формовочных машин. Расчетная схема консольно-поворотной траверсы с частичной и полной разгрузкой шарнирного соединения.

5. Ответ.

Траверсы прессовых формовочных машин делают следующих двух типов: I – подвижные траверсы; II – стационарные.

Подвижные траверсы бывают откатными, консольно-поворотными с дополнительной тягой, консольно-поворотными и др.; последние в свою очередь выполняют с частичной либо полной разгрузкой шарнирного соединения.

В консольно-поворотной траверсе с частичной разгрузкой шарнирного соединения все усилие прессования Рпр передается на ось поворота. Пример: 91271БМ – с частичной разгрузкой;

22111 – с полной разгрузкой шарнирного соединения (оси поворота траверсы).

6. Выбрать правильную формулу для расчета оборудования непрерывного действия.

  

где N – годовое количество или объем изготовляемой на этом оборудовании продукции;

Фэ – эффективный расчетный фонд времени работы оборудования;

Кн – коэффициент неравномерности оборудования;

fц – цикловая производительность оборудования;

tсм' – общее время смены инструмента и настройки оборудования.

6.Ответ: 

7. Производственный цикл и его структура.

7. Ответ: Производственный цикл Тп – это интервал календарного времени от начала до конца производственного процесса независимо от числа одновременно изготовляемых изделий или деталей. Производственный цикл может быть рассчитан для деталей, сборочных единиц, изделий в целом.

Длительность ПЦ по заводу равна длительности производственных циклов частичных процессов. ПЦ может быть рассчитан для одного предмета труда или нескольких одновременно обрабатываемых предметов труда (серия, партия). Технологическим циклом Тm называют время выполнения технологических операций, операционным То – время выполнения одной операции, в течение которого изготовляется одна деталь, партия одинаковых деталей или различных деталей. Таким образом, производственный цикл:

Тп = f(t, tk, tm, tc, Тпер, Те),

где t – время выполнения технологических операций, tk – контрольных, tm – транспортных, tc – складских, Тпер – время перерывов, Те – время естественных процессов.

Учитывая только регламентированные перерывы: партионности, ожидания (освобождения рабочего места от выполнения других работ), междусменные. Если транспортно-складские операции не нормируются, они включаются в межоперационные перерывы.

Расчет Тп необходим для разработки календарных планов производства, нормативов незавершенного производства.

Билет 11

1. Структура области затвердевания, анализ основных зон.

1.Ответ ГББ с. 105

Область затвердевания на диаграмме состояния сплава располагается между температурами ликвидуса (Тл) и солидуса (Тс), состоит из трёх зон:

  •  зона макроскопических перемещений жидкой фаз ограничена Тл  и границей выливаемости (жидко-твёрдая зона);
  •  зона локальных перемещений жидкой фазы расположена между границей выливаемости и границей питания;
  •  зона микроскопических перемещений жидкой фазы расположена между границей питания и границей Тс (температурой солидуса).

Зоны локальных и микроскопических перемещений можно объединить в зону твёрдо-жидкого состояния сплава.

Граница выливаемости определяется опытным путём и совпадает с границей нулевой жидкотекучести.

Граница питания устанавливается по пористости вблизи оси отливки.

Границы выливаемости и питания являются технологическими характеристиками сплава.

2. Способы управления скоростью отверждения песчано-смоляных холоднотвердеющих смесей.

2.Ответ :При производстве стержней из ХТС в условиях единичного и мелкосерийного характера производства в составе стержневых смесей используют катализаторы отверждения , которые обеспечивают низкую скорость отверждения период отверждения более 20-30 минут .В этом случае используют водные и водно-спиртовые растворы ортофосфорной кислоты ,кислоты Льюиса (хлориды металлов железа ,олова, меди ,алюминия , цинка и др.) и сульфокислоты (паратолуолсульфокислота , бензолсульфокислота и др.).

Для крупносерийного и массового производства уже необходимы катализаторы , обеспечивающие высокую скорость и малый период отверждения (от 30-40 секунд до нескольких минут ).В качестве таких катализаторов используют растворы сульфокислот в безводных растворителях и жидкие безводные сульфокислоты .

Скоростью отверждения можно управлять также путём изменения количества катализатора в составе ХТС . Обычно рекомендуют вводить 30-70% катализатора от массы смолы .

На скорость отверждения ХТС оказывает влияние также вид смолы . Так, например ,амино-альдегидные (карбамидные) смолы образуют трёхмерные прочные структуры гораздо быстрее ,чем феноло-формальдегидные или фурановые смолы . Путём подбора соотношения между карбомидной смолой и фуриловым спиртом можно подобрать при модифицировании смолу с необходимыми прочностными свойствами и скоростью отверждения.

3. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Химический состав, структура, механические свойства.

3. Ответ

Получение чугуна с шаровидным графитом основано на обработке расплава сфероидизирующими модификаторами.

В соответствии с ГОСТом марка чугуна определяется его временным сопротивлением при растяжении и условным пределом текучести. Условное обозначение марки включает буквы ВЧ – высокопрочный чугун и цифровое обозначение минимального значения временного сопротивления  при растяжении в МПа·10-1.  Рекомендуемый химический состав отличается от состава серого чугуна несколько более высоким содержанием углерода (3,2–3,8 %) и кремния (1,9–3,0). Содержание марганца, как правило, находится в пределах  0,2–0,7 %.

Содержание серы  в чугуне должно находиться на возможно более низком уровне (0,02 %), так как она затрудняет процесс модифицирования и сфероидизации графита.

В отличие от чугуна с пластинчатым графитом, механические свойства чугуна с шаровидным графитом в большей степени определяются металлической основой и в меньшей – количеством, размерами и распределением графитовых включений.

Чугуны марок ВЧ 50, ВЧ 60 с преобладанием перлита в структуре металлической основы можно получать как в литом состоянии, так и в результате термической обработки. Цель термической обработки разложение структурно свободного цементита в относительно тонких сечениях отливки (графитизирующий отжиг) или упрочнение перлитной матрицы (нормализация).

Чугуны ВЧ 35, ВЧ 40 с преобладанием феррита в структуре металлической основы получают графитизирующим отжигом для разложения структурно свободного и эвтектоидного цементита.

4. Магнезитохромитовые огнеупорные материалы.

4. Ответ

Магнезитохромитовые огнеупорные материалы изготавливают из смеси, состоящей из 30-70% магнезитового порошка и 70–30% хромита. Обычно шихта для приготовления хромомагнезитовых огнеупорных изделий содержит 40–50 % магнезитового порошка. В процессе обжига при температуре 1560 C образуются высокотемпературные соединения типа шпинелей MgO·Al2O3.

Магнезитохромитовые огнеупорные изделия повышенной термической стойкости, изготавливают из шихты, содержащей 65% магнезитового порошка и 35% хромита (обжиг при температуре 1700C). Они обладают высокими огнеупорностью(2300C) и температурой начала деформации под нагрузкой (до 1670С) и повышенной термической стойкостью.

Магнезитохромитовыми изделиями футеруют своды сталеплавильных печей, своды и поды нагревательных печей.

5. Схема встряхивающего механизма с распределением воздуха простым односедельным клапаном.

5. Ответ.

При перемещении поршня 1 на величину хода наполнения Se вверх, тарелка клапана 2 производит отсечку воздуха, а выхлопные отверстие 3 открывается поршнем 1. При обратном ходе закрываются выхлопные 3 и открываются впускные 4. С помощью односедельного клапана 2 открываются и закрываются только впускные отверстия 4. Клапан подобного рода сравнительно несложен конструктивно, но трудно доступен для регулировки.

6. Выбрать правильную формулу для расчета оборудования периодического действия.

  

где N – годовое количество или объем изготовляемой на этом оборудовании продукции;

Фэ – эффективный расчетный фонд времени работы оборудования;

Кн – коэффициент неравномерности оборудования;

fц – цикловая производительность оборудования;

tсм' – общее время смены инструмента и настройки оборудования.

6.Ответ: 

7. Расчет основных параметров поточных линий.

7. Ответ: Основные параметры поточных линий рассчитываются следующим образом. 1. Такт поточной линии r – период времени между запуском (выпуском) на линию данного объекта и следующего за ним:

r = Fд/Nз, где

Fд – действительный фонд времени за плановый период (смена, сутки, месяц); Nз – количество запускаемых на линию объектов производства за тот же период. Если детали передаются транспортными партиями (такт измеряется секундами), рассчитывается ритм:  , где nтр – величина транспортной партии.

2. Синхронизация операций технологического процесса (достижение равенства или кратности времени выполнения операций такту) достигается путем: а) расчленения операций на переходы или их группирование; б) введения параллельных рабочих мест с временами выполнения работы, равными такту; в) интенсификации режимов работы; г) совмещения времени выполнения переходов, и т.д.

При проектировании линии достигается предварительная синхронизация (±10% отклонений от такта). Окончательная синхронизация осуществляется при отладке линии. Условие полной синхронизации: t1/1 = t2/2 =...= tm/m =r. Здесь t – штучно-калькуляционное время, – число рабочих мест на операции. Отсюда, число рабочих мест на операции i = ti/r.

3. Коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции:

Кзi = 100(i расч/i факт); средний по линии . Здесь i расч,i факт – соответственно расчетное и фактическое число рабочих мест на операции i; u – число операций на линии. Нижний предел загрузки линии в массовом производстве – 70-75%, серийном – 80-85%.

Билет 12

1. Характеристика свободной энергии системы при температуре равновесной кристаллизации (То).

1.Ответ ГББ с.57

При температуре равновесной кристаллизации (То) свободные энергии твёрдой и жидкой фаз равны: Нж - ТоSжт – ТоSт, где Н - энтальпия, S – энтропия, То – температура равновесной кристаллизации.

При температуре кристаллизации То кривые характеризующие свободную энергию каждой из фаз пересекаются. Устойчива при данной температуре та фаза, которая обладает меньшей свободной энергией.

Процесс кристаллизации возможен при наличии переохлаждения сплава.

Рис.1 Схема зависимости свободной энергии G жидкой и твёрдой фаз от температуры Т.

2. Способы повышения производительности процесса изготовления стержней по горячей оснастке.

2.Ответ: Для повышения производительности процесса производства стержней используют следующие приёмы

  1.  Стержень извлекают из нагретой оснастки при образовании на нём прочной корочки толщиной 8-12 мм . Отверждение смеси во внутренних слоях стержня завершается вне оснастки за счет теплоты аккумулированной им в период выдержки в оснастке
  2.  Интенсифицируют прогрев стержня:
  •  Путем введения в состав смеси добавок(оксид железа ,серебристый графит),повышающих теплопроводность стержня ;
  •  Продувкой стержня горячим воздухом;
  •  Выполнением стержня пустотелым  с помощью обогреваемой вставки;

Повышением температуры оснастки до максимально допускаемого предела ,который определяется термостойкостью связующего вещества.

  1.  Применяют связующие с высокой реакционной способностью в сочетании с катализаторами ,между которыми протекают реакции экзотермического характера .Выделяющаяся при этом теплота химической реакции ускоряет процесс прогрева стержня. Для некоторых фурановых смол нагретая оснастка необходима в основном для возбуждения реакции отверждения связующего; дальнейшее отверждение вне оснастки продолжается за счёт теплоты экзотермической реакции.

3. Особенности процесса сфероидизирующего модифицирования при получении чугуна с шаровидным графитом. 

3. Ответ

Высокопрочный чугун в литом состоянии получают при введении в жидкий металл таких элементов–модификаторов как Mg, Ce и Y. Наибольшее практическое  применение получил Mg. При его содержании в чугуне 0,03–0,05 % графит кристаллизуется в виде шаровидных включений. Матрица, как и в чугуне с пластинчатым графитом, может быть ферритной, ферритно-перлитной и перлитной.

Существующие способы введения магния в чугун можно разделить па две группы: введение при повышенном давлении; введение при атмосферном давлении.

При увеличении давления температура кипения магния повышается от 1107°С (при атмосферном давлении) до 1350 °С (при 0,6 МПа). Сфероидизирующее модифицирование чугуна магнием осуществляют в камере (автоклаве) под давлением в ковшах емкостью до 15 т.

При использовании способов второй группы магний вводится в жидкий чугун при заполнении ковша или формы в составе лигатур или в виде механических смесей. Наиболее часто используют NiMg–Се-лигатуры  и FeSi–Mg-лигатуры. Тяжелые Ni–Mg-лигатуры, плотность которых больше плотности жидкого чугуна, можно закладывать в ковш в виде кусков перед его заполнением металлом. Для обработки чугуна легкими лигатурами на основе кремния наибольшее распространение нашел «сэндвич процесс»,  при котором лигатура  загружается в специальную полость, образованную в футеровке днища ковша, и прикрывается стальной высечкой.

4. Углеродистые огнеупорные материалы. 

4. Ответ

Углеродистые огнеупорные материалы подразделяют на углеродистые графитированные, углеродистые неграфитированные (угольные) и углеродсодержащие. Углеродистые графитированные материалы содержат свыше 98 % С, углеродистые неграфитированные – свыше 85 % С и углеродсодержащие – 5–70 % С. Сырьем для производства данных материалов  служат  графит, антрацит, кокс, каменноугольная смола, огнеупорная глина и кварцевый песок. Графит является природным материалом. В своем составе он может содержать 70–97 % С. Температура плавления графита 3800 °С, температура начала деформации под нагрузкой 2000 °С. Графит характеризуется хорошей шлакоустойчивостью и теплопроводностью, но легкой окисляемостью. Из углеродистых (угольных) материалов изготовляют электроды дуговых печей.

Углеродсодержащие (графитошамотные) изделия изготавливают из шихты, содержащей 20–60% графита, 10–40% шамота, 30–40 % огнеупорной глины. После формовки и сушки изделия (во избежание окисления углерода) обжигают в керамических капсулах с засыпкой  коксовой мелочью  при температуре до 1300C. Графитошамотные изделия могут работать при температуре до 1700C, обладают хорошей термической стойкостью, однако гигроскопичны и требуют предварительного прокаливания. В окислительной атмосфере графитошамотные изделия выгорают. Данные материалы находят широкое применение в виде тиглей для плавки и разливки сплавов, а  также разливочных пробок и стаканов.

5. Рабочий процесс встряхивающего пневматического механизма. Энергия удара "е".

5. Ответ

Углеродистые огнеупорные материалы подразделяют на углеродистые графитированные, углеродистые неграфитированные (угольные) и углеродсодержащие. Углеродистые графитированные материалы содержат свыше 98 % С, углеродистые неграфитированные – свыше 85 % С и углеродсодержащие – 5–70 % С. Сырьем для производства данных материалов  служат  графит, антрацит, кокс, каменноугольная смола, огнеупорная глина и кварцевый песок. Графит является природным материалом. В своем составе он может содержать 70–97 % С. Температура плавления графита 3800 °С, температура начала деформации под нагрузкой 2000 °С. Графит характеризуется хорошей шлакоустойчивостью и теплопроводностью, но легкой окисляемостью. Из углеродистых (угольных) материалов изготовляют электроды дуговых печей.

Углеродсодержащие (графитошамотные) изделия изготавливают из шихты, содержащей 20–60% графита, 10–40% шамота, 30–40 % огнеупорной глины. После формовки и сушки изделия (во избежание окисления углерода) обжигают в керамических капсулах с засыпкой  коксовой мелочью  при температуре до 1300C. Графитошамотные изделия могут работать при температуре до 1700C, обладают хорошей термической стойкостью, однако гигроскопичны и требуют предварительного прокаливания. В окислительной атмосфере графитошамотные изделия выгорают. Данные материалы находят широкое применение в виде тиглей для плавки и разливки сплавов, а  также разливочных пробок и стаканов.

6. Рассчитать количество формовочных линий мод. 5840 с цикловой производительностью 140 ф/ч при следующих исходных данных: годовое число форм с учетом брака 218960 шт., эффективный фонд времени работы оборудования – 5340 ч; число наименований отливок – 180; число партий в год по каждому наименованию отливок – 12; время на смену модельной оснастки – 0,3 ч.

6. Ответ.

Учитывая значительное число наименований отливок е = 180 и трехсменный режим, смена оснастки должна проводиться и в рабочее время. Тогда общее время на смену оснастки в год составит:

tсм' = е · р · tсм = 180 · 12 · 0,3 = 648 ч.

Расчетное количество линий составит:

принятое количество линий:

с коэффициентом использования Кис = 0,75.

7. Социально-экономическое значение и оценка уровня автоматизации производства.

12. Ответ: Автоматизация производственного процесса – это действия, при помощи которых все или преобладающая часть операций, требующих физических усилий, передаются машине, а за рабочим остаются функции наладки, контроля и надзора. Автоматизированные системы машин в технологической последовательности объединяются средствами транспорта и управления. Если весь комплекс работ выполняется такими системами – имеет место комплексная автоматизация производства: охватываются не только технологические приемы, но и вспомогательные работы (установка изделий, контроль, обслуживание, транспорт, управление). В автоматизированном производстве происходят коренные изменения в разделении труда, подготовке производства, управлении, материально-техническом снабжении. Трудоёмкость снижается быстрее фондоёмкости и материалоёмкости. Обеспечивается рост производительности труда в 23 раза, иногда – в десятки раз. Предпосылки гибкой автоматизации создают возможность реализации безлюдной технологии, что означает революционный скачок в машиностроении: уменьшение пребывания детали в цехе в 2-3 раза, рост времени производительной работы – до 50%, автоматизация даже мелкосерийного производства.

Уровень автоматизации определяется по формуле:

,

где mz – количество оборудования звенности z.

Развитое машинное устройство состоит из 5 звеньев: от машин ручного действия (z = 1) до системы управления совокупностью машин (z = 5, суперзвено). Технический уровень машины (их совокупности) устанавливается сопоставлением числа имеющихся звеньев с максимально возможным (z = 5). Машина-полуавтомат имеет z = 3,5.

Билет 13

1. Влияние остаточных напряжений в отливке на её работоспособность. 

1.Ответ.

В результате затруднённой усадки в отливке могут возникать остаточные напряжения. Если остаточные напряжения превышают прочность материала отливки, то происходит разрушение отливки, т.е. могут возникать трещины.

Если остаточные напряжения не превышают прочности материала отливки, то они могут проявиться в процессе эксплуатации изделий (деталей или узлов машины). При эксплуатации изделий за счёт внешних воздействий:  нагрев, нагрузка, вибрация и т.п., может происходить увеличение напряжений, что  в свою очередь приводит к короблению отливки или разрушению.

В этой связи целесообразно проводить операции по снятию остаточных напряжений (термообработка, вибрация).

2. Механизм и условия формирования текучести жидких самотвердеющих смесей.

2.Ответ: Одним из главных условий формирования текучести ЖСС является введение в трехфазную систему песок – раствор связующего – воздух поверхностно – активного вещества (ПАВ). В процессе замешивания ПАВ происходит существенное изменение физических свойств трехфазной системы за счет резкого снижения поверхностного натяжения жидкой фазы. Снижение поверхностного натяжения влечет за собой изменение сил связи между твердыми частицами наполнителя, разделенного жидкими пленками. Одновременно увеличивается способность смеси к воздухововлечению при интенсивном перемешивании. В результате протекания этих процессов происходит пенообразование. Возникающие при перемешивании смеси пузырьки пены разобщают зерна наполнителя, снижая, между ними трение и облегчают скольжение песчинок относительно друг друга. Когда пространство между зернами полностью заполниться пузырьками пены, смесь становиться жидкой.

Резкое уменьшение поверхностного натяжения и увеличение способности к пенообразованию в значительной степени объясняется процессом адсорбции молекул ПАВ на поверхности раздела раствор – воздух и на твердых поверхностях раздела. В результате адсорбции формируются слои, по которым происходит движение структурных образований ЖСС.

Другим, не менее важным фактором качественного пенообразования и необходимой устойчивости пены является значительная механическая прочность и достаточная вязкость адсорбционного слоя раствора ПАВ.

3. Получение чугуна с шаровидным графитом методом модифицирования в литейной форме. 

3. Ответ

Весьма эффективным методом, обеспечивающим максимальное усвоение магния при минимальном расходе лигатуры, является модифицирование чугуна непосредственно в полости литейной формы

Мелкодробленую лигатуру помещают в специальную реакционную камеру литниковой системы. При применении этого метода необходимо обеспечить правильный расчет элементов литниковой системы, однородность состава лигатуры и низкое содержание серы в базовом чугуне.

4. Рекуператоры. Назначение, принцип действия.

4. Ответ

Рекуператором называется теплообменный аппарат, служащий для передачи теплоты от одного газа к другому через разделительную стенку при стационарном тепловом режиме.

С точки зрения взаимного движения газов в рекуператоре возможны три основные схемы: прямоток, когда воздух и дымовые газы перемещаются в одном направлении; противоток, когда воздух и дымовые газы перемещаются в противоположных направлениях, и перекрестный ток, когда воздух и дымовые газы перемещаются по отношению друг к другу под углом 90°.

Рекуператоры изготовляют из металла и  из керамических материалов. Металлические рекуператоры обеспечивают более высокий коэффициент теплопередачи по сравнению с коэффициентом теплопередачи керамических рекуператоров, достаточно герметичны, имеют сравнительно небольшую массу. Для изготовления металлических рекуператоров используют чугун, углеродистую и жаростойкую стали. В рекуператорах из нелегированного металла воздух подогревается не выше 350 °С, в рекуператорах из жаропрочных сплавов до 700° С.

5. Рабочий процесс встряхивающего пневматического механизма. Энергия отражения "е".

5. Ответ.

При движении стола вверх работа движущих сил равна работе сжатого воздуха и работе отражения стола е'. Работа сил сопротивления:

 

и может быть выражена на индикаторной диаграмме площадью 1dвa.

Работа сжатого воздуха выражается на индикаторной диаграмме площадью 1–2–3–4–в–а. Тогда энергия отражения е' представляет разность этих площадок:

е' = пл.1dвa – пл.1234ва = fлев.fправ.

6. Рассчитать количество плавильных печей ДСП–3 для выплавки 63330 т жидкой стали 30Л при эффективном годовом фонде времени работы 3890 ч и продолжительности цикла плавки 2ч.

6. Ответ.

Расчетное количество печей определим по формуле:

Принятое количество печей:

с коэффициентом использования 0,84

7. Обновление продукции.

7. Ответ. В последние десятилетия ежегодное обновление продукции возросло в 3,5 – 4 раза, а в наиболее прогрессивных отраслях – в 6 – 7 раз. Полное обновление выпускаемой продукции в машиностроении развитых стран происходит 1 раз в 5 лет с ежегодной модернизацией.

Жизненный цикл машины в производстве – период от начала промышленного выпуска, его наращивания, стабилизации, спада выпуска до полного его прекращения.

Рост производительности труда обеспечивается в жизненном цикле машины внедрением новой техники, более совершенными техпроцессами, рациональной организацией производства.

Зоны, представленные на графике, охватывают не все жизненные стадии машины. При исследовании процессов обновления продукции охватывают ее полный жизненный цикл. Это – совокупность процессов создания и последовательного изменения состояния продукции от формирования исходных требований до окончания эксплуатации.

Билет 14

1. Характеристика структурных зон по сечению тела отливки. Дать понятие транскристаллизации.

1 Ответ.

При рассмотрении кристаллической структуры на макроскопическом уровне для отливки в целом можно выделить три характерные зоны: корковая, зона столбчатых или ориентированных кристаллов и зона неориентировочных кристаллов.

Корковая зона состоит из мелких кристалликов. При микроскопическом изучении видно, что по соотношению осевых размеров они близки к равноосным, по их оси первого порядка, располагаются по нормали к поверхности отливки.

Кристаллы, образующие столбчатую зону вытянуты и их оси первого порядка ориентированы по нормали к поверхности отливки, точнее совпадают с вектором теплоотвода в процессе кристаллизации отливки. В случае заливки сплава при значительном перегреве, зона столбчатых кристаллов может достигать оси отливки. Такое явление называют транскристаллизацией. Транскристаллизация вызывает анизотропию механических свойств по сечению отливок.

Зона неориентированных кристаллов занимает всю среднюю часть отливки и состоит из крупных кристаллов с беспорядочным (хаотичным) направлением осей первого порядка.

2. Методы изготовления полуформ при литье в оболочковые формы.

2. Ответ:

Метод свободной засыпки (бункерный способ). Метод заключается в том, что на модельную плиту нагретую до температуры D 200°С, из бункера засыпают формовочную смесь. Под действием тепла модельной оснастки связующее песчано-смоляной смеси (термореактивная смола) в слое прилегающем к модельной оснастке плавится и смачивает зерна песка. В таком состоянии этот слой уплотняется остальной смесью и за 20-35 секунд образует оболочковую полуформу необходимой толщины. После указанной выдержки излишки смеси сбрасываются в бункер, а оснастку вместе с образовавшейся на ней оболочкой помещают на 1-3 минуты в электропечь, в которой при температуре 350-400°С протекает процесс окончательного отвердения оболочки Затвердевшую оболочку толщиной 5-8мм снимают с модельной плиты с помощью выталкивающего механизма.

Метод прессования (рамочный способ). Метод заключается в том, что на модель, расположенную в пресс-форме и нагретую до170-190°С, насыпают песчано-смоляную смесь и производят прессование смеси под давлением 2-Зкгс/см2 (до 7кгс/см ). Затем пресс-форму передают в электропечь с температурой 350-400°С и выдерживают 3-4мин. Происходит полное отвердение оболочки полуформы, после чего ее извлекают из пресс-формы.

Метод надува. Песчано-смоляную смесь вдувают в полость, образованную между нагретой модельной и контурной плитами. Давление воздуха должно быть не менее 6,5 кгс/см2. После надува оболочка выдерживается между нагретыми до 380°С плитами от 2 до 5 минут, где и происходит процесс полного отвердения оболочки.

3. Особенности свойств и технологии получения чугуна с вермикулярным графитом.

3. Ответ

Чугун с вермикулярным графитом  (ЧВГ) занимает промежуточное положение между чугунами с пластинчатым и шаровидным графитом. В силу этого он сочетает хорошие литейные свойства с достаточно высокими прочностью, пластичностью и ударной вязкостью. Теплопроводность значительно выше, чем теплопроводность ЧШГ и лишь немного ниже, чем у ЧПГ 

Для получения в структуре вермикулярного графита чугун подвергается обработке сфероидизирующими присадками, как и высокопрочный чугун, но в меньшем количестве. Однако узкий интервал эффективного остаточного содержания Mg или Се и необходимость строгого контроля содержания S в базовом чугуне и температуры обработки расплава представляют определенные сложности получения этого сплава. Небольшие отклонения оптимального соотношения S и Mg вызывают получение в структуре либо пластинчатого, либо шаровидного графита.

Существует два основных способа получения данного чугуна, обеспечивающих достаточно стабильные результаты.

Первый способ состоит в обработке расплава редкоземельными металлами (Се, Y) в виде многокомпонентных лигатур. При этом остаточное содержания РЗМ должно находиться в пределах 0,1–0,15 %, в том числе 0,02–0,06  % Се.  Количество лигатуры тем больше, чем выше содержание серы в базовом чугуне. После обработки лигатурой требуется дополнительное вторичное графитизирующее модифицирование для предотвращения отбела.

При втором способе в чугун вводят лигатуру, содержащую одновременно сфероидизирующие (Mg, Се) и десфероидизирующие (Ti, A1) элементы, а также кальций.

4. Регенераторы. Назначение, принцип их действия.

4. Ответ

Регенератор представляет собой камеру, заполненную огнеупорной насадкой, т. е. огнеупорным кирпичом, сложенным в виде решетки. В отличие от рекуператоров, работающих при стационарном процессе, регенератор работает при нестационарном процессе.

Регенератор работает по следующей схеме. Горячие газы поступают в холодный регенератор и, проходя через него, в течение некоторого времени нагревают огнеупорную решетку до высокой температуры. После этого подача горячих газов в регенератор прекращается, и. через раскаленную решетку поступает холодный воздух. Температура воздуха, выходящего из регенератора, в начальный момент довольно высокая, а затем по мере охлаждения огнеупорной решетки понижается. Через некоторое время цикл повторяется, т. е. в регенератор вновь направляют горячие газы. Для того чтобы обеспечить непрерывное получение горячего воздуха, устанавливают два регенератора, работающих попеременно: в одном горячие газы нагревают огнеупорную решетку, а в другом в это время происходит нагрев воздуха.

5. Индикаторный расход воздуха встряхивающего пневматического механизма.

5. Ответ: Под индикаторным расходом воздуха Vинд понимают расход воздуха за один цикл (за один удар). Расход воздуха за один удар встряхивающего механизма можно определить, если вычесть из объема воздуха, содержащегося в цилиндре до начала выхлопа, т.е. в т. 3 диаграммы, количество воздуха, оставшегося в цилиндре к концу выхлопа, т.е. в т.5. В пересчете на свободный воздух расход его составит, м3

Vинд = F (So+S2+Se) (P3P5) 10-6 м3 или

Vинд = F(So+Se)(P2-P6)10-6 м3, где

S0 – высота вредного пространства;

S2 – ход наполнения в см;

Р2, Р3 и Р5, Р6 – соответственно давление в точках 2, 3 и 5, 6 индикаторной диаграммы.

Приведенная формула не учитывает состояния воздуха в точках 2,3 и 5,6 диаграммы.

6. Рассчитать количество подвесных зачистных станков при следующих исходных данных: годовое число отливок массой 50кг и 100кг по 100000 отливок; трудоемкость обработки одной отливки, соответственно: -0,1 и 0,15ч; режим работы двухсменный; эффективный фонд времени работы рабочего Фэ=1820 ч.

6.Ответ.

Трудоемкость обработки всех отливок: 10000·(0,1 + 0,15) = 25000 ч. Количество рабочих мест (станков): 25000/(2*1820) = 6,87

Принятое количество станков:

 

с коэффициентом использования 0,76

7. Изобретательство, рационализация, патентная работа.

7. Ответ. Результатами творческой деятельности являются открытия, изобретения, рационализаторские предложения.

Открытие – установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств, явлений материального мира. Изобретение – техническое решение, обладающее новизной или существенным отличием в области народного хозяйства, культуры, здравоохранения или обороны и дающие положительный эффект. К изобретениям относятся: а) новые устройства; б) новые способы; в) новые вещества. К изобретениям не относятся организационно – управленческие решения. Рационализаторское предложение – техническое решение, новое и полезное для предприятия, организации и учреждения, которому оно подано, и предусматривающее изменение конструкции изделия, технологии производства, применяемой техники, изменение состава материала.

Автором открытия признается тот, кто его в первые опубликовал или сформулировал в выступлении на конференции, симпозиуме, в ходе проведения НИР. Автор подает заявку на открытие, ему выдается диплом об открытии и денежное вознаграждение.

Автору изобретения выдается авторское свидетельство или патент. При выдаче авторского свидетельства право на использование изобретения переходит к государству, автору выдается денежное вознаграждение. При выдаче патента автор может продавать лицензию на использование его патентных прав.

Автору рац.предложения выплачивается денежное вознаграждение по годовой экономии в первом году использования.

Фонды патентной информации хранятся в головных НИИ, проектно – констр. организациях, органах научно – технической информации. Существует Центральная патентно – техническая библиотека. В нашей стране хранится 20млн. описания изобретений. Сигнальная информация о заявках и изобретениях направляется в институты и органы НТИ. Патентный поиск ведется по новым отечественным и зарубежным изобретениям, что способствует прогнозированию уровня техники.

Билет 15

1. Характеристика кристаллических структур в отливках в зависимости от скорости охлаждения.

1. Ответ.

Основной единицей структуры первичной кристаллизации сплава является зерно, характеризуемое единой системой ориентации атомно-кристаллической решётки и определёнными границами, отделяющими его от соседних зёрен.

В простейшем случае такое зерно не имеет внутренней структуры и обладает округлыми границами. Однако часто в зерне при гравлении выявляются системы осей, располагающиеся под определёнными узлами друг к другу. Такое зерно называется дендритом. В нём выделяются главные оси первого порядка, перекрещивающиеся с ними оси второго порядка и оси третьего порядка. Границы между  дендритами выявляются менее отчётливо, чем между округлыми зёрнами, по всей вероятности, они представляют собой сцепление между окончаниями осей дендритов второго и более высоких порядков.

При охлаждении сплава первоначально формируются оси первого порядка и они ориентированы по вектору теплоотвода, затем формируются остальные оси. При медленном охлаждении сплава в дендрите формируются все оси, в результате получается округлое зерно.

По мере увеличения скорости охлаждения снижается вероятность образования осей высоких порядков, зерно развивается в направлении осей первого порядка, т.е. приобретает вытянутую форму. При больших скоростях охлаждения развиваются только оси первого порядка и получается игольчатая структура.

2. Какими особенностями литья руководствуются при разработке кокильной технологии.

2. Ответ:

Особенности формирования кокильных отливок обусловлены большой теплопроводностью, большой теплоемкостью, большой прочностью стенки кокиля. При этом полное отсутствие газотворной способности и газопроницаемости стенки кокиля.

Быстрый теплоотвод ухудшает заполняемость рабочей полости кокиля (особенно для сплавов с пониженной жидкотекучестью) и ограничивает минимальную толщину стенки отливки.

Быстрый теплоотвод способствует получению плотных отливок с мелкозернистой структурой металла и, следовательно, высоких механических свойств отливок. В отливках из чугуна могут образовываться карбиды, снижающие механические свойства и способствующие образованию отбела, для устранения которого необходим отжиг.

Неподатливость стенок кокиля препятствует усадке отливки и может вызвать появление внутренних напряжений, коробления и трещин в отливке.

Кокильные отливки имеют более точные размеры и хорошее качество поверхности. Отливки не имеют пригара.

Отсутствие газопроницаемости зачастую провоцирует образование газовых раковин, если нарушена вентиляция рабочей полости кокиля.

3. Ковкий чугун. Химический состав, механические свойства и режимы термической обработки.

3. Ответ

Ковким называется чугун с хлопьевидным или компактным графитом, получаемый путем отжига белого чугуна. Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна отличается пониженным содержанием графитизирующих элементов – углерода (2,5–2,7 %) и кремния (1,2–1,4 %). Это связано с необходимостью получения в литом состоянии полностью отбеленного чугуна по всему сечению отливки.

По уровню механических свойств ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. При этом он выгодно отличается от стали лучшими литейными свойствами, а от серого чугуна – более высокой ударной вязкостью и пластичностью.

С целью обеспечения графитизации чугуна должна быть обязательно проведена термообработка отливок – отжиг. Технологический режим графитизирующего отжига обычно состоит из двух стадий. Первая стадия включает нагрев до 930–10500С  и выдержку в течение ~ 10 ч. На первой стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита. Затем производят снижение температуры  до ~ 760 0С, т.е. до температуры несколько выше  начала эвтектоидного превращения и далее следует вторая стадия отжига – медленное со скоростью не более 50С/ч охлаждение во всем интервале эвтектоидного распада аустенита, вплоть до  ~ 700 0С. Во время второй стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная структура чугуна будет зависеть от длительности второй стадии. Кратковременная выдержка (~ 5 ч) приводит к получению перлитной матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых имеется ферритная кайма, длительная выдержка  (20–40 ч) – к полному распаду цементита и получению ферритного чугуна.

4. Классификация печей, применяемых в литейном производстве.

4. Ответ

Печи, используемые в литейном производстве, классифицируют по технологическим признакам, по способу теплогенерации и по способу теплопередачи.

По технологическим признакам различают печи для получения расплавленного металла (плавильные), нагрева отливок с целью их последующей термической обработки (термические) и сушки литейных форм (сушила). Во всех этих печах протекают процессы превращения какого-либо вида энергии в тепловую и затем передача этой теплоты к расплавляемому, нагреваемому или сушимому материалу.

По способу теплогенерации все печи подразделяют на топливные, где теплота выделяется за счет горения топлива, и электрические, где электроэнергия преобразуется в теплоту электрической дугой, нагревательными элементами сопротивления или индукцией.

По способу теплопередачи различают печи с теплопередачей преимущественно излучением и конвекцией. К первым относят высокотемпературные печи, в которых доля конвекции невелика. К печам преимущественно с теплопередачей конвекцией в рабочем пространстве относят в основном низкотемпературные печи, в которых излучение не играет существенной роли, например, сушила.

5. Определение силы трения R встряхивающего поршня по индикаторной диаграмме.

5. Ответ: У работающих машин сила трения определяется по индикаторной диаграмме для безударного режима.

Дросселируя поступающий в машину воздух пусковым краном, добиваются работы встряхивающего механизма в безударном режиме. Снимают при таком режиме индикаторною диаграмму и определяют площадь fio/В этом случае вся работа сжатого воздуха за весь цикл, выражающаяся площадью fio, расходуется только на преодоление сил трения на двойном ходе (вверх и вниз) встряхивающего поршня, т.е.

или ,

где S – ход поршня, определяемый по индикаторной диаграмме,

F – площадь встряхивающего поршня.

6. Варианты установки (расположения) дуговых печей и область их применения.

6. Ответ: Установка дуговых печей возможна в 2 вариантах:

  1.  Печи и печные трансформаторные подстанции размещают в смежных пролетах. При этом шихту в печи загружают в плавильном пролете. Применяют обычно при большом числе малых и средних печей вместимостью до 12 т для уменьшения длины фронта печей.
  2.  Печи и печные подстанции размещают в одном пролете, в том числе с выдачей жидкого металла в смежный пролет. При этом шихту в печь загружают в том пролете, где установлена печь. Применяют обычно для крупных печей вместимостью более 12 т.

7. Основные задачи и стадии проектно – конструкторских работ.

7. Ответ: Основные требования к организациям ПКР: 1.Обеспечение создания новых машин, превосходящих современный уровень техники. 2. Обеспечение экономичности проектно – конструкторских работ за счет создания САПР, отделения творческой работы от организационной, создания автоматических поисково – информационных систем.

Выдается техническое задание на проектирование. В нем – обоснование целесообразности проведения ПКР, основные эксплуатационные и конструкционный показатели проектируемого объекта, потребность в нем, объем выпуска, технико – экономические расчеты для обоснования лимитной цены. Основные стадии ПКР:

  1.  Техническое предложение. На основе технического задания даются ТЭО разработки конструкции, её варианты, предлагается патентная литература. После согласования с заказчиком и утверждения является основой последующих проектных работ.
  2.  Эскизный проект: кинематическая, электрическая и другие схемы, общие виды, спецификация сборочных единиц, предварительный технико – экономический анализ.
  3.  Технический проект: разработка отдельных сборочных единиц (без деталировки), расчеты на прочность, жесткость и пр. всех сборочных единиц, обеспечение технологичности конструкции. После обсуждения на заседании техсовета – подписание в организации, утвердившей задание.
  4.  Рабочая документация: опытного образца, установочных серий, установившегося производства. Испытания опытного образца: заводские, межведомственные, государственные. По их результатам – корректировка чертежей.

Круг ОКР может отличаться от описанного выше.

Билет 16

1. Характеристика ликвации в отливках.

1. Ответ 

Ликвация  - химическая неоднородность сплава отливки. Различают дендритную ликвацию – химическую неоднородность в пределах одного дендрита (микроакопический уровень) и зональную ликвацию – химическую неоднородность в пределах отливки в целом (макроскопический уровень).

При дендритной ликвации различают состав сплава в осях, в межосных пространствах и по его границам.

При зональной ликвации различают по сечению отливки скопления примесей в виде вытянутых и бесформенных участков.

По месту расположения зональную ликвацию разделяют на основную или V-образную, в неосевую или Л-образную и ликвационное пятно в верхней части отливки, располагающееся под усадочной раковиной.

Механизм образования ликвации связан с разными коэффициентами распределения одного из компонентов или примесей в основной массе сплава, в результате чего  изменяется их концентрация в жидкой фазе. По мере затвердевания вместе с жидкой фазой ликвирующие компоненты смещаются в термические участки отливки и затвердевают в последнюю очередь.

2. Изготовление форм для литья по выплавляемым моделям.

2. Ответ:

При изготовлении форм необходимо располагать готовым блоком легкоплавких моделей, жидким формовочным материалом, называемым суспензией, крупнозернистым песком и соответствующим технологическим оборудованием.

Суспензию наносят на блоки моделей либо окунанием, либо обливанием так, чтобы суспензия равномерно распределилась по поверхности моделей. После этого слой суспензии сразу обсыпают песком или погружают в слой «кипящего песка». Затем следует операция сушки этого слоя в потоке воздуха или в порах аммиака. Во время сушки на воздухе происходит испарение воды и растворителя, завершаются процессы гидролиза, превращение золя кремниевой кислоты в гель с последующим твердением. Сушка в парах аммиака интенсифицирует переход золя в гель. Продолжительность обсыпки и сушки каждого слоя суспензии на воздухе 3 часа, в парах аммиака существенно меньше. Количество наносимых слоев может быть от 3 до 12. После сушки блока проводится удаление моделей. Удаление модельного состава осуществляется погружением блока моделей в горячую воду или в ванну с модельным составом. При быстром нагреве модель оплавляется, модельный состав вытекает из блока. Однако некоторое количество модельного состава впитывается в оболочковую стенку блока, а это требует проведения операции прокаливания. Прокаливание полученной оболочковой формы проводится при температуре 700°С-1000°С прокалочной печи При этом оболочковая форма может быть предварительно заформована в опорный материал или может находиться в свободном незаформованном состоянии

3. Особенности плавки и рафинирующей обработки алюминиевых сплавов.

3. Ответ

Алюминиевые расплавы предохраняют от окисления и насыщения водородом ведением плавки в вакууме, атмосфере инертных газов, применением покровных флюсов. Наиболее эффективными из перечисленных способов защиты являются плавки в вакууме и в среде защитных газов. Однако эти способы плавки недостаточно высокопроизводительны и дороги. Поэтому в производственных условиях для защиты расплавов от взаимодействия с газовой средой широко используют покровные флюсы.

При плавке большинства алюминиевых сплавов, содержащих не более 1 % Mg, в качестве покровного флюса используют смесь хлоридов натрия и калия (45 % NaCI и 55 % КС1) в количестве 1–2 % от массы шихты.

Для алюминиево-магниевых сплавов, содержащих более 1 % g, в качестве защитного флюса используют карналлит и смесь карналлита с 10–15 % фтористого кальция или фтористого магния. Защитные флюсы широко используют при плавке сплавов в отражательных печах. Если применить флюс нельзя, защиту от окисления осуществляют введением в сплав бериллия (0,001–0,005 %). Вредное влияние натрия на технологические свойства алюминиево-магниевого сплава может быть подавлено введением в расплав присадок висмута или сурьмы (0,2–0,3 % от массы расплава), образующих с натрием интерметаллиды.

4. Конструкция и принцип работы вагранки.

4. Ответ

Вагранка представляет собой шахтную печь непрерывного действия, работающую по принципу противотока, в которой металл соприкасается с твердым топливом и продуктами его горения. Металлическая шихта,  опускаясь вниз, нагревается и плавится за счет теплоты поднимающихся газов и  затем перегревается при дальнейшем контакте с раскаленным коксом. Из всех топливных печей вагранки имеют наибольший тепловой коэффициент полезного действия, достигающий 35–45 %.

Вагранка (без трубы и искроуловителя) показана на рисунке. Цилиндрический кожух вагранки опирается на подовую плиту 3 и колонны 1. В подовой плите имеется отверстие, которое во время плавки закрыто крышкой 2. По окончании плавки крышка открывается, и через отверстие удаляются остатки кокса и шлака. Кожух изнутри футеруют, как правило, шамотным кирпичом или шамотной набивной массой. После футеровки стенок и закрытия крышки 2 специальной массой набивают под 4, имеющий уклон к лётке 9 для выпуска жидкого чугуна. Воздух для горения кокса подается от воздуходувки в фурменный коллектор 7. Из фурменной коробки воздух направляется в фурмы, расположенные на определенном расстоянии от пода. Пространство от уровня фурм до подины называют горном. В верхней части горна имеется лётка 5 для выпуска шлака. При отсутствии копильника жидкий чугун через лётку 9 по желобу 10 периодически выпускается в разливочные ковши. Над уровнем фурм находится шахта вагранки. Через окно 6 загружают шихтовые материалы, топливо и флюсы.

Продолжением шахты является труба вагранки, заканчивающаяся расширяющейся частью искроуловителем, назначение которого состоит в улавливании мельчайших твердых частиц, уносимых отходящими газами. В вагранках закрытого типа отходящие газы отсасываются из шахты через отверстие, расположенное выше уровня загрузочного окна, и поступают в систему газоочистки.

5. Определение динамических усилий Рд при расчете встряхивающего поршня.

5. Ответ: При работе встряхивающего механизма возникают динамические ударные нагрузки Рд. В этой связи имеет место отрыв поршня от стола в опасном сечении m-n. Расчетная нагрузка для системы «встряхивающий поршень – встряхивающий стол» определяется по известной зависимости:

,

где Gп – вес поршня; l0 – энергия удара;

С – обобщенная жесткость системы

, где С0 – жесткость ударных устройств, воспринимающих удар, без учета жесткости поршня Сп.

В случае С0→∞ С = Сп. При распределенной нагрузке жесткость стержня (поршня) , где F – площадь поршня в опасном сечении mn; E – модуль упругости материала поршня.

6. Классификация литейных цехов.

6. Ответ: Литейные цехи классифицируют по роду сплава, массе, серийности, отраслевому назначению отливок, технологическому процессу изготовления отливок и объему производства.

По роду сплава различают: чугунолитейные из серого, ковкого или высокопрочного чугуна; сталелитейные из углеродистой, легированной или марганцовистой стали; цветнолитейные из алюминиевых, медных и др. сплавов.

По массе изготовляемых отливок различают цехи: мелких, средних, крупных, тяжелых и особо тяжелых отливок. Отнесение отливок к определенной группе производится с помощью справочной таблицы, т.к. одна и та же отливка в зависимости от серийности производства может быть отнесена к разным группам.

По серийности различают цехи: массового, крупносерийного, серийного, мелкосерийного и единичного производства. Серийность производства связана с массой отливки и определяется по справочной таблице.

По отраслевому назначению различают цехи: автомобильного, тракторного, сельскохозяйственного, энергетического транспортного машиностроения, приборостроения, судостроения и т.п.

По технологическому процессу изготовления отливок разделяют цехи на две группы: литья в разовые объемные формы и литья в формы всех других видов.

По объему производства условно разделяют цехи: малой, средней и большой мощности. Границы между ними не установлены.

7. Задачи и содержание технологической подготовки производства.

7. Ответ. Технологическая подготовка производства (ТПП) – это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства (полный комплект конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения) для выпуска заданного объема продукции с заданными технико – экономическими показателями.

Организацию и управление ТПП регламентируют стандарты Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП). Эта система включает Единую систему конструкторской документации (ЕСКД), Единую систему технологической документации (ЕСТД), единую систему аттестации качества промышленной продукции, нормативную документацию на типовые техпроцессы и оснастку. На основе ЕСТПП создаются отраслевые системы ОСТПП.

Основные функции ТПП: 1) обеспечение технологичности конструкции на стадиях ТПП; 2) варианты разработки технологических процессов; 3) разработка технич. заданий на проектирование и изготовление специального оборудования и технологич. оснастки; 4) разработка трудовых нормативов и норм расхода материалов; 5) разработка планировок размещения оборудования; 6) разработка управляющих программ для оборудования с ЧПУ; 7) разработка управляющих программ для гибких автоматизированных систем.

Технологическая документация различна для разных типов производства по глубине разработки и степени детализации.

Билет 17

1. Характеристика процесса кристаллизации по безразмерному  критерию Кр.

1 ответ.

Безразмерный критерий ,

где -температура переохлаждения металла в центре отливки;

с – теплоёмкость металла;

L – теплота кристаллизации металла.

В зависимости от переохлаждения возможны следующие  варианты:

Кр = 0 – переохлаждение  в центре отливки не происходит, кристаллизация имеет последовательный характер, вариант соответствует  реальным условиям кристаллизации отливок.

1 > Кр > 0 – переохлаждение в центре отливки происходит и объёмная кристаллизация имеет  место в начальной стадии ; после снятия переохлаждения  оставшийся жидкий металл кристаллизуется последовательно; вариант может иметь место в малых объёмах металла или в тонкостенных отливках.

Кр = 1 – переохлаждение  настолько велико, что теплота кристаллизации при росте кристаллов полностью его компенсирует, происходит  объёмная кристаллизация.

Кр >> 1 – переохлаждение чрезвычайно велико и кристаллизация полностью подавляется, образуется аморфное тело.

2. Тепловые условия формирования отливки при литье под давлением.

2. Ответ:

При литье под давлением (ЛГЩ) теплообмен между жидким металлом и стенкой пресс-формы происходит гораздо интенсивнее, чем в условиях кокильного литья. Этому способствует более тонкий, чем в кокильном литье, слой покрытия стенок полости пресс-формы и его небольшое термическое сопротивление.

Возможность регулирования теплообменом за счет изменения температуры расплава или температуры пресс-формы ограничена, поскольку:

- уменьшение температуры расплава или температуры пресс-формы ухудшает качество заполнения;

- повышение температуры расплава может увеличить усадочную пористость, повысить опасность зарастания вентиляционной системы и, как следствие, увеличить газовую пористость;

- повышение температуры пресс-формы грозит привариванием стенки отливки к стенке пресс-формы и, как следствие, поломкой отливки или пресс-формы при выталкивании.

Регулирование теплообменом возможно за счет изменения продолжительности заполнения, увеличением или уменьшением расхода расплава через каналы литниковой системы. Для проведения качественного заполнения и получения отливок с хорошей поверхностью и достаточной плотностью необходимо это заполнение проводить с оптимальным расходом.

К тепловым условиям формирования отливки можно отнести условие одновременного затвердевания металла в полости пресс-формы и в питателе, что позволяет провести не только качественное заполнение, но и качественную подпрессовку.

3.Модифицирование как способ повышения механических свойств силуминов.

3. Ответ

Алюминиевые сплавы модифицируют с целью измельчения макрозерна, первично кристаллизующихся фаз и фаз, входящих в эвтектики, а также с целью изменения формы выделения хрупких фаз. Модифицирование силуминов обеспечивает получение более высоких показателей прочности и пластичности.

Литейные доэвтектические и эвтектичесие сплавы АК12, АК9ч, АК7ч для измельчения выделений эвтектического кремния модифицируют натрием или стронцием. Модифицирование осуществляют двойным модификатором (67% NaF+33% NaCl) при 780—8100С. Применение тройного модификатора (62,5% NaCl + 25% NaF+12,5% KCl) позволяет снизить температуру модифицирования до 730—750°С.

Существенными недостатками модифицирования натрием являются недостаточная длительность сохранения эффекта модифицирования и повышение склонности сплавов к поглощению водорода и образованию газовой пористости. Хорошими модифицирующими свойствами обладает стронций. В отличие от натрия этот элемент медленнее выгорает из алюминиевых расплавов, что позволяет сохранять эффект модифицирования до 2–3 ч; он в меньшей степени, чем натрий, увеличивает окисляемость силуминов и их склонность к газопоглощению. Для введения стронция используют лигатуру AlSr (10 % Sr). Измельчение первичных кристаллов кремния в заэвтектических силуминах осуществляют введением в расплав 0,05–0,1% фосфора.

4. Конструкция и принцип работы мартеновской печи.

4. Ответ

В фасонно-сталелитейных цехах, изготовляющих крупногабаритные отливки для машиностроительных заводов, применяют мартеновские печи. В мартеновской печи из шихты, состоящей из стального и чугунного лома, выплавляют сталь.

Рабочее пространство печи представляет собой ванну, над которой сжигают топливо, а в самой ванне расплавляют и перегревают металл. Твердые элементы шихты, расплавляясь, погружаются в жидкий металл ванны, поверхность которой покрыта слоем шлака.

Для перегрева металла через слой шлака, имеющего незначительную теплопроводность,  необходима большая  разность температур между металлом и факелом. При температуре стали 1600 °С температура факела обычно достигает 1800–1900 °С. Для достижения такой температуры факела необходим подогрев воздуха, расходуемого для сжигания топлива. В качестве воздухоподогревателей применяют регенераторы, устанавливаемые под печью.

Шихту загружают в мартеновскую печь через рабочие окна 4. В торцах печи имеются головки 2, которые служат для подачи топлива и воздуха в рабочее пространство 1 и для отвода из него продуктов горения: через одну головку подают топливо и воздух, через другую – отводят продукты горения.

Выбор огнеупорного материала для футеровки ванны обусловлен технологией процесса плавки. При кислом процессе футеровку пода и нижнюю часть стен выполняют из динасового кирпича, а под – из кварцевого песка; при основном процессе – из магнезитового кирпича и магнезитового порошка. Верхнюю часть стен и свод печи независимо от технологии процесса плавки изготовляют из термостойкого хромомагнезитового огнеупора.

5. Определение динамических инерционных нагрузок при расчете встряхивающих столов.

5. Ответ: При ходе поршня вверх для крупных столов возникают значительные динамические инерционные нагрузки. В этой связи ведут расчет консольных элементов стола на прочность. Суммарная Рсум нагрузка на консоль складывается из статической Рст=Gк и инерционной Рин=Gкj/g, где

Gк – статическая нагрузка (вес консольного элемента), j – ускорение стола, g=9,81;

;

,где Ро – давление в сети; F – площадь поршня;

Q – вес поднимаемых частей;

R – сила трения поршня.

6. Классификация производственных зданий.

6. Ответ: Производственные здания подразделяют по назначению на:

  1.  основные;
  2.  обслуживающие (энергетического, складского, санитарно-технического и транспортного назначения);
  3.  вспомогательные (санитарно-бытового назначения, общественного питания, здравоохранения, культурного обслуживания, управлений, конструкторских бюро, учебных занятий и общественных организаций).

По капитальности делят на 3 класса: I, II, III, удовлетворяющие повышенным, средним и минимальным требованиям.

По огнестойкости на 6 категорий. Строительные материалы и конструкции, отвечающие степени огнестойкости здания, выбирают в соответствии.

По пожарной опасности разделяют на 5 категорий: А, Б, В, Г, Д. Литейные цехи относят к категории Г.

По объемно-планировочным решениям и эксплуатационным режимам различают:

  •  одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности;
  •  со световыми или аэрационными фонарями и бесфонарные;
  •  без кранового оборудования и крановые;
  •  отапливаемые и неотапливаемые;
  •  с плоскими и скатными кровлями;
  •  с наружным отводом атмосферных вод с кровли и с внутренними водостоками.

7. Методы перехода на выпуск новой продукции.

7. Ответ. Выбор метода перехода на выпуск новой продукции зависит от следующих факторов: а) наличия у предприятия необходимых ресурсов (инвестиции, трудовые ресурсы и т.д.); б) различия в прогрессивности старого и нового изделий; в) степени подготовленности предприятия к выпуску нового изделия; г) типа производства; д) степени дефицитности профильной продукции завода; е) уровня унификации новой и старой продукции.

В машиностроении применяют следующие методы перехода.

  1.  Последовательный (непрерывно – и прерывно – последовательный).
  2.  Параллельный. Он может реализовываться без уменьшения суммарного выпуска старой и новой машины и со снижением суммарного выпуска, если предприятие не располагает резервными мощностями.
  3.  Параллельно – поэтапный, применяемый в массовом и крупносерийном производствах (автотракторная промышленность) – без снижения выпуска, с переходной моделью. На отдельных этапах перехода обновляется не вся конструкция, а её элементы. Затраты на освоение новой продукции снижаются, но растягивается процесс освоения.
  4.  Параллельно – последовательный, используемый в массовом и крупносерийном производствах при освоении изделий, отличающихся от выпускаемых. Создаются новые, дополнительные мощности для освоения новых изделий при одновременном выпуске старых. После окончания начального периода делается кратковременная остановка существовавших ранее цехов и дополнительных участков, оборудование последних переносится в основное (существовавшее ранее) производство для выпуска нового изделия. Недостатки метода – потери во время остановки в выпуске продукции; требуются дополнительные площади для выполнения начальных этапов (временные участки). Однако, это позднее обеспечивает высокие темпы наращивания выпуска продукции.

Ускорение освоения производства новой продукции обеспечивают широкое внедрение групповой технологии и ГАП.

Билет 18

1. Понятие жидкотекучести сплавов. Дать определение практической, условной и истинной жидкотекучестям.

1. Ответ.

Жидкотекучесть – технологическое литейное свойство сплава, характеризующее его способность заполнять форму.

Определение жидкотекучести сплава производится на технологических пробах  (прутковых, спиральных или специальных) имитирующих плохо заполняющиеся отливки.

Практическая жидкотекучесть  определяется при одинаковой температуре заливки сплавов данной системы.

Условная жидкотекучесть определяется при одинаковом перегреве над линией температуры ликвидуса сплавов данной системы.

Истинная жидкотекучесть определяется при одинаковом перегреве над линией нулевой жидкотекучести, которая совпадает с границей выливаемости в области затвердевания.

2. Какие особенности формирования отливки обусловлены высокой температурой форм при литье по выплавляемым моделям.

2. Ответ:

Особенности формирования отливов при литье по выплавляемым моделям (ЛПВМ) обусловлены высокой температурой формы перед заливкой

Высокая температура форм наряду с ее низкой теплопроводностью и малой шероховатостью стенок снижают скорость теплоотвода, позволяют улучшить заполняемость формы и получить сложнопрофильные тонкостенные отливки

Высокая температура формы снижает скорость затвердевания отливки, и приводит к укрупнению кристаллического строения стенки отливки и к формированию отрицательного проявления усадочного процесса в виде раковин и рыхлот. Для улучшения кристаллического строения отливок проводят термическую обработку, а для устранения усадочных дефектов необходимо создавать условия направленного затвердевания.

Высокая температура формы при заливке способствует развитию на поверхности отливки процессов приводящих к окислению, обезуглероживанию, снижению коррозийной стойкости, жаростойкости.

Использование мелкодисперсного огнеупорного материала для образования стенки формы приводит к снижению газопроницаемости, а, следовательно, к возможности снижения заполняемое™ полости формы и появлению соответствующего дефекта.

3. Повышение механических свойств магниевых сплавов путем их модифицирования.

3. Ответ

Для измельчения зерна и повышения механических свойств магниевые сплавы, содержащие алюминий, подвергают модифицированию углеродсодержащими веществами (мелом, гексахлорэтаном, магнезитом) или перегревом. Перед модифицированием для предохранения от загорания в расплавы вводят 0,001–0,002 % бериллия.

При модифицировании перегревом расплав нагревают в стальном тигле до 900 °С, выдерживают при этой температуре 15–20 мин, а затем быстро охлаждают до температуры заливки (680–720 оС). В процессе перегрева магниевые расплавы растворяют некоторое количество железа из стального тигля. При последующем быстром охлаждении железо выделяется в виде дисперсных частиц FeAl3, являющихся центрами кристаллизации. Это сопровождается измельчением зерна в отливках.

Более стабильные результаты достигают модифицированием углеродосодержащими веществами (0,3–0,6 % от массы расплава). При 720–780 °С модификаторы разлагаются с выделением углекислого газа, из которого магний восстанавливает углерод. В результате последующего взаимодействия с алюминием образуются тонкодисперсные карбиды алюминия (АlС3), являющиеся центрами кристаллизации для αМg-твердого раствора.

Для измельчения зерен сплавов, не содержащих алюминия, в расплав вводят присадки циркония (0,5–0,7%) или кальция (0,05–0,15%).

4. Конструкция и принцип работы конвертера.

4. Ответ

Конвертеры применяют как для выплавки стали, так и для получения низкоуглеродистого чугуна. В конвертерном производстве топливом является сам жидкий металл. При окислении кремния и марганца теплота выделяется в количестве, достаточном для перегрева жидкого металла на 300–400 °С.

При конвертерном процессе элементы жидкого металла окисляются кислородом, подаваемым через фурму. При подаче кислорода вначале окисляется железо, а затем в результате взаимодействия оксидов железа с кремнием, марганцем и углеродом окисляются кремний, марганец и углерод. Оксиды кремния и марганца переходят в шлак, а оксиды углерода улавливаются из конвертера в газообразном состоянии. Кислород подают до получения металла необходимого химического состава и температуры.

На рис. показан конвертер на кислородном дутье вместимостью 3 т. Давление кислорода обычно 1 МПа, расход кислорода 15–20 м3/мин, уровень металла над местом ввода кислорода  100–150 мм. Для выпуска готового сплава конвертер наклоняют.

5. Схема простейшего пескодувного механизма и принцип работы.

5. Ответ: Основные элементы пескодувного резервуара: 10 – загрузочный бункер (лоток); 3 – шибер; 7 – впуск воздуха; 1 – пескодувный резервуар; 2 – дутьевая плита; 4 – технологическая ёмкость (стержневой ящик, опока); 5,8,9 – венты; 6 – стол машины.

Принцип пескодувного процесса заключается в том, что с помощью сжатого воздуха формовочная или стержневая смесь транспортируется через вдувные отверстия из пескодувного резервуара 1 в технологическую ёмкость 6 и, заполняя её, одновременно в ней уплотняется. Отработанный воздух выходит из технологической ёмкости через вентиляционные отверстия – венты 7.

Уплотнение смеси надувом происходит как за счет кинетической энергии пневматической струи, так и за счет перепада давления (Р1–Р2), возникающего при фильтрации воздуха, проходящего через слой смеси в технологической ёмкости.

6. Основные параметры производственных зданий.

6. Ответ: Основными структурными частями производственных зданий являются пролеты. Под пролетом понимается объемная часть здания, ограниченная двумя смежными рядами вертикальных несущих конструкций (для зданий с полным несущим каркасом – рядами колонн).

Основными строительными параметрами здания в плане являются ширина пролета L и шаг колонн t.

Ширина пролета L – это расстояние между продольными разбивочными осями. Она принимается кратной 6 м. В литейных цехах обычно применяют пролеты шириной 18, 24, 30, 36 м.

Шаг колонн t – расстояние между поперечными разбивочными осями (или расстояние между осями двух колонн в направлении продольной оси пролета). В промышленных зданиях принимается кратным 3 м. Обычно шаг крайних (пристенных колонн) принимается 6 или 12 в зависимости от конструкции стеновых ограждений. Шаг средних колонн обычно 12 м.

Сочетание ширины пролета и шага колонн образует сетку колонн, обозначаемую произведением L х t.

Основным параметром здания в разрезе является высота пролета h – расстояние от чистого пола до низа несущих конструкций покрытий. Принимается кратным 1,2 м и 0,6 м для производственных зданий и 0,3 м для административно-бытовых.

7. Методы перехода на выпуск новой продукции.

7. Ответ. Менеджмент – это самостоятельный вид профессионально осуществляемой деятельности, направленный на достижение в ходе любой хозяйственной деятельности фирмы, действующей в рыночных условиях, определенных намеченных целей путем рационального использования материальных и трудовых ресурсов с применением принципов, функций и методов экономического механизма менеджмента.

Термин “менеджмент” – аналог термина “управление”, но не полный: он применим к управлению социально – экономическими процессами на уровне фирмы, действующей в рыночных условиях.

Менеджмент, как самостоятельный вид профессиональной деятельности, проявляется в том, что менеджер независим от собственности на капитал фирмы: может работать по найму, может быть акционером. Менеджер управляет предприятием, производственным отделением, фирмой. Субъект менеджмента – специалист – менеджер, объект – хозяйственная деятельность всей фирмы или ее конкретной сферы (производство, сбыт, и т.д.).

Хозяйственная деятельность осуществляется в любой отросли экономики (промышленность, строительство, транспорт, торговля, банковское и страховое дело, и т.д.). Менеджмент функционирует в сферах, деятельность которых направлена на получение прибыли или предпринимательского дохода.

Определение целей деятельности фирмы – главное в менеджменте. Различают цели общие (фирмы в целом) и специфические (в рамках общих, по видам деятельности).

Рациональное использование материальных и трудовых ресурсов обеспечивает достижение целей при минимуме затрат и максимуме эффективности.

Менеджмент имеет собственный экономический механизм, направленный на решение возникающих задач.

Билет 19

1. Характеристика процесса модифицирования сплавов. Дать определение модификаторов первого и второго рода.

1. Ответ.

Модифицирование сплавов является физико-химическим методом воздействия на процесс кристаллизации в целях достижения требуемой структуры сплава или получения благоприятной формы структурных составляющих сплава.

Модификаторы не изменяют природы сплава, т.к. вводятся в небольших количествах, но изменяют его структуру. Введение модификаторов в ряде случаев сопровождается благоприятным воздействием на вредные примеси (раскисление, дегацсия, десульфарация и т.п.)

По механизму воздействия  модификаторы делятся на два  рода:

Модификаторы первого рода: непосредственно образуют центры кристаллизации. Они должны обладать высокой температурой плавления и создавать ультрадисперсные  твёрдые частицы, вызывающие гетерогенные образования зародышей, либо образовывать с компонентами сплавов тугоплавкие соединения, играющие такую же роль.

Модификаторы второго рода являются поверхностно активными веществами, изменяющими скорость роста кристаллов или  изменяющих энергетический уровень отдельных компонентов сплава. Модификаторы второго рода не только измельчают зерно, но изменяют формы роста кристаллов. Они обычно имеют невысокие температуры плавления, часто более низкие, чем основы сплава. Примером модификатора второго рода может быть магний или магниевые лигатуры при получении чугуна с шаровидным графитом.

2. Способы приготовления формообразующей смеси для литья в оболочковые формы.

2. Ответ:

В качестве исходных материалов для образования формообразующей смеси могут выступать кварцевый песок (в качестве наполнителя); синтетическая смола (в качестве связующего); увлажнители, растворители, катализаторы и др.

При изготовлении смеси механическим перемешиванием без операции плакирования в смеситель вводят песок с увлажнителем. Перемешивают 3-5 минут. Затем вводят порошкообразную смолу (например, пульвербакелит с добавками уротропина) и все вместе перемешивают в течение 10-15 минут (в зависимости от типа смесителя). По окончании перемешивания смесь помещают в бункер или другую емкость.

При изготовлении смеси способом холодного плакирования в смеситель вводят песок, смолу и растворитель смолы. При перемешивании растворенная смола покрывает каждую песчинку тонкой оболочкой (т.н плакирование). При дальнейшем перемешивании происходит удаление растворителя. Для интенсифи-цирования испарения смесь продувают холодным воздухом. По окончании смесь помещают в бункер или другую емкость.

При изготовлении смеси способом теплого плакирования операция продувки холодным воздухом заменена продувкой теплым воздухом для интенсификации процесса испарения растворителя.

При изготовлении смеси способом горячего плакирования операция растворения смолы заменяется операцией расплавления смолы. Расплавление смолы протекает за счет высокой температуры (180°с) песка. Смолы, применяемые при этом способе, не содержат добавок предназначенных для отвердения смолы (например, уротропин). Добавки вводятся на заключительном этапе после снижения температуры смеси до 60°С.

3. Классификация процессов плавки.

3. Ответ

 В зависимости от стадийности все существующие процессы подразделяют на монопроцессы и полипроцессы. При монопроцессе все операции производятся в одном плавильном агрегате, при полипроцессе плавка осуществляется последовательно в двух или нескольких плавильных агрегатах.

Полипроцессы подразделяют на дуплекс-процессы и триплекс-процессы. При дуплекс-процессе используют две печи: одну для расплавления и частичного перегрева, другую для окончательной доводки и выдачи на заливку. При триплекс-процессе, кроме того, применяют печь, являющуюся специальным разливочным устройством.

Наибольшее распространение в литейном производстве получили монопроцессы. Физическая сущность плавки сплавов в литейном производстве состоит в превращении исходных материалов из кристаллического состояния в жидкое, происходящем с поглощением теплоты.

По способу генерации теплоты, необходимой для протекания процесса, различают процессы плавки в топливных и в электрических печах.

Процессы могут быть непрерывными, при которых операции загрузки и выпуска происходят одновременно (вагранка), и периодическими, при которых одновременное проведение этих операций невозможно (дуговая или индукционная печь).

Источник генерации теплоты может находиться в контакте с реагирующими при плавке фазами или быть изолированным от них, в связи с этим различают контактные и бесконтактные методы плавки

4. Принцип действия и конструкция дуговой печи.

4. Ответ

В литейном производстве дуговые печи используют для выплавки стали и чугуна из металлического лома и для перегрева жидкого чугуна, получаемого в вагранках. В дуговых печах электрическая дуга возникает непосредственно между электродом и расплавляемым  металлом, поэтому их называют печами прямого действия. Схема дуговой электрической  печи прямого нагрева с зависимой дугой  представлена на рисунке.

Электрический режим работы дуговой печи зависит от режима процесса плавки. При расплавлении металлического лома печь работает на максимальной мощности. При доводке жидкого металла до требуемого химического состава мощность печи сравнительно невелика.

Регулировать режим печи можно, изменяя напряжение на электродах или длину дуги, т. е. силу тока дуги. В первом случае переключают трансформатор с одной ступени на другую, во втором – опускают или поднимают электроды с помощью автоматической системы. Печь подключают к трехфазной сети промышленной частоты напряжением 6–35 кВ.

Дуговые печи состоят из следующих основных частей: каркаса, механизма наклона, футеровки, свода, механизмов перемещения свода и электродов, электрооборудования, системы водяного охлаждения и гидравлического привода механизмов.

5. Составляющие полной мощности N привода ротора метательной головки пескомета. Уменьшение мощности на трение пакета смеси о направляющую дугу Nтр.

5. Ответ: Полная мощность привода головки пескомета составляет:

N=Nпол+Nтр+Nвент+Nподш, где

Nпол – полезная мощность на сообщение пакетом смеси заданной скорости;

Nтр – мощность на преодоление трения пакетов смеси о направляющую дугу;

Nвент – мощность, необходимая для преодоления вентиляционных потерь;

Nподш – мощность, затрачиваемая на преодоление трения в подшипниках ротора.

Расход мощности на трение Nтр пакетов смеси о направляющую дугу составляет 0,4-0,5 суммарной мощности привода ротора N. Для уменьшения потерь Nтр были сделаны попытки уменьшить длину направляющей дуги путем применения подачи смеси радиально – I, либо тангенциально II (см. схему) в плоскости вращения ротора. Ротор головки при этом повернут на 90о относительно его прежнего положения.

6. Перечислить основные конструктивные элементы производственных зданий.

6. Ответ: Производственные здания имеют следующие конструктивные элементы:

  1.  Фундаменты.
  2.  Колонны.
  3.  Несущие конструкции покрытия (стропильные и подстропильные в виде балок и ферм).
  4.  Перекрытия сборные и монолитные.
  5.  Покрытия пола.
  6.  Подкрановые балки.
  7.  Наружные стены.
  8.  Световые проемы в стенах (окна).
  9.  Световые фонари.
  10.  Ворота и двери.
  11.  Перегородки и лестницы.
  12.  Кровля.

7. Основные принципы менеджмента.

7. Ответ. Основной принцип менеджмента – принцип оптимального сочетания централизации и децентрализации в управлении. Централизация относится к целям и стратегии фирмы, децентрализация – к оперативному управлению.

Децентрализация заключается в передаче права принятия решений низовому оперативно – производственному звену. Поэтому необходима координация деятельности всех звеньев. Принцип сочетания централизации и децентрализации требует сочетания единоначалия и коллегиальности. При единоначалии полнота власти принадлежит высшему руководителю. Коллегиальность означает выработку решения на основе мнений руководителей разного уровня. При коллективном принятии решений роль руководителя заключается в подготовке и обосновании решений.

Очень важное значение имеет принцип сочетания прав, обязанностей и ответственности. Руководитель полностью отвечает за выполняемые функции. Никто не имеет право давать задания, минуя непосредственного подчиненного.

Демократизация управления основана на корпоративной организации собственности. Без сотрудничества с персоналом менеджеры и собственники не в состоянии управлять производством. Поэтому считается, что оптимальной формой хоз. организации на микроуровне является акционерная компания. Развитие партнерских отношений между предпринимателями и работниками предполагает: 1) ослабление диктата менеджмента; 2) заинтересованность рабочих в результатах деятельности фирмы; 3)улучшение трудовых условий на производстве; 4) государственную поддержку (законы об участии рабочих а управлении, создание фондов для выкупа акций работниками, и пр.).

Билет 20

1. Тепловые свойства литейных сплавов и материалов форм.

1. Ответ ГББ с.101-104

Для расчёта тепловых процессов в затвердевающей отливке и нагревающемся материале формы, используются следующие характеристики:

То – температура кристаллизации (град., К)

С – удельная тепо\лоёмкость Дж/(кг К)

- плотность материала кг/м3

- теплопроводность Вт/(мК);

Обычно эти величины встречаются в виде комплекса, называемого температуропроводность а=, размерностью м2/с;

При теплопередаче от одного твёрдого тела к другому (отливки и формы) применяется величина, называемая теплоаккумуляцией  с размерностью Дж/(м2с1/2 К)

В литейных тепловых процессах учитывается удельная скрытая теплота кристаллизации материала отливки L в Дж/кг.

Удельные теплоёмкости распространённых металлов находятся 120-1200 Дж/(кгК);

Теплопроводность распространённых металлов находятся в интервале 25-250 Вт/(мК);

При повышении температуры теплопроводность понижается.

2. Характер движения расплава в рабочей полости пресс-формы при литье под давлением.

2. Ответ:

Характер движения влияет на процесс формирования качества отливки, поскольку определяет степень удаления воздуха и продуктов разложения покрытия стенок из полости, оказывает влияние на образование в отливках воздушной и газовой пористости.

Исследования показали, что характер движения металла в полости пресс-формы зависит от скорости движения расплава в канале питателя, от соотношения толщин питателя и отливки, вязкости и поверхностного натяжения жидкого металла, от условий теплообмена и от условий вентиляции пресс-формы. Различное сочетание величин этих факторов создает разнообразные по характеру картины заполнения полости пресс-формы: сплошным ламинарным потоком с малыми скоростями течения металла, сплошным турбулентным потоком со средними скоростями и дисперсным потоком с высокими скоростями течения.

При заполнении ламинарным потоком создаются условия для хорошего удаления воздуха и газов из пресс-формы, что способствует уменьшению пористости и газовых включений в отливках.

При заполнении турбулентным потоком расплав захватывает газовоздушную смесь и замешивает ее внутрь потока. Отливка получается с крупными газовыми раковинами (1 мм и более), которые снижают плотность и герметичность отливки.

При заполнении дисперсным потоком струя металла дробится на большое число отдельных капель образующих, с газо-воздушной смесью дисперсную систему. Образующаяся мельчайшая пористость в этом случае снижает механические свойства отливки, но не в такой степени как при турбулентном заполнении.

3. Основные параметры процесса плавки.

3. Ответ

Интенсивными параметрами процесса плавки являются температура и давление. Они зависят от вида сплава и типа плавильного агрегата. Для плавки одного и того же сплава могут использоваться различные плавильные агрегаты, при этом некоторые параметры будут различны. В большинстве случаев давление газовой фазы при плавке равно атмосферному. Температуры газовой фазы, жидкого сплава, шлака играют важную роль в процессе плавки и определяются требуемой температурой жидкого сплава: для чугуна 1400–1450 °С, для стали 1500–1650 °С, для алюминиевых сплавов 700–750 °С. Температуры газовой фазы и шлака зависят от типа печи. В топливных печах они выше, чем температура сплава, в индукционных печах и печах сопротивления соответственно ниже.

Основными технологическими параметрами процесса плавки являются удельная вводимая мощность  и удельная производительность. Например, для вагранки это соответственно расход кокса по отношению к металлозавалке и производительность на 1 м2 площади сечения вагранки; для электропечи – удельная электрическая мощность нам 1 т номинальной массы садки печи и производительность в тоннах в час по отношению к массе садки.

4. Принцип действия и конструкция индукционной тигельной печи.

4. Ответ

Принцип действия тигельной печи (рис.) состоит в том, что расплавляемый металл помещают в пространство, пронизываемое переменным магнитным потоком. Под действием возникающей ЭДС в металле течет ток, металл нагревается и плавится.

Внутри индуктора 1 расположен тигель из огнеупорного материала 2 (футеровка). Внутреннее пространство тигля заполняется расплавленным металлом 3. Тигель защищает индуктор от воздействия жидкого металла. Для уменьшения индуктивной мощности печи параллельно индуктору подключают конденсаторы, число которых по ходу плавки изменяется, так как в процессе нагрева меняется электрическое сопротивление шихты.

Индуктор представляет собой цилиндрическую катушку из медной трубки, внутри которой при работе печи должна постоянно циркулировать вода.

Футеровка индукционной печи, кроме термических нагрузок, должна выдерживать также и механическое воздействие жидкого металла. Как правило, футеровку тигля изготовляют методом уплотнения вибрацией с использованием ручных или механических вибраторов. Для изготовления тигля применяют сухие кварцитовые массы с добавлением, для лучшей спекаемости, борной кислоты (1,0–1,2 % от массы кварцита).

5. Роль катков в нормальных смешивающих бегунах.

5. Ответ: В смешивающих бегунах роль катков сводится к давлению катков на смесь и скольжению катков относительно днища чаши. Наезжая на смесь, катки своим весом давят на неё, смесь деформируется и частично вынимается из под катков вперед и в стороны. При этом происходит взаимное перемещение зерен и распределение составных частей в смеси становится более равномерным.

Скольжение катков относительно днища чаши происходит вследствие разности переносной скорости движения точек на поверхности катка V=W·R и относительной скорости U=ω·r. Наибольшее скольжение будет на крайних окружностях 1 и 3. Из них окружность 1 будет иметь скольжение, направленное назад (буксование), а окружность 3 – скольжение, направленное вперед.

6. Перечислить основные виды транспорта непрерывного действия, применяемого в литейных цехах.

6. Ответ: В литейных цехах применяют следующие основные виды транспорта непрерывного действия:

  1.  Конвейеры тележечные (литейные).
  2.  Роликовые конвейеры (рольганги).
  3.  Пластинчатые конвейеры.
  4.  Ленточные конвейеры.
  5.  Подвесные конвейеры (грузонесущие и толкающие).
  6.  Элеваторы ленточные ковшовые.
  7.  Винтовые конвейеры.
  8.  Вибрационные конвейеры.
  9.  Пневматический трубопроводный транспорт.

7. Инновационный менеджмент.

7.Ответ. Инновационный менеджмент – одно из основных направлений стратегического управления на высшем уровне руководства. Цель инновационного менеджмента – определение основных направлений научно – технической и производственной деятельности фирмы в областях: а) разработка и внедрение новой продукции (инновационная деятельность); б) модернизация выпускаемой продукции; в) развитие производства традиционных видов продукции; г)снятие с производства устаревшей продукции.

Современная тенденция: образование в крупных фирмах единых научно – технических комплексов, объединяющих исследования и производство. Имеет место повышение удельного веса наукоемких изделий, снижение удельного веса традиционной продукции – как важная тенденция развития машиностроительных комплексов. Это взывает расширение инжиниринговых, лизинговых, консультационных услуг.

Разработка научно – технической политики предполагает решение вопросов:

1.Выпуск принципиально новой продукции (конкуренция – еще на этапе НИР). 2. Выпуск новой для фирмы продукции означает или завоевание доли лидера на рынке, или – следовать за лидером. 3.техническое обновление выпускаемой продукции, требующее непрерывное совершенствование конструкции и технологии. 4.выпуск традиционных товаров, устаревших, но имеющих спрос на рынке, требующий решения вопроса – сохранить ли прежнюю технологию или перейти на новую.

В 80-е годы в крупных фирмах возникли интегрированные системы управления процессом инноваций, выделившиеся из общей системы управления производством. В последние годы наблюдается образование венчурных (рисковых) подразделений и специальных фондов стимулирования инвестиционной деятельности. Средства венчурных фондов часто вкладываются в небольшие начинающие фирмы, которые впоследствии поглощаются крупными или устанавливают с ними долгосрочные межфирменные связи.

Билет 21

1. Физические методы воздействия на жидкие расплавы и процессы  кристаллизации.

1. Ответ.

Некоторые виды воздействия на жидкие расплавы приводят к тому же эффекту, что и модифицирование.

Существующие методы воздействия на расплавы:

  1.  Обработка ультразвуком.

Возбуждение ультразвуковых волн в расплавленных металлах производится с помощью волноводов, получающих энергию от ультразвукового генератора. Наличие больших переменных давлений в обрабатываемом расплаве приводит  к появлению кавитации, что способствует измельчению образующихся структур и интенсивному перемешиванию.

  1.  Обработка вибраций.

При положении вибрации происходит разрушение крупных дендритов и измельчение структуры.

  1.  Воздействие  переменного электрического поля.

При  кристаллизации под  действием переменного электрического поля происходит сдвиг температурной кривой скорости зарождения кристаллов, в сторону низких температур  (больших переохлаждений).

  1.  Воздействие магнитного поля.

Оказывает такое же действие, как и обработка ультразвуком, а именно, измельчение  дендритов.

5.Воздействие электромагнитного поля.

В результате воздействия электромагнитного поля происходит интенсивное перемешивание расплава, ломка дендритов и получение однородных по структуре отливок.

2. Особенности формирования отливок при центробежном литье.

2. Ответ: Формирование центробежнолитых отливок происходит в условиях быстрой направленной кристаллизации сплава. Этому способствует быстрый теплоотвод от свободной поверхности вращающейся отливки за счет специфической циркуляции воздуха, омывающего поверхность и за счет теплоизлучения со стороны свободной поверхности. Этому способствует наличие небольшого газового зазора между затвердевающей отливкой и металлической изложницей. Этому способствует интенсивная конвекция во вращающемся жидком металле.

Действие центробежного поля приводит к появлению химической неоднородности. Она проявляется по направлению действия центробежных сил и обладает большой интенсивностью. Чем выше скорость вращения, тем больше неравномерность химического состава наблюдается в центробежнолитых отливках.

При формировании центробежнолигых отливок в них возникают большие напряжения, которые являются следствием гидравлического давления жидкого металла на образующуюся корочку затвердевающей отливки.

3. Классификация и общая характеристика металлических шихтовых материалов.

3. Ответ

В качестве основы металлических шихтовых материаллов используются первичные и вторичные черные и цветные металлы и лигатуры.

Первичные металлы являются продукцией металлургической промышленности, получаемой из рудных материалов и поставляемой в чушках. В литейном производстве они представлены чушковыми чугунами и металлами цветными первичными.

Чушковые чугуны разделяют на литейные, передельные и природнолегированные. Марка, как литейного так и передельного чугунов, определяется содержанием кремния, которого в передельном чугуне значительно меньше, чем в литейном. Природнолегированные чугуны используются в основном трех видов: хромоникелевый, титановый и титаномедистый.

Металлы цветные первичные поставляют в соответствии с ГОСТами и ТУ в виде чушек, слитков и гранул. Это могут быть металлы определенной чистоты (алюминий первичный в чушках) и сплавы цветные в чушках.

Лигатуры предназначаются для доведения черных и цветных сплавов в жидком состоянии до требуемого химического состава. В частности при выплавке черных сплавов лигатуры представлены сплавами железа с одним или несколькими легирующими элементами (ферросилиций, ферромарганец, ферросиликохром и т.д.).

4. Принцип действия и конструкция индукционной канальной печи.

4. Ответ

Канальные печи используют в литейном производстве в качестве миксеров, раздаточных и плавильных печей.

По принципу действия они основаны на использовании тока короткого замыкания; трансформатор индукционной единицы выполнен так, что петля жидкого металла является вторичной короткозамкнутой обмоткой, разогревающейся при пропускании тока. Во избежание разрыва цепи вторичной обмотки в печи постоянно должно находиться некоторое количество металла («болото»).

Контур жидкого металла окружен со всех сторон огнеупорным материалом, заключенным в стальной корпус. Пространство в огнеупорном материале, которое заполняется жидким металлом, имеет форму изогнутого канала. Рабочее пространство печи соединено c каналом двумя отверстиями, поэтому при заполнении печи жидким металлом образуется замкнутый контур

Во время работы печи наблюдается непрерывное движение жидкого металла в канале и в месте соединения канала с ванной печи. Движение металла возникает в результате перегрева металла в канале, а также в результате воздействия магнитного поля. Температура металла в канале на 50–150 °С выше температуры металла в ванне печи, поэтому горячий металл из канала поднимается в ванну, а из нее поступает более холодный металл.

5. Мощность N привода каткового смесителя. Мощность, необходимая для перемещения плужков Nпл.

5. Ответ:

Мощность привода каткового смесителя в общем виде может быть представлена следующим выражением:

где Nx.x. – мощность холостого хода; Nпл – мощность, необходимая для перемещения плужков; Nкач – мощность, необходимая для качения катков по смеси; Nск – мощность, необходимая для преодоления трения скольжения катков по смеси; βпот – коэффициент дополнительных потерь.

Мощность, потребляемая плужками смесителя, в общем виде можно записать:

где F – миделево сечение плужка; х – расстояние от оси вращения до элементарной площадки dF; Р(х) – давление смеси на плужок на расстоянии х от оси вращения.

6. Понятие о температурных швах в производственных зданиях.

6. Ответ: Температурные швы в производственных зданиях предупреждают образование трещин в конструктивных элементах зданий от деформаций, вызываемых колебаниями температуры наружного и внутреннего воздуха. Температурные швы (продольные и поперечные), расчленяя по вертикали все надземные конструкции здания на отдельные части, обеспечивают независимость их горизонтальных перемещений.

Фундаменты и другие подземные элементы здания температурными швами не расчленяют, т.к. они под воздействием температуры не деформируются до опасной величины.

Расстояние между температурными швами определяют в зависимости от конструктивного решения здания, климатических показателей района строительства и температуры внутреннего воздуха.

В отапливаемых зданиях:

со сборным железобетонным каркасом – через 60-72 м

со стальным каркасом – через 150-230 м

В неотапливаемых зданиях и горячих цехах:

со сборным железобетонным каркасом – через 40 м

со стальным каркасом – через 120-200 м

7. Особенности международной деятельности фирм в современных условиях.

7. Ответ. Качественные изменения международной деятельности фирм связаны с господством ТНК. Развиваются новые формы обмена: производственное сотрудничество, обмен научно – техническими знаниями, опытом, другими услугами. Транснациональные корпорации контролируют более половины мировой торговли, они могут регулировать международную торговлю в целом, перенося на нее применяемые ими формы и методы.

Новое явление: переход от экспорта товаров материнской компании из страны её базирования к производственной деятельности на подконтрольных заграничных предприятиях и реализации товаров на заграничных рынках. Это объясняется тем, что в странах с невысокой зарплатой выше норма прибыли, ниже налоги, расходы на сырье, транспортировку, и т.д. Отсюда – перепрофилирование заграничных дочерних компаний, повышение их конкурентоспособности за счет достижения НТР, полученных в материнской компании. Это вызывает стремление на рынки других стран, потребность в крупных рынках сбыта, приближение к непосредственному потребителю. Все перечисленное привело к появлению соответствующих форм международной деятельности ТНК.

Дочерние предприятия могут быть сборочными или с полным производственным циклом. Сборочные получают детали и сборочные единицы от материнской компании, собирают изделие, реализуют его иностранным покупателям. Так называемые «предприятия прогрессивной сборки» используют не только импортируемые детали, но и детали местного производства, доля которых возрастает, а импортируются только те, которые невозможно изготовить на месте. Сбыт – и на рынках третьих стран.

Билет 22

1. Характеристика усадки сплавов. Дать понятие предусадочного расширения.

1. Ответ. ЛИЛ с. 98-105

Усадкой сплавов – называют сокращение объёма и литейных размеров при затвердевании и охлаждении отливки. Усадка относится к числу важнейших литейных свойств, так как с ней связаны основные технологические трудности в получении качественных отливок.

Следует различать три основных периода  усадки: 1) в жидком состоянии до поступления температуры кристаллизации; 2) при затвердевании в процессе кристаллизации (в температурном интервале ликвидус – солидус); 3) при охлаждении в твёрдом состоянии.

Принято также различать линейную  и объёмную усадку. Объёмную усадку используют для характеристики сплава в жидком состоянии. Линейную усадку для характеристики изменения линейную усадку для характеристики изменения линейных размеров твёрдой отливки.

В некоторых металлах и сплавах могут иметь место фазовые превращения (у чугуна графитизация), выделение растворённых газов (сталь, алюминиевые сплавы) вследствие резкого уменьшения растворимости при затвердевании сплава, что сопровождается ростом объёма и увеличением линейных размеров отливки. Такое явление называется предусадочным расширением.

Величина предусадочного расширения зависит от жёсткости или податливости формы. В податливых формах предусадочное расширение сжигает величину общей усадки отливок.

2. Размещение отливок (моделей) в опоке. Выбор размеров опоки.

2. Ответ:

При размещении отливок в опоке (моделей на подмодельной плите) необходимо полнее использовать площадь подмодельной плиты. Это повышает количество отливок в форме и уменьшает удельный расход формовочных материалов. Однако чрезмерное увеличение количества отливок в форме ограничивается следующим условием: толщина слоя формовочной смеси вокруг отливки должна быть такой, чтобы при заливке от статического и динамического давления расплава не произошло деформации и разрушения формы. Толщину слоя смеси можно определить путем выбора величин зазоров между моделью и стенкой опоки, между моделями отливок, между моделями отливок и моделями элементов литниковой системы и т.д. Эти зазоры выбирают в зависимости от массы отливки.

Величины зазоров используют для определения размеров опоки. Размеры опоки в свету обычно выбирают в зависимости от выбранной модели формовочной машины. А высоту опок рассчитывают. Для расчета высоты верхней опоки к высоте верхней модели прибавляют рекомендуемую толщину слоя смеси над моделью в верхней полуформе. Затем полученный размер округляют до ближайшего стандартного значения. Таким же образом рассчитывают и высоту нижней опоки.

При конвейерном производстве допускается использование опок различной высоты. При автоматической формовке стремятся использовать верхние и нижние опоки одинаковой высоты.

При крупных сериях отливок наиболее выгодно размещать на модельной плите модели одноименных отливок. При малых сериях чтобы иметь возможность реже менять модельные плиты, иногда на одной плите укрепляют модели разноименных отливок. В этом случае нужно соблюдать следующие положения:

  •  все отливки должны быть изготовлены из одного и того же сорта металла;
  •  толщина стенок отливок должна быть близкой;
  •  отливки должны располагаться под заливку одинаково.

3. Основы ведения плавки стали. Окислительный и восстановительный периоды плавки.

3. Ответ

Плавкой стали обычно называют процесс, в результате которого из исходных шихтовых материалов за счет нагревания, проведения нужных химических реакций и введения добавок получают жидкую сталь требуемого химического состава, нагретую до заданной температуры.

Окисление углерода отличается от окисления других элементов  тем, что его продуктом является газообразная окись углерода (СО), не растворяющаяся в стали. Выделение пузырьков окиси углерода («кипение стали») оказывает большое влияние на все процессы, происходящие при плавке стали. Во время кипения под действием всплывающих пузырьков усиливается перемешивание металла и шлака, что ускоряет передачу тепла и нагрев ванны и способствует более полному и быстрому протеканию реакций, идущих между металлом и шлаком. Положительным действием кипения является также то, что из металла в пузырьки переходят (диффундируют) и выносятся в атмосферу печи вредные газы (водород и азот) и неметаллические включения. В результате сталь становится более чистой.

В силу большого значения кипения реакцию окисления углерода называют основной реакцией плавки стали и уделяют особое внимание регулированию скорости ее протекания. Период плавки, во время которого идет окисление углерода, называют периодом кипения или окислительным периодом.

После достижения заданного содержания углерода в печь присаживают Mn, Si и Al. После введения этих элементов кипение стали прекращается и заканчивается окислительный период плавки. Операцию введения Mn, Si и Al называют раскислением стали и придают ей особое значение. Проведение этой операции оказывает решающее влияние на количество и распределение неметаллических включений и на содержание газов в стальных отливках. Раскисление стали производят либо в самом конце плавки и при выпуске стали в ковш, либо в самостоятельный период плавки, который называют восстановительным периодом.

4. Принцип действия и конструкция раздаточных печей.

4. Ответ

Раздаточные печи предназначены для заливки жидкого металла непосредственно в форму. Для выдачи металла из печи применяют механизмы наклона печи, электродинамические насосы и избыточное давление газа над уровнем металла в печи.

На рис. показана схема индукционной канальной печи с использованием избыточного давления газа для выдачи металла. Ванна 5 печи закрыта герметичной крышкой 3. Металл заливают в печь через заливочный сифон 2, а в форму через разливочный сифон 8, верхняя часть которого выполнена в виде ванны с отверстием 6.

Через трубку 4 в рабочее пространство печи подается сжатый воздух или инертный газ. Под действием давления воздуха жидкий металл вытесняется из ванны в заливочный и разливочный сифоны. Количество металла, вытекающего через отверстие 6 в форму 7, регулируется с достаточной точностью по заданной программе. Обогрев печи осуществляется индуктором 1.

Для использования печи с различными транспортными системами формовочной линии печь может быть установлена на тележку, перемещающуюся в продольном и поперечном направлениях. Печи подобного типа имеют вместимость до 20 т.

5. Главный элемент рабочего процесса центробежного смесителя, обеспечивающий перетерание смеси.

5. Ответ: В центробежном смесителе плужка со значительной скоростью бросают смесь на резиновую поверхность борта чаши. Смесь, прижимаясь центробежной силой к борту чаши, движется по ее окружности. При этом пограничный слой смеси, прилегающий к борту чаши, тормозится трением о резиновую поверхность борта и чем дальше отстоит элементарный слой потока смеси от резины борта чаши, тем меньше сказывается это торможение. Следовательно, в потоке смеси, движущейся по поверхности борта чаши, происходит взаимное скольжение элементарных слоев потока (1,2,3) относительно друг друга, т.е. перетирание смеси.

Это перетирающее действие и является главным элементом рабочего процесса центробежного смесителя, обеспечивающим перемешивание и обволакивание песчаных зерен смеси влажной глинистой составляющей (связующим).

  6. Привести 5-6 примеров компоновочных схем литейных цехов.

6. Ответ:

7. Предпринимательская среда и её анализ.

7. Ответ. Под предпринимательской средой понимают наличие условий и факторов, воздействующих на функционирование фирмы и требующих принятия управленческих решений, направленных на их устранение или приспособление к ним. Внутренняя предпринимательская среда – это хозяйственный механизм фирмы (в том числе – управленческие механизмы); внешняя предпринимательская среда – условия и факторы окружающей среды, воздействующие на функционирование фирмы и требующие принятия управленческих решений.

Во внутренней среде механизм управления должен обеспечить повышение рентабельности фирмы и повышение производительности труда работников. Для этого формулируются цели в областях: а) научно – технической (новая продукция); б) производственной (совершенствование технологии и применение новой технологии); в) сбытовой (совершенствование и расширение рынка).

Внешняя среда требует изучения огромного количества информации. Каждая фирма имеет свою внешнюю среду.

Анализ рынка направлен на исследование процессов товарного обращения и формирования спроса и предложения. Спрос – это форма проявления потребностей; он ограничен покупательной способностью населения. Предложение – это совокупность товаров, поступающих на рынок для реализации. Изучая рынок, необходимо изучать требования покупателей к товарам, так как он сам определяет соответствие товаров своим потребностям. Необходим анализ деятельности на рынке фирм – конкурентов, форм и методов торговли, условий товародвижения, правовых вопросов.

Анализ хозяйственных связей фирмы направлен на выяснение характера отношений фирмы с поставщиками ресурсов, финансовыми организациями, профсоюзами.

Анализ общеэкономических факторов необходим для принятия решений в новых условиях, поскольку НТР вызывает разрушение старых связей, появления новых.

Билет 23

1. Принятие приведённой толщины стенки отливки (Rn). Привести примеры приведённой толщины стенки для плоской стенки, для цилиндра и шара.

1.Ответ

Для оценки общей продолжительности затвердевания тел различной конфигурации введено понятие приведённой толщины (1938-1940 гг Н.И. Хворонов), представляющее собой отношение объёма тела к его поверхности.  ;

Приведённые толщины Rn по Гуляеву равны:

Для плоской стенки: ;

Для цилиндра        ;

Для шара:         .

Для оценки общей продолжительности затвердевания основных тел равных толщин и диаметров должно быть пропорционально квадратам их приведённых толщин и составит:

Стенка-1.0; цилиндр (0,5)2 =0,25; шар (0,33)2 =0,11

2. Способы предотвращения попадания шлака и других неметаллических включений в форму при заливке металла.

2. Ответ:

Вероятность отсутствия неметаллических включений в отливке будет высокой, если предусмотрены условия для их задержки на всем пути движения металла от ковша до полости формы.

Хорошо задерживают шлак при заливке чайниковые и стопорные ковши. Хотя нет при этом полной гарантии отсутствия шлака в струе металла, поступающего в литниковую чашу (воронку). Для задержки шлака используют литниковые чаши с перегородкой или мерные литниковые чаши с пробкой. При применении последних можно использовать для заливки барабанные и конические ковши, которые не имеют специальных устройств для улавливания шлака. Заливка форм с полной литниковой чашей создает наиболее благоприятные условия для задержки шлака и других неметаллических включений всеми элементами литниковой системы.

При использовании для заливки ковшей, которые не гарантируют отсутствия шлака в струе металла, используют заполненные литниковые системы – литниковые системы запертые в питателях. В этом случае создаются условия для всплывания неметаллических включений и прилипания их к сводам литниковых каналов. При конструировании литниковой системы для улучшения задержки шлака используют:

  •  местные сопротивления в виде горизонтальных и вертикальных дросселей, фильтровальных сеток, поворотных шлакоуловителей и т.д.;
  •  центробежные бобышки;
  •  выбирают длину шлакоуловителя, при которой время прохождения частицы шлака превышает время ее всплывания;
  •  гребенчатые шлакоуловители.

Кроме шлака в отливке может быть в качестве неметаллических включений частицы формы. Главная причина – размыв литейной формы. Основные мероприятия для уменьшения размыва формы:

  •  повышение плотности формы, главным образом, вокруг модели;
  •  использование литейных красок, упрочняющих поверхность формы;
  •  сушка формы при производстве крупных отливок;
  •  применение для изготовлении стержней материалов с повышенной термостойкостью;
  •  применение качественной модельной оснастки, имеющей необходимые формовочные уклоны и закругления, предотвращающие разрушения формы при извлечении модели;
  •  изготовление элементов литниковой системы из шамота при заливке крупных отливок.

3. Особенности технологии и преимущества кислого процесса плавки стали в дуговых печах.

3. Ответ

В литейных цехах получил наибольшее распространение  кислый процесс электроплавки стали. Он более производительный  и широко применяется для углеродистых и низколегированных сталей. Кислый шлак имеет меньшую электрическую проводимость, чем основной. Вследствие этого дуги разрывают шлаковый покров и контактируют непосредственно с металлом, чем интенсифицирует перегрев.

Для образования кислого шлака в печь вводят кварцевый песок  и небольшое количество железной руды и извести. Соотношение SiO2/(FeO + MnO) в шлаке около единицы. Под таким шлаком ванна хорошо кипит, кипение длится недолго. Затем шлак сгущают присадкой песка и начинают восстановительный период.

При кислом процессе  электроплавки отмечаются большая стойкость футеровки, более низкая ее стоимость, меньшие удельный расход электроэнергии  и продолжительность плавки, хорошая раскисленность стали.

4. Принцип действия и конструкция плазменной печи.

4. Ответ

При плазменном нагреве источником теплоты в печи является поток ионизированного газа (плазмы), имеющий температуру до 20 000 °С. В качестве плазмообразующей среды применяют газы: аргон, гелий, азот и водород. Для получения плазмы служат плазмотроны, в которых поток газа под воздействием электрической дуги или электромагнитного поля разогревается до необходимой температуры.

При плавке в плазменной печи исключается загрязнение металла углеродом из электродов, применяемых в обычных дуговых печах. Плазменная струя  может состоять из смеси необходимых газов, что позволяет поддерживать в печи защитную атмосферу.

Схема плазменной печи с огнеупорной футеровкой  изображена на рисунке. Водоохлаждаемый медный анод 5 находится в контакте с жидким металлом 4. Плазмотрон, состоящий из электрода 1 и сопла 2, расположен на своде печи. Электрод обычно изготовляют из вольфрама, а сопло делают водоохлаждаемым. Электрическая дуга 3 горит между электродом плазмотрона и расплавленным металлом.

5. Критическая и рабочая частота вращения шаровой мельницы.

5. Ответ: При вращении барабана шаровой мельницы шары увлекаются стенкой в сторону вращения и, отрываясь от нее, падают, размельчают материал ударом.

Частота вращения барабана nкр, при которой центробежная сила шара Рц уравновешивает его силу тяжести G в самой верхней точке С называется критической.

;, где R – радиус вращения внешнего слоя шаров.

Рабочая частота вращения шаровой мельницы должна быть меньше критической. И в точке отрыва А центробежная сила Рц шара весом G уравновешивается радиальной составляющей Gcos силы тяжести; ; .Оптимальный угол опт=5404‛.

6. Понятие о привязке конструктивных элементов производственных зданий к разбивочным осям.

6. Ответ: Расположение таких конструктивных элементов производственных зданий как колонны, стены и подкрановые балки относительно разбивочных осей называют привязкой. Она определяется расстоянием от модульной разбивочной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.

Наружные грани крайних колонн и внутренние поверхности стен привязывают к продольной разбивочной оси следующим образом:

Привязка «О», когда грани колонн и поверхности стен совмещают с осью;

Привязка «250», когда грани колонн и поверхности стен смещают с оси на 250 мм;

Привязка «500», когда грани колонн и поверхности стен смещают с оси на 500 мм;

Колонны средних рядов во всех случаях располагают так, чтобы ось сечения колонны совпала с продольной разбивочной осью.

К поперечной разбивочной оси любую колонну привязывают совмещением оси сечения колонны с разбивочной осью за исключением осей, проходящих в местах торцовых стен и поперечных температурных швов, где колонны относят от разбивочной оси на 500 мм.

Подкрановую балку привязывают к продольной разбивочной оси, располагая ось её сечения на расстояния 750 или 1000 мм (в зависимости от применяемого крана).

7.Цели системы маркетинга.

7. Ответ. Маркетинг затрагивает интересы и покупателя, и продавца. У людей могут быть противоречащие друг другу взгляды.

Продавец решает проблемы: какие характеристики ждут потребители от его изделия, каким должен быть дизайн и цены товара; какую гарантию и какой сервис можно предложить; какие меры в области рекламы и стимулирования сбыта предпринять, и др.

Потребителя интересуют вопросы: безопасны, надежны ли предлагаемые товары; существует ли на рынке конкуренция, благодаря которой имеется достаточный выбор товаров по уровню качества и ценам; справедливы ли розничные торговцы и работники сервиса с потребителями; не наносится ли вред окружающей среде использованием предлагаемых товаров.

Об истинной цели системы маркетинга существуют различные мнения. Предлагаются альтернативные варианты ответа.

  1.  Достижение максимально возможного уровня потребления, создающего условия для максимального роста производства, занятости и богатства.
  2.  Достижение максимальной потребительской удовлетворенности. Однако, степень потребительской неудовлетворенности трудно измерить: экономическая наука пока не дает ответа на этот вопрос.
  3.  Предоставление максимально широкого выбора товаров. Оно требует затрат, поэтому товары станут дороже из-за роста издержек производства и поддержания запасов этих товаров.
  4.  Максимальное повышение качества жизни. Большинство специалистов считает, что повышение качества физической и культурной среды для маркетинга – цель благородная, но измерить его трудно.

Билет 24

1. Принятие приведённой толщины стенки отливки (Rn). Привести примеры приведённой толщины стенки для плоской стенки, для цилиндра и шара.

1. Ответ

Процесс формирования качества отливки может быть разделён на ряд этапов:

1. взаимодействие формы с жидким металлом. Этот этап характерен для заливки формы металлом и до образования твёрдой корочки. Длительность этапа определяется временем заливки формы.

При заливки формы поток металла может разрушать стенки формы, проникать  в поры формы, инжектировать газы из окружающей среды, что может служить причиной образования дефектов отливки.

2. взаимодействие формы с коркой металла, образующейся в начальной  стадии затвердевания. На этом этапе металл образует корку, в которой могут присутствовать небольшие объёмы жидкой фазы. В этот период происходит процесс снятия теплоты перегрева металла. Тепловой поток распространяется в глубинные слои стенки формы. В слоях формы происходят процесс испарения влаги, газификации добавок, в результате чего в приграничных слоях повышается газовое давление и не исключается возможность их прорыва газа в жидкий металл, а также деформация пластичной корки металла газовым давлением.

3.взаимодействие формы с затвердевающей отливкой. Затвердевание распространяется к центру отливки. Тепловой поток нагревает стенки формы, происходит взаимодействие окислов металла с материалом формы, образование пригара, обезуглероженного слоя).

Возникает механическое взаимодействие затвердевающей отливки с формой, развиваются процессы усадки.

4. Взаимодействие формы с твердой отливкой. Дальнейший прогрев формы, интенсивное развитие усадочных процессов, формирование временных и фазовых напряжений. Образование горячих и холодных трещин в отливках.

2. Меры по предупреждению пригара, связанные со свойствами формы.

2. Ответ:

Пригар является следствием физико-химического и термического взаимодействия формы с металлом отливки. Можно выделить пять главных направлений борьбы с пригаром:

  1.  Уменьшение смачивания формы расплавом. Для этого в состав смесей вводят материалы (графит, кокс, мазут и т.д.), которые при сгорании образуют восстановительные газы, препятствующие окислению металла и уменьшающие вероятность смачивания формы;
  2.  Ограничения давления жидкого металла на стенки формы. Для реализации этого направления необходимо отливать высокие детали в горизонтальном положении, уменьшать высоту прибыли и силу удара струи жидкого металла в стержень или в стенку формы, смягчать удар поднимающегося жидкого металла в верхнюю часть полуформы;
  3.  Уменьшение пористости формы различными способами:
  •  уменьшение зернистости песка;
  •  введение в смесь пылевидных материалов (кварцевая, шамотная и цирконовая пыль);
  •  увеличение степени уплотнения формы и стержня;
  •  нанесение на поверхность формы или стержня противопригарных покрытий;
  1.  Повышение огнеупорности и термохимической устойчивости формовочных материалов:
  •  применение кварцевых песков с минимальным количеством примесей;
  •  применение специальных видов песков: шамота, циркона, оливинита, магнезита, хромита, графита;
  •  применение связующих с высокой термохимической устойчивостью;
  •  сушка форм и стержней;
  •  применение самотвердеющих смесей;
  1.  Ускорение затвердевания металла в форме:
  •  применение материалов с высокой теплопроводностью (циркон, хромит, графит имеют более высокую теплопроводность чем кварцевый песок);
  •  повышение газопроницаемости формы за счет вентиляционных каналов;
  •  устранение в конструкции отливки тепловых узлов X и Y – образных сечений.

3. Зоны вагранки и основные металлургические процессы, происходящие в них

3. Ответ

I. Зона нагрева. Твердые шихтовые материалы реагируют с газовой фазой, атмосфера окислительная. Железо окисляется по реакции

Fe + СО2 = FeO + СО

Известняк в этой зоне разлагается по реакции

СаСО3 = СаО + СО2

Топливо теряет влагу и летучие вещества.

II. Зона плавления. Металлические компоненты шихты расплавляются. Процессы окисления и обезуглероживания протекают более интенсивно, чем в зоне I. Происходят вторичные реакции окисления элементов закисью железа FeO, которая, стекая вместе с расплавленным металлом, реагирует с Si, Mn и С по реакциям типа

Me + FeO = Fе + МеО

III. Зона перегрева. Ее подразделяют на две подзоны IIIa – редукционную зону и III6 – кислородную зону  холостой колоши. В подзоне IIIa протекает реакция восстановления СО2. Жидкий металл стекает по кускам кокса в виде капель и струек, перегревается, начинаются процессы науглероживания, растворения углерода и серы из кокса и восстановления элементов. В этой зоне начинается шлакообразование.

В подзоне III6 происходит интенсивное окисление элементов и наблюдается энергичное науглероживание при контакте капель металла с коксом. Заканчивается образование шлака.

IV. Зона накопления, т. е. горн. Металл и шлак в этой зоне немного охлаждаются. Металл скапливается в горне и, контактируя с коксом, растворяет углерод, а также серу кокса.

4. Классификация нагревательных печей.

4. Ответ

Нагревательные печи в литейном производстве используют для термообработки отливок, нагрева отливок перед заваркой трещин и прокалки форм перед заливкой металла.

Печи классифицируют по двум основным признакам: технологическому назначению и способу перемещения изделий через печь. По технологическому назначению печи подразделяют на закалочные, отпускные и отжигательные.  По способу перемещения изделий через печь их подразделяют на толкательные и конвейерные.

Кроме того, печи подразделяют по тепловому режиму  камерные и методические, а также непрерывного и периодического действия. В зависимости от способа обогрева печи могут быть пламенными или электрическими.

Печи, работающие по камерному режиму, подразделяй в свою очередь, на печи непрерывного действия и печи периодического действия.

В печи непрерывного действия одновременно загружают несколько изделий. По мере нагрева изделия вынимают из печи, а в нее загружают другие изделия. Таким образом печь работает непрерывно.

Печи периодического действия имеют переменный во времени  температурный режим. К ним относят, например, печь с выкатным подом. По окончании процесса термообработки выкатной под удаляют из печи. В этот момент температура печи значительно снижается. После загрузки новой партии изделий печь снова разогревается до рабочей температуры.

5. Валковые дробилки. Общие сведения и производительность Q т/ч.

5. Ответ: Валковые дробилки применяют в литейных цехах для мелкого и среднего дробления, глины, бракованных стержней, отработанных смесей и др. В этих дробилках материал измельчается между вращающимися навстречу друг другу валками. Степень измельчения в валковых дробилках регулируется изменением зазора d между двумя валками с помощью стенки прокладок. Валки бывают гладкие, рифленые и зубчатые.

Производительность Q валковой дробилки (т/г) определяют исходя из условия о непрерывном потоке выходящего продукта с площадью поперечного сечения L·d м2

т/ч, где

L – длина валков; d – зазор между валками; R – радиус валка; n – частота вращения валков, об/мин; – коэффициент разрыхления дробимого материала; – плотность дробимого материала, кг/м3

6. Стадии проектирования цехов и заводов.

6. Ответ: Проектирование цехов и заводов ведут по следующим стадиям:

  1.  Разработка задания на проектирование с технико-экономическим обоснованием проектирования и строительства или технического перевооружения предприятия (цеха).
  2.  Технический проект, разрабатываемый на основе утвержденного задания на проектирование.
  3.  Рабочие чертежи, которые разрабатывают на основе утвержденного технического проекта.

Для сокращения сроков проведения проектных работ рекомендуется объединять технический проект с рабочими чертежами. В этом случае такая стадия носит название техно-рабочего проекта.

7. Анализ рыночных возможностей и отбор целевых рынков.

7. Ответ. Любая компания должна уметь выявлять открывающиеся возможности, не оставляя вечными нынешние товары и рынки. Для этого используют, в частности, сетку развития товаров и рынка. Сетка предусматривает для существующих товаров: 1.Более глубокое внедрение на рынок за счет снижения цен на продукцию, распространение её через большую сеть магазинов, и т.п., – без потери имеющихся потребителей. 2. Расширение границ рынка – поиск новых, в т.ч. зарубежных рынков. Для новых товаров: 1. Разработка новых товаров (или модернизируемых) для существующих рынков. 2. Диверсификация производства для новых рынков за счет предложения новых товаров, не связанных с нынешними ассортиментом и рынком.

Производится сегментирование рынка: процесс разбивки его на группы потребителей, одинаково реагирующих на один и тот же набор стимулов маркетинга. После этого ведется отбор целевых сегментов из нескольких возможных вариантов: 1.Концентрация на одном сегменте. 2. Удовлетворение одной покупательской потребности для нескольких групп потребителей. 3. Ориентация на одну группу потребителей по различным потребностям (изделиям). 4. Обслуживание нескольких не связанных между сегментов. 5. Охват всего рынка .

После этого осуществляется позиционирование товара на рынке: обеспечение его конкурентоспособного положения.

Билет 25

1. Характеристика температурных полей в сухой и сырой песчано-глинистых формах. Дать понятие зоны влаго-конденсации.

1.Ответ.

В процессе теплопередачи от залитого металла к материалу формы, происходит прогрев слоёв формы.

Температурно-временное поле в песчано-глинистой форме описывается параболической зависимостью (рис.)

а)  б)

Рис. Распределение температур в песчаной сухой (а) и сырой (б) формах.

В сырой песчано-глинистой форме за счёт конденсации влаги на температурных кривых образуются горизонтальные площадки при Т=100оС. Горизонтальные участки кривых характеризуют зону влагоконденсации, т.е.  те слои формы, в которых конденсируются пары воды мигрирующие из области более высоких температур.

В зоне влагоконденсации происходит повышение влажности смеси, что приводит к её разупрочнению.

2. Определение места подвода металла в полость формы (в отливку).

2. Ответ:

Для отливок из металлов с минимальной усадкой (серый чугун) можно использовать подвод металла в тонкие части отливки. В этом случае весь металл отливки, проходя через тонкие части разогревает их и создает возможность затвердевания тонких частей отливки в последнюю очередь или одновременно с массивными частями, в которые поступает более холодный металл. Это устраняет опасность образования усадочных раковин и напряжений. Установка холодильников в массивных частях отливки благоприятствует получению качественных отливок.

Для отливок из сплавов с высокой усадкой (сталь, алюминиевые сплавы и др.) наиболее характерен подвод расплава  в массивные части отливок. Это обеспечивает направленное затвердевание отливки. Установка прибылей и холодильников на массивных узлах благоприятствует этому.

Существуют также и общие правила выбора места подвода расплава:

1). Струя металла не должна ударять в стенку форму или стержень (металл должен растекаться "по ходу").

2). Горизонтальные протяженные поверхности формы должны быстро покрываться металлом.

3). Уровень расплава в форме  не должен иметь продолжительных остановок.

4). Части стержней, в которых расположены вентиляционные каналы, не должны перегреваться потоком расплава.

3. Особенности технологии и преимущества плавки чугуна дуплекс–процессом.

3. Ответ

При дуплекс-процессе получают чугун в двух последовательно работающих плавильных агрегатах: в первичном расплавляют шихту, а во вторичном жидкий металл подвергается термовременной обработке и гомогенизации или одновременно с этим доводится его химический состав добавлением стального лома, ферросплавов, рафинирующих присадок.

В качестве первичного агрегата могут служить вагранки, дуговые электропечи, индукционные печи; в качестве вторичного агрегата – индукционные канальные и тигельные печи, дуговые электропечи.

Преимущества дуплекс-процесса: возможность регулирования состава, температуры и жидкого состояния чугуна в широком диапазоне, применение наиболее дешевых шихтовых материалов, стабилизация структуры и свойств, уменьшение брака отливок.

Наибольшее распространение получил дуплекс-процесс «вагранка – индукционная канальная или тигельная электропечь». Это обусловлено тем, что вагранка имеет наиболее высокий к. п. д. при плавлении шихты, а индукционные электропечи  – при перегреве жидкого чугуна.

4. Сушила. Классификация и применение в литейном производстве.

4. Ответ

Сушила – печи, применяемые в литейном производстве для сушки материалов, форм и стержней с целью повышения их газопроницаемости и прочности. Сушила могут быть периодического действия (камерные, стационарные и переносные) и непрерывного действия. По методу использования теплоносителя сушильные печи могут быть с однократным использованием и с рециркуляцией теплоносителя.

Сушила периодического действия применяют в единичном производстве.

Сушила непрерывного действия подразделяют в зависимости от способа перемещения материала на барабанные и конвейерные. При этом конвейерные сушила достаточно широко распространены в литейном производстве для сушки стержней.

Сыпучие материалы (песок и глину) сушат в барабанных сушилах, а также в сушилах с сушкой в кипящем слое.

Горизонтальные конвейерные сушила имеют горизонтально расположенные рабочие камеры. Изделия в них перемещаются конвейером с подвесными грузовыми этажерками и сушатся нагретыми продуктами горения топлива. Продукты горения равномерно подают и отводят по длине сушила, что обеспечивает необходимый режим сушки.

5. Дробемётная очистка отливок. Схема дробемётного аппарата.

5. Ответ: Дробеметная очистка отливок является наиболее распространенным способом. Сущность дробеметной очистки

состоит в направлении на очищаемую поверхность отливки струи дроби, разгоняемой в дробеметном аппарате до скорости 40-100м/с. Дробь применяют стальную, чугунную и из цветных сплавов размером 0,8-2,5 мм. Основным типом дробеметного аппарата является двухдисковый с импеллером.

Основные узлы дробеметного аппарата: электродвигатель 1; шкив 2; подшипники 3; вал 4; ротор 5; состоящий из двух дисков, радиально расположенных лопаток, крыльчатки (импеллера) 6 и распределительной коробки 7 с окном; загрузочная воронка

8. Дробеметные установки для очистки литья: дробеметные столы, дробеметные барабаны и дробеметные камеры.

6. Основные критерии выбора типа плавильных печей при проектировании литейного цеха.

6. Ответ: Тип и производительность плавильных печей выбирают с учётом следующих критериев.

  1.  Вида и качества сплава. При этом решают:

а) какова температура плавления и перегрева подлежащих заливке сплавов;

б) как определить показатели качества жидкого металла и положительное или отрицательное влияние на них типа пла

7. Ценообразование на разных типах рынков и его задачи.

7. Ответ. Каждый тип рынка ставит проблемы в области ценообразования.

  1.  Чистая конкуренция. Продавец не будет запрашивать цену больше рыночной (т.к. покупатель может приобрести товар по рыночной цене), а также меньше рыночной (обладая возможностью продажи по рыночной цене).
  2.  Монополистическая конкуренция. Множество покупателей и продавцов, широкий диапазон цен. Продавцы могут продавать, а покупатели приобретать товары по разным ценам, в разных вариантах.
  3.  Олигополистическая конкуренция. На рынке – небольшое количество продавцов, чутко реагирующих на рыночную стратегию конкурентов, если один снизит цену – другие должны делать то же, или предлагать новые услуги. Если один повысит цену, другие могут не делать этого из-за опасности потерять клиентов.
  4.  Чистая монополия при одном продавце. Она может регулироваться государством, назначающим цену: ниже себестоимости, если товар имеет большое значение для потребителя, не располагающего необходимыми средствами; очень высокую цену для сокращения потребления. Государство может разрешить фирме устанавливать расценки, обеспечивающие хороший доход, расширение производства. При нерегулируемой монополии фирма сама устанавливает цены, которые может выдержать рынок. Не всегда устанавливается максимальная цена (боязнь государственного регулирования, нежелание привлекать конкурентов, и т.п.). При установлении цен определяют цель: 1.Обеспечение выживаемости при острой конкуренции. 2. Максимизация текущей прибыли. 3. Завоевание лидерства по показателям доли рынка. 4. Завоевание лидерства по показателям качества товара.

б13/7


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57406. История письменности 54 KB
  Развивающая умение готовить и делать публичный доклад умение работать с разными источниками информации умение работать в группах Воспитывающая: приобщение к народным истокам культуры Оборудование: урок проходит в компьютерном...
57411. The World We Live In - Мир, в котором мы живем. Урок–конференция 55.5 KB
  Председатель жюри: критерии оценки выработаны предварительно: оценивается глубина научность и актуальность проектной работы объем материала наличие продукта работы презентация и др.
57412. Образ берёзы в творчестве Есенина 52.5 KB
  Цель: Знакомство со стихами С. Есенина и фактами из его биографии; совершенствование умения учащихся анализировать поэтический текст на примере произведений Есенина...
57413. Нравственная проблематика сцены «Ночь. Келья в Чудовом монастыре из трагедии А. С. Пушкина «Борис Годунов» 899 KB
  Цель: опираясь на анализ сцены, её образов, добиться целостного осмысления данного эпизода трагедии под углом зрения выбранной проблемы; повторить понятие нравственной проблемы произведения; работать над выразительным чтением.