5739

Основы получения металлических заготовок

Лекция

Производство и промышленные технологии

Основы получения металлических заготовок Вступление Изготовление деталей машин, разнообразных механизмов и приборов из любых конструкционных материалов состоит в их формообразовании с соблюдением необходимой геометрии (размеры, форма), а также допус...

Русский

2012-12-18

334.5 KB

30 чел.

Основы получения металлических заготовок

Вступление

Изготовление деталей машин, разнообразных механизмов и приборов из любых конструкционных материалов состоит в их формообразовании с соблюдением необходимой геометрии (размеры, форма), а также допустимой чистоты поверхности (шероховатость).

В результате соответствующих переработок формообразования получают заготовку или полупродукт, который служит для изготовления соответствующей детали. Заготовка может быть получена способами литья, сваркой, пайкой, методами порошковой металлургии. При этом улучшение качества заготовки подразумевает достижение минимальных припусков на последующую механическую обработку и высокая чистота поверхности.

Процесс литья заключается в заливке расплавленного и перегретого (до оптимальной температуры) металла в литейную форму, внутренняя полость которой соответствует (с определенным допуском) конфигурации и размерам будущей детали.

Достоинства литейной технологии: 1) универсальность, позволяющая получать отливки сложной конфигурации из большой номенклатуры сплавов, широкого диапазона размеров и массы (от нескольких граммов до сотен тонн); 2) экономичность процесса в серийном производстве.

Недостатки процесса литья: 1) пониженные пластичность и прочность литой заготовки по сравнению с деталями, полученными методом штамповки; 2) необходимость проведения сложных и дорогостоящих операций по обеспечению техники безопасности и экологической защиты окружающей среды.

Вопрос №1: Требования к отливкам. Законы затвердевания металла.

Литейное производство – отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок. После литья отливка может быть либо полностью готовым изделием, либо заготовкой. В последнем случае на отливке предусматривается припуск.   

Для производства отливок используются сплавы черных металлов: серые, высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов; углеродистые и легированные стали; сплавы цветных металлов; медные (бронзы и латуни), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы; сплавы тугоплавких металлов; титановые, молибденовые, вольфрамовые и другие.

Все сплавы, используемые для литья, должны обладать специальными литейными свойствами:

  •  жидкотекучесть (способность сплава свободно заполнять литейную форму). Она зависит от температурного интервала кристаллизации, вязкости и поверхностного натяжения расплава, температуры заливки и формы, свойств литейной формы;
  •  усадка (уменьшение размеров при затвердевании и охлаждении). Различают объемную и линейную усадки. Для фасонного литья допустимая усадка – не должна превышать 2,5%;
  •  ликвация (дендритная, объемная, по удельному весу). Это химическая неоднородность состава стали по объему отливки. Стали и сплавы, склонные к ликвации, требуют специальной обработки, уменьшающей ее величину;
  •  склонность к поглощению газов, которые могут быть уменьшены специальными технологиями.

А также требуемыми физическими и эксплуатационными свойствами.

Требования к отливкам:

1) заданная плотность;

2) однородность по химическому составу и структуре;

3) минимальные внутренние напряжения;

4) гладкая и чистая поверхность отливки.

Эти требования можно обеспечить только при правильном использовании законов, обуславливающих процесс кристаллизации сплава и предопределяющих меры, способные предупредить образование в отливке различных дефектов.

Законы теплообмена:

При затвердевании сплавов теплота передается литейной форме через расплав, слой затвердевшего металла, форму и поверхность раздела металл-форма. Все это является тепловыми сопротивлениями и характеризуется коэффициентом теплопроводности λ и коэффициентом теплоотдачи от поверхности тела в окружающую среду α.

Интенсивность процесса теплоотдачи определяется критерием био:

Bi  = α./ (λ / l),

где l – толщина тела;

λ / l – термическая проводимость данного тела, т.е. чем толще стенка, тем хуже проводит тепло.

В теплообмене участвуют две среды: отливка охлаждается (Bi0), а форма нагревается (Biф ).

Литейные формы различают по теплофизическим свойствам.

Объемная песчаная: λ0 /l0 >> α, т.е. отливка охлаждается очень медленно; λф /lф << α, т.е. форма нагревается с большой интенсивностью (λф очень низка, lф  достаточно большая)

Bi0<<1;  Biф>>1.

Скорость затвердевания по толщине отливки неодинакова, значительно меньше в центральной зоне. Закономерности затвердевания отливок справедливы для форм других типов (металлических с теплоизоляционным покрытием, оболочковых керамических).

Тонкостенные водоохлаждаемые металлические формы без покрытия используют для получения тонкостенных отливок. Скорость затвердевания по толщине отливки постоянна.

Законы и условия кристаллизации.

По законам термодинамики: в изолированной системе самопроизвольно протекают только те процессы, которые приводят к уменьшению свободной энергии системы (энергия Гиббса).

При кристаллизации происходит образование зародышей, вырастающих затем в кристаллиты (зерна). Минимальный размер зародыша, обеспечивающий его устойчивость, рост и осуществление процесса кристаллизации, называют критическим (рис.1).

Рисунок 1 - Зависимость изменения свободной энергии расплава от

размера зародышей

В процессе образования зародыша размером rкр происходят увеличение межфазной поверхностной энергии (ΔGS) и уменьшение объемной свободной энергии (ΔGV) расплава за счет появления поверхностей раздела. Общее изменение свободной энергии металла (ΔGобщ) в результате формирования твердой частицы сферической формы радиуса r равно:

ΔGобщ = ΔGV + ΔGS = - (ΔT/Tпл)(4/3)πr3+4πr2γт-ж ,

где L – удельная теплота кристаллизации; ρ – плотность металла; ΔT – степень переохлаждения; Tпл – температура плавления металла; γт-ж – удельная поверхностная (межфазная) свободная энергия на границе твердой и жидкой фаз.

Зародыш может сохраняться лишь при условии уменьшения ΔGобщ (при фиксированном переохлаждении ΔT). Однако при малых размерах частицы это условие не реализуется, поскольку отношение площади поверхности частицы к объему слишком велико. Зародыши же размерами, равными и большими критического (rкр), растут с уменьшением энергии и поэтому способны к существованию. Критический размер зародыша определяется из условия:

d (ΔGобщ) / dr = 0;

rкр = 2 γт-жTпл / (ΔT).

Из последнего уравнения видно, что с уменьшением межфазного натяжения (γт-ж) и увеличением степени переохлаждения критический размер зародыша уменьшается. Процесс зарождения центров кристаллизации количественно оценивается скоростью зарождения центров, т.е. числом центров, возникающих в единице объема (м3)за единицу времени (с).

Рост кристаллов характеризуется скоростью роста (с.р.) линейных размеров кристалла. Однородный металл при его охлаждении ниже температуры плавления находится определенное время в жидком состоянии, но оно является метастабильным (неравновесным). Интервалы метастабильности (ΔT) для процессов зарождения центров и их роста не одинаковы: ΔTс.р. меньше ΔTч.ц. На рисунке 2 приведены зависимости скорости роста кристаллов и числа центров кристаллизации от степени переохлаждения металла.

Экстремальный характер обеих зависимостей обусловлен наличием двух противоположно влияющих на процесс кристаллизации факторов: с одной стороны, с повышением степени переохлаждения (ΔT) разность свободных энергий жидкого и твердого металлов (ΔG) возрастает, что способствует повышению скорости кристаллизации. С другой стороны, для образования и роста кристаллов необходимо диффузионное перемещение атомов в жидком металле, скорость которого уменьшается с понижением температуры металла. В зависимости от степени переохлаждения отношение между (с.р.) и (ч.ц.) изменяется; это приводит к тому, что с увеличением ΔT измельчается зерно металла. В завершение необходимо отметить, что нисходящие ветви кривых (с.р.) и (ч.ц.) характерны для повышения скоростей охлаждения.

Рисунок 2 -  Влияние степени переохлаждения на параметры кристаллизации и структуру металла:

1-скорость роста (с.р.); 2-число центров (ч.ц.)

Последовательность формирования кристаллической структуры сплавов отливок.

Определяется условиями кристаллизации. Выделяют 5 стадий формирования структуры:

1 стадия – в период заливки литейной формы (образование мелких зерен на поверхности с дендритным строением) в условиях интенсивного теплоотвода.

2 стадия (конвекция) – после образования поверхностной твердой корочки затрудняется теплоотвод и  температура t° в расплаве выравнивается. Поверхностная корка может расплавиться частично или полностью.

3 стадия (рост столбчатых кристаллов) – после прекращения конвективного перемешивания расплава повышается его вязкость. Столбчатые кристаллы растут в направлении теплового потока.

4 стадия (образование равноосных зерен в центре) – формирование крупных равноосных зерен в центре отливки. Центр отливки охлаждается быстрее, чем периферия. Интенсивность теплоотдачи понижается, температура выравнивается.

5 стадия – охлаждение твердого сплава до комнатной температуры. Строение слитка представлено на рис.3.

Рисунок 3 - Строение слитка.

а - схема дендрита по Д.К.Чернову: 1,2,3 – оси первого, второго и третьего порядков соответственно; б – зонная структура слитка

 

Типичная структура слитка состоит из трех основных зон: 1) зоны мелких равноосных кристаллов, образующихся при быстром переохлаждении металла, соприкасающегося со стенкой формы; 2) зоны столбчатых кристаллов, ориентированных вдоль направления теплоотвода; 3) зоны равноосных кристаллов больших размеров, причем форма зерна в центре слитка обусловлена слабым влиянием теплоотвода. Усадочная раковина 4 формируется в верхней части слитка. В ней металл, затвердевающий в последнюю очередь, является рыхлым, поскольку пронизан газовыми порами и примесями. Эта дефектная область слитка подлежит отрезке.

Законы усадки (уменьшения объема)

Усадка – свойство сплавов уменьшать объем и линейные размеры при затвердевании и охлаждении.

Различают линейную εлин и объемную εv усадки (в %):

εлин = [(lф-lотл)/ lотл]*100%,

εv =[ (Vф –Vотл )/ Vотл ]*100%,

где lф, lотл,Vф,Vотл – размеры и объемы формы и отливки соответственно.

Линейная усадка – уменьшение линейных размеров отливки при ее охлаждении от температуры, при которой образуется прочная корка, способная противостоять давлению расплавленного металла, до температуры окружающей среды.

Объемная усадка – уменьшение объема сплава при его охлаждении в литейной форме при формировании отливки.

Усадка в отливках проявляется в виде усадочных раковин, пористости, трещин и короблений.

Ликвация

Ликвация – это неоднородность химического состава сплава в различных частях отливки. Развитие химической неоднородности может происходить как в микрообъемах сплава (внутри отдельных дендритов слитка) – внутрикристаллическая (дендритная) ликвация, так и по отдельным его зонам (макрообъемам) – зональная ликвация.

Вывод по 1 вопросу: изучили, что такое отливка. Все сплавы, используемые для литья, должны обладать специальными литейными свойствами. 5 стадий формирования кристаллической структуры сплавов отливок.

Вопрос №2: Технологические основы литейного производства.

Модельное производство:

Литейная форма представляет собой конструкцию, состоящую из элементов, образующих рабочую полость, заполнение которой расплавом обеспечивает получение отливки заданных размеров и конфигурации. Литейные формы подразделяют по количеству заливок на разовые и многократные, по материалу – на песчаные, песчано-цементные, гипсовые, металлические и другие.

Металлические формы из чугуна и стали являются многократными (постоянными), поскольку выдерживают сотни и тысячи заливок.

Песчаные, оболочковые формы со смоляным связующим и формы, изготовленные по выплавляемым моделям, являются разовыми. Разовые литейные формы получают с помощью специальных приспособлений – моделей. Процесс изготовления литейных форм из формовочных смесей называют формовкой. Включает: подготовку оснастки; дозирование смеси; введение ее в рабочую полость оснастки; уплотнение смеси в оснастке; выполнение вентиляционных каналов; вытяжка модели из формы и извлечение стержня; отделка элементов формы, сборки и установка под заливку.

Модельный комплект – это совокупность технологической оснастки и приспособлений, необходимых для образования в форме полости, соответствующей контурам отливки. В модельный комплект включают модели, модельные плиты, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и другие приспособления.

Литейная модель (рис. 4а) – приспособление, при помощи которого в литейной форме получают полость с формой и размерами, близкими к конфигурации получаемой отливки. Литейные модели бывают неразъемными, разъемными, с отъемными частями и другие.

Модельная плита (рис.4б) – металлическая плита с закрепленными на ней моделями и элементами литниковой системы. Ее применят при машинной формовке.

Стержневой ящик (рис. 4в) – приспособление, служащее для изготовления стержней. Бывают цельными, разъемными, вытряхными и другие. Стержень - это элемент литейной формы для образования отверстия или внутренней полости, или сложного контура в отливке.

   

Рисунок 4 - Литейная модель (а), модельная плита (б) и стержневой ящик (в) для корпуса вентиля


Припуск на механическую обработку – слой металла, удаляемый в процессе механической обработки отливки с ее обрабатываемых поверхностей для обеспечения заданной геометрической точности и качества поверхности детали.

Формовочные уклоны служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения и для свободного удаления стержня из стержневого ящика. Уклоны выполняют в направлении извлечения модели из формы.

Модели и стержневые ящики для единичного и серийного производства изготовляют деревянными, а для массового производства – из чугуна, алюминиевых сплавов, пластмассы.

Формовочные и стержневые смеси:

 Формовочные материалы – это совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара. Если глина не обеспечивает необходимых свойств смесей, применяют различные связующие материалы: смолы, олифа, жидкое стекло.  

Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси по характеру использования разделяют на  облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочная  смесь – это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка, глины) и имеют высокие физико-механические свойства.

Наполнительная смесь – это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов. Облицовочные и наполнительные формовочные смеси используют при изготовлении крупных и сложных отливок.

Единая смесь – это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применят при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые смеси приготовляют из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспечить их долговечность.

Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость и т.д.

Огнеупорность – способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием температуры расплавленного металла. Чем крупнее песок, тем меньше в нем примесей и пыли, и чем больше кремнезема, тем более огнеупорная смесь. При низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар – прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

Прочность – способность материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, транспортировании и заливке форм. Прочность формовочной смеси увеличивается с увеличением содержания глины, с уменьшением размеров зерен песка, плотности.

Газопроницаемость – способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси.

Пластичность – способность деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели. Пластичность смеси увеличивается с повышением в ней (до определенного предела) связующих материалов и воды, а также песка с мелкими зернами.

Податливость – способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

Технологические свойства формовочных смесей:

1) текучесть – способность обтекать модели под действием внешних сил или заполнять полости стержневых ящиков;

2)  термохимическая устойчивость – способность смеси не оплавляться и не образовывать химических соединений. Если низкая, то на поверхности формы образуется пригар (смесь окислов);

3) выбиваемость – способность свободно удаляться из отливки после ее охлаждения;

4) гигроскопичность – способность смеси после сушки поглощать влагу из окружающей среды; должна быть минимальной.

Стержневая смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны иметь более высокую огнеупорность, газопроницаемость, податливость, малую газотворную способность, легко выбиваться из отливок и т.д.

Приготовляют формовочные и стержневые смеси перемешиванием компонентов смеси в течение 5-12 минут с последующим их выстаиванием в бункерах. Все операции приготовления смесей – просушка, дробление и просеивание формовочных материалов, отделение металлических включений, подача в смесители компонентов смеси, перемешивание их, разрыхление и подача готовой смеси к формовочным машинам – осуществляются автоматически.

Вывод по 2 вопросу: изучили, что такое модельный комплект и его составляющие. Рассмотрели формовочные и стержневые смеси, свойства, которыми они должны обладать.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 тонн, длиной от нескольких сантиметров до 20 метров, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков).

Возможность получения тонкостенных, сложных по форме или больших по размерам отливок без дефектов предопределяется литейными свойствами сплавов. Наиболее важные литейные свойства: жидкотекучесть, усадка, склонность к образованию трещин, склонность к поглощению газов и образованию газовых раковин и пористости в отливках.

Основные операции изготовления литейных форм: уплотнение формовочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устройство вентиляционных каналов для вывода газов из полости формы, образующихся при заливке; извлечение модели из формы; отделка и сборка форм. По степени механизации различают формовку: ручную и машинную. Ручную применяют для получения одной или нескольких отливок в условиях опытного производства. Машинную формовку применяют для производства отливок в массовом и серийном производствах.

Задание на самоподготовку: 

Составить схему последовательности операций при литье в песчано-глинистые формы.


Цели лекции:

1 Учебные:

- изучить литниковую систему;

- изучить изготовление отливок специальными способами литья.

2 Воспитательные:

- воспитание умений умственной деятельности;

- воспитание сознательного отношения к учебным обязанностям.

3 Развивающие:

-   развитие пространственного мышления;

     - развитие памяти.

Метод занятия: лекция

Время: 80 мин.

Место проведения: лекционный зал

Материальное обеспечение:

Плакаты:

        1 Плакат «Схема технологического процесса получения отливок».

Литература, использованная при подготовке к лекции:

1  Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г.П.Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П.Фетисова. – М.: Высш. шк., 2001. – 638с.: ил

2 Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов/А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общей ред. А.М. Дальского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448с., ил

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1 Организационная часть лекции: принимается рапорт о готовности слушателей к занятию, отмечаются в журнале отсутствующие (время 3-5-мин.);

2 Вступление (5 мин);

Вопросы лекции:

1 Литниково - питающие системы  (20 мин);

2 Литье в оболочковые формы (15 мин);

3 Литье в кокиль (20 мин).

Заключение (3 мин).


ВСТУПЛЕНИЕ

Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяет требованиям современной техники. Поэтому развиваются специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, кокильное, под давлением, центробежное и другие. Эти способы позволяют получать отливки повышенной точности, с малой шероховатостью поверхности, минимальными припусками на механическую обработку, а иногда полностью исключающие ее, обеспечивают высокую производительность труда.  

Литье в оболочковые формы и кокиль мы подробнее рассмотрим в течение лекции. С помощью литья по выплавляемым моделям отливки получают путем заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующими обсыпкой и отверждением.

Литьем под давлением получают отливки в металлических формах, при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением. Изготовляют отливки на машинах литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования.

При центробежном литье  сплав заливают во вращающиеся формы. Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.

Вопрос №1: Литниково – питающие системы.

Литниковая система представляет собой систему каналов и элементов литейной формы, обеспечивающих подвод расплавленного металла в полость формы и ее заполнение, а также питание отливки при затвердевании (рис. 1).

Рисунок 1 - Отливка с литниковой системой: 1 – литниковая чаша; 2 – стояк; 3- питатели; 4 – шлакоуловитель; 5 – прибыль; 6 – отливка; 7 – выпор.

 Шлакоуловитель – элемент литниковой системы, канал в плоскости разъема литейной формы. Предназначен для задержки шлака и других неметаллических включений и для подачи металла к питателям.

К литниковой системе относят также выпоры и прибыли. Выпор предназначен для вывода газов и всплывающих шлаков из полости формы: он же сигнализирует о конце заливки появлением избытка металла. Прибыли компенсируют усадку отливки, поэтому их располагают над массивными частями отливки. При этом конфигурацию и размеры прибылей подбирают таким образом, чтобы процесс кристаллизации отливки завершался именно в них.

Условия эффективности прибылей:

1) прибыль должна затвердевать после отливки или питаемого термического узла;

2) запас жидкого металла в прибыли должен быть достаточным для питания отливки;

3) форма прибыли и ее расположение должны обеспечить свободный доступ жидкого металла к отливке;

4) размеры и масса прибыли должны быть минимальными.

Последовательность операций изготовления отливки

1 Окраска и сборка форм:

Для уменьшения физико-химического воздействия между жидким металлом и формовочной смесью для получения более чистой поверхности отливки, поверхность формы и стержня покрывают специальными высокотемпературными присыпками и красками. Краски содержат в себе: огнеупорный наполнитель – мелкоизмельченный кварцевый песок; связующие – жидкое стекло; дисперсную среду – бензин, ацетон, спирт.

После окраски обе полуформы и стержни подвергают сборке. Для этого в нижнюю опоку устанавливают стержни. Затем ставят верхнюю опоку и скрепляют с нижней специальными замками.

2 Заливка:

Заливка литейных форм – процесс заполнения полости литейной формы расплавленным металлом из чайниковых, барабанных и других ковшей. Ковш с расплавленным металлом от плавильных печей к месту разливки перевозят мостовым краном или по монорельсовому пути.

Важное значение при заливке форм имеет выбор температуры заливки расплавленного металла. При повышенной температуре заливки возрастает жидкотекучесть металла, улучшается  питание отливок, но горячий металл более газонасыщен, сильнее окисляется, вызывает пригар на поверхности отливки. В то время как низкая температура заливки увеличивает опасность незаполнения полости формы, захвата воздуха, ухудшается питание отливки. Заливка производится при температуре металла на 30-100°C выше температуры плавления.

3 Охлаждение:

Охлаждение отливок в литейных формах после заливки продолжается до температуры выбивки. Небольшие тонкостенные отливки охлаждаются в форме несколько минут, а толстостенные (массой 50-60 т) – в течение нескольких суток и даже недель.

4 Выбивка:

После заливки металла, его охлаждения и затвердевания производят выбивку отливки (процесс удаления затвердевших и охлажденных до определенной температуры отливок из литейной формы, при этом литейная форма разрушается). Выбивка отливок осуществляют на различных выбивных установках. Отработанная формовочная смесь поступает в специальные формовочные участки для регенерации и последующего использования.

5 Обрубка:

Выбитые из формы отливки  подвергают обрубке (процесс удаления с отливки прибылей, литников, выпоров и заливов по месту сопряжения полуформ). Обрубку производят пневматическими зубилами, ленточными и дисковыми пилами, газовой резкой и на прессах. Литники от чугунных отливок отбивают молотками сразу же после выбивки из форм перед удалением стержней. Литники и прибыли от стальных отливок отрезают газовой или плазменной резкой. Ленточные и дисковые пилы используют для обрубки отливок из алюминиевых, магниевых, медных сплавов. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки прибылей, выпоров и литников. Зачистку выполняют маятниковыми и стационарными шлифовальными кругами, пневматическими зубилами, газоплазменной обработкой и другими способами.

6 Очистка:

После этого происходит очистка отливок (процесс удаления пригара, остатков формовочной и стержневой смеси с наружных и внутренних поверхностей отливок). Ее осуществляют в галтовочных барабанах периодического или непрерывного действия, в гидропескоструйных и дробеметных камерах, химической или электрохимической обработкой и другими способами.

После всего этого отливка проходит термическую обработку, контроль качества металла и поступает в механические цеха на дальнейшую обработку.

Вывод по 1 вопросу: рассмотрели литниковую систему. Изучили сборку и заливку литейных форм, охлаждение, выбивку и очистку отливок. Для литья в песчаные формы характерны следующие виды дефектов: газовые и усадочные раковины, «холодные» и «горячие» трещины (в зависимости от температурных интервалов их образования), заливы, недоливы, перекосы (искажение формы и размеров отливки из-за смещения полуформ), разностенность (из-за смещения стержней), коробление отливок.

Вопрос №2: Литье в оболочковые формы.

Литье в оболочковые формы – это способ получения отливок свободной заливкой расплава в оболочковые формы из термореактивных смесей.  Оболочковые формы отличаются высоким комплексом технологических свойств: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью.

Оболочковые формы изготавливают из формовочных песчано-смоляных смесей с термопластичными или термореактивными связующими смолами. Если смола в смеси находится в порошкообразном состоянии, то такую формовочную смесь называют неплакированной, а если зерна песка покрыты сплошной тонкой пленкой смолы, то смесь будет плакированной. Формовочная смесь содержит наполнитель – мелкозернистый кварцевый песок – 100%: связующее – пульвербакелит (фенолформальдегидная смола с добавками уротропина) – 6-7%; увлажнитель (керосин, глицерин) – 0,2-0,5%; растворитель (ацетон, этиловый спирт) – до 1,5%.

Оболочковые формы получают с помощью нагретых металлических моделей, изготавливаемых из серого чугуна, стали и алюминиевых сплавов. Каждая из форм состоит из двух соединенных оболочковых полуформ. Толщины оболочек для мелких и среднего размера отливок колеблются соответственно в пределах 8-10 и 12-15 мм. Технология изготовления оболочек включает в себя следующие операции:

1 Нагрев модельной оснастки до 200-250°C.

2 Нанесение на рабочую поверхность модельной оснастки (пульверизатором) разделительного состава – быстро затвердевающей силиконовой жидкости, образующей при этом разделительную пленку, которая предотвращает прилипание к оснастке формовочной смеси и тем самым упрощает последующее отделение оболочки от модели.

3 Нанесение песчано-смоляной смеси на модельную оснастку.

4 Формирование и отверждение оболочки необходимой толщины.

5 Съем оболочковой полуформы после ее изготовления с модели осуществляется с помощью толкателей.

Способом литья в оболочковые формы получают отливки массой от 0,2 до 200 кг практически из любых литейных сплавов. Этим способом изготавливают ребристые мотоциклетные цилиндры, коленчатые валы автомобильных двигателей.

Преимущества способа литья в оболочковые формы: возможность получения тонкостенных отливок; небольшой расход смеси; качественная структура металла за счет повышенной газопроницаемости форм; широкая возможность автоматизации; небольшие допуски на обработку резанием.

Недостатки: ограниченный размер отливок (до 1500 мм); высокая стоимость смесей; выделение вредных паров и газов из смесей при изготовлении форм.

Вывод по 2 вопросу: изучили способ литья в оболочковые формы, который используется в крупносерийном и массовом производствах; его достоинства и недостатки.

Вопрос №3: Литье в кокиль.

Кокильным литьем называют процесс получения отливок посредством свободной заливки расплавленного металла в многократно используемые металлические формы – кокили.

Многократность использования формы обусловлена, главным образом, материалом отливки. С помощью одной формы (или большей части ее элементов) кокильным литьем получают до 500 мелких стальных, 5000 чугунных или десятки тысяч алюминиевых отливок. Отдельные элементы кокиля (в первую очередь – стержни, оформляющие внутренние полости отливки) могут изготавливаться как из металла, так и из стержневой смеси; в последнем случае они предназначены лишь для разового использования. Металлические стержни сложной формы целесообразно делать разборными.

При конструировании кокилей необходимо обеспечить их технологичность, в которую включаются следующие требования:

1) наличие минимально необходимого числа разъемов и стержней;

2) использование стандартных и унифицированных деталей;

3) конструктивное обеспечение быстрого удаления из рабочей полости кокиля газов посредством различных вентиляционных каналов;

4) легкое удаление из кокиля отливок и металлических стержней, а также сменных элементов кокиля;

5) наличие элементов для естественного и искусственного охлаждения;

6) включение в конструкцию кокиля (или стержня) элементов литниковой системы для обеспечения разливки расплава;

7) обеспечение (за счет центрирующих штырей, отверстий, фиксирующих шпонок) четкой сборки (без перекоса) при смыкании подвижных частей кокиля;

8) конструктивное обеспечение регулируемого теплоотвода за счет использования многослойных кокилей, стенки которых состоят из двух (или более) слоев с разным составом, структурой и теплопроводностью.

Технологический процесс кокильного литья требует специальной подготовки кокиля к заливке и включает следующие операции:

1 очистку рабочей поверхности кокиля от остатков отработанного покрытия, загрязнений и ржавчины;

2 нанесение на предварительно подогретые до 100-150°C рабочие поверхности кокиля специальных теплоизоляционных слоев и противопригарных красок, одновременно повышающих качество поверхности отливок;

3 нагрев кокиля до оптимальной (для каждого сплава своей) температуры в пределах 115-475°C в целях повышения заполняемости формы расплавом и тем самым улучшения качества отливок;

4 сборку формы, состоящую из простановки стержней и соединения металлических полуформ;

5 заливку расплава в форму;

6 охлаждение отливок до установленной температуры;

7 разборку кокиля с извлечением отливки.

Металлический стержень извлекается из отливки до ее удаления из кокиля. Для удаления воздуха и газов из рабочих полостей кокилей широко используют естественные зазоры между элементами формы – разъемные и неразъемные стыки деталей кокиля. По этим стыкам устраивают газоотводные (вентиляционные) каналы глубиной 0,2-0,5 мм, выполняя их в виде рисок-насечек или тонких щелей. Глубокие полости вентилируются через специально устанавливаемые в стенках кокиля вентиляционные пробки и игольчатые вставки (пакеты иголок, запрессованные в сквозные отверстия формы), имеющие газоотводные зазоры.

Все операции технологического процесса литья в кокиль механизированы и автоматизированы. Используют однопозиционные и многопозиционные автоматические кокильные машины и автоматические кокильные линии изготовления отливок.

При литье в кокиль сокращается расход формовочной и стержневой смесей. Затвердевание отливок происходит в условиях интенсивного отвода теплоты от залитого металла, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаные формы. Кокильные отливки имеют высокую геометрическую точность размеров и малую шероховатость поверхности, что снижает припуски на механическую обработку вдвое по сравнению с литьем в песчаные формы. Этот способ литья высокопроизводителен.

Недостатки кокильного литья: высокая трудоемкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных по конфигурации отливок.

Вывод по 3 вопросу: Полости в отливках оформляют песчаными, оболочковыми и металлическими стержнями.  Изучили кокильное литье, процесс подготовки кокиля к заливке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Литье в оболочковые формы обеспечивает высокую геометрическую точность отливок, т.к. формовочная смесь, обладая высокой подвижностью, дает возможность получать четкий отпечаток модели. Точность отпечатка не нарушается потому, что оболочка снимается с модели без расталкивания. Повышенная точность формы позволяет в 2 раза снизить припуски на механическую обработку отливок. Применяя мелкозернистый кварцевый песок для форм, можно снизить шероховатость поверхности отливок. Высокая прочность оболочек позволяет изготовлять формы тонкостенными, что значительно сокращает расход формовочных материалов. В оболочковых формах изготовляют отливки с толщиной стенки 3-15 мм и массой 0,25-100 кг для автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин из чугуна, углеродистых сталей, сплавов цветных металлов.

Кокильным литьем получают в основном отливки из сплавов на основе меди, алюминия, магния, а также из стали и чугуна массой до 2000 кг.

Задание на самоподготовку:

 Рассмотреть основы и принципы специальных видов литья.


Цели лекции:

1Учебные:

- изучить процесс обработки металлов давлением;

- изучить различные виды обработки металлов давлением.

2 Воспитательные:

- воспитание умений умственной деятельности;

- воспитание сознательного отношения к учебным обязанностям.

3 Развивающие:

-   развитие пространственного мышления;

         - развитие памяти.

Метод занятия: лекция

Время: 80 мин.

Место проведения: лекционный зал

Материальное обеспечение:

Плакаты:

   1 Плакат «Виды обработки металлов давлением»;

Литература, использованная при подготовке к лекции:

1  Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г.П.Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П.Фетисова. – М.: Высш. шк., 2001. – 638с.: ил

2 Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов/А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общей ред. А.М. Дальского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448с., ил

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1 Организационная часть лекции: принимается рапорт о готовности слушателей к занятию, отмечаются в журнале отсутствующие (время 3-5-мин.);

2 Вступление (5 мин);

Вопросы лекции:

1 Прокатное производство  (15 мин);

2 Волочение (15 мин);

3 Прессование (10 мин);

4 Производство бесшовных и сварных труб (10 мин);

5 Объемная и листовая штамповка (15 мин).

Заключение (3 мин).


ВСТУПЛЕНИЕ

Процесс обработки металлов давлением – это придание материалу требуемой формы, размеров, физико-механических свойств без нарушения его сплошности путем пластической деформации. Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на величины, большие межатомных расстояний, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.

Обработкой давлением могут быть получены заготовки или детали из материалов, обладающих пластичностью, т.е. способностью необратимо деформироваться без разрушения под действием внешних сил. Нарушение сплошности строения материала деформируемой заготовки в большинстве случаев недопустимо и приводит к браку.

Рисунок 1 - Схемы основных видов обработки металлов давлением

Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на два вида:

1) для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей только обработкой резанием или с использованием предварительного пластического формоизменения. Основными разновидностями таких процессов являются прокатка (рис.1а), прессование (рис. 1б) и волочение (рис.1в).

2) для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближенно формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получения поверхности заданного качества. Основными разновидностями таких процессов являются ковка (рис. 1г) и штамповка (рис.1д).

Вопрос №1: Прокатное производство.

Прокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. При прокатке металл пластически деформируется вращающимися валками. Взаимное расположение валков и заготовки, форма и число валков могут быть различными. Выделяют три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.

При продольной прокатке (рис. 2а) заготовка 2 деформируется между двумя валками 1, вращающимися в разные стороны, и перемещается перпендикулярно к осям валков.

При поперечной прокатке (рис. 2б) валки 1, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке 2 и деформируют ее.

При поперчно-винтовой прокатке (рис. 2в) валки 1 расположены под углом и сообщают заготовке 2 при деформировании вращательное и поступательное движения.

Рисунок 2 - Схема основных видов прокатки

Для нормального протекания процесса, особенно для его начала в период захвата, необходима определенная величина сил трения. Со стороны валков на заготовку действуют нормальные силы N и сила трения T. Для соблюдения условий захвата и перемещения заготовки в направлении прокатки необходимо, чтобы Nsinα < Tcosα. Угол α, при котором это условие выполняется, называется углом захвата. Выразив силу трения как T=fN,  где f – коэффициент трения, и подставив в формулу условия захвата, получим sinα< cosα или f > tgα, т.е. для обеспечения захвата заготовки валками необходимо, чтобы тангенс угла захвата был меньше коэффициента трения.

При горячей прокатке стали гладкими валками угол захвата равен 15-24°, при холодной – 5-8°.

Таким образом, степень обжатия заготовки при прокатке в значительной степени определяется углом захвата или коэффициентом трения между валками и заготовкой. Для его увеличения часто на поверхность валков наносят риски, рифления, специальные наплавочные валики, повышая тем самым допустимую величину абсолютного обжатия.

Инструментом прокатки являются валки, которые могут быть гладкими для проката листов, полос либо с фигурными вырезами – ручьями. Совокупность соответствующих вырезов в верхнем и нижнем валках образует калибр. Пара валков обычно имеет несколько калибров.

Форму поперечного сечения продукции, получаемой при прокатке, называют профилем. Совокупность форм и размеров профилей, получаемых прокаткой, называют сортаментом. 

Рисунок 3 - Разновидности профилей проката

Хотя сортамент прокатных изделий весьма обширен, все же представляется возможным весь прокат разбить на следующие основные четыре группы: сортовой, листовой, трубы, специальные виды проката (бандажи, колеса, периодические профили и пр.). Наиболее разнообразной является группа сортового проката, который подразделяется на простые и фасонные профили. Прокат в виде круга, квадрата, полос плоского сечения относится к простым профилям. Прокат сложного поперечного сечения относится к фасонным профилям. В зависимости от назначения фасонные профили подразделяются на профили общего или массового потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки, шестигранные профили и др.) и профили специального назначения (рельсы железнодорожные широкой и узкой колеи, рельсы трамвайные, профили сельскохозяйственного машиностроения, электропромышленности, нефтяной промышленности и др.). В прокатных цехах производят более 1600 размеров простых профилей, более 1100 фасонных профилей общего потребления и примерно 1350 размеров профилей специального назначения.

Весь сортовой прокат подразделяется на четыре группы: сталь крупносортная, сред несортная, мелкосортная и катанка диаметром от 5,5 до 9 мм.

К основным  технологическим операциям любой технологической схемы производства проката следует отнести: подготовку исходных материалов; нагрев перед прокаткой (кроме холодной прокатки, когда, однако, часто требуется другая операция — соответствующая термическая обработка); горячую и холодную прокатку; калибровку и производство гнутых профилей; отделку с операциями резки, правки, термической обработки, удаления поверхностных дефектов, травления и пр.

Вывод по 1 вопросу: изучили прокатное производство, рассмотрели виды прокатки (продольная, поперечная и поперечно-винтовая).

Вопрос №2: Волочение.

Волочение металла  — это процесс протягивания прутка через отверстие, размеры которого меньше, чем исходные размеры прутка. При этом длина прутка увеличивается, а поперечное сечение приобретает форму отверстия с одновременным уменьшением поперечного сечения. Волочение выполняется тяговым усилием, приложенным к переднему концу обрабатываемой заготовки. Волочение производят в холодном состоянии. Данным способом получают проволоку всех видов, прутки с высокой точностью поперечных размеров и трубы разнообразных сечений.

Основной инструмент при волочении сплошных профилей – волоки различной конструкции, а при волочении полых профилей – волоки и оправки к ним. Волочение осуществляют на волочильных станах, состоящих из тянущего устройства и волочильного инструмента.

Обработка металла волочением находит широкое применение в металлургической, кабельной и машиностроительной промышленности. Волочением получают проволоку с минимальным диаметром 0,002 мм, прутки диаметром до 100 мм, причем не только круглого сечения, трубы главным образом небольшого диаметра и с тонкой стенкой. Волочением обрабатывают стали разнообразного химического состава, прецизионные сплавы, а также практически все цветные металлы (золото, серебро, медь, алюминий, и др.) и их сплавы. Изделия, полученные волочением, обладают высоким качеством поверхности и высокой точностью размеров поперечного сечения. Если изделию требуется придать в основном эти характеристики, то такой вид обработки называют калибровкой.

Волочение выгодно отличается от механической обработки металла резанием (строганием), фрезерованием, обточкой и прочее, т. к. при этом отсутствуют отходы металла в виде стружки, а сам процесс заметно производительнее и менее трудоемок.

Волочением можно изготовлять полые и сплошные изделия часто сложного поперечного сечения, производство которых другими способами не всегда представляется возможным (например, тонкие изделия, прутки значительной длины).

При волочении ряда профилей (квадратный, треугольный, шестиугольный) используют составные волоки, которые отличаются высокой универсальностью, т. к. в одной и той же волоке, меняя профиль отверстия соответствующей перестановкой отдельных пластин, можно получать различные размеры профиля. Кроме составных волок при производстве прутков и главным образом труб применяют шариковые и роликовые волоки. При получении профилей сложной формы применяют дисковые волоки, в которых рабочие поверхности волочильного канала образуются поверхностями свободно вращающихся дисков (неприводных валков-роликов).

В качестве исходного материала для волочения применяют катаную и прессованную заготовки. При производстве алюминиевой, медной и другой проволоки в качестве исходной заготовки используют катанку, получаемую непосредственно из плавильной печи через кристаллизатор и непрерывный прокатный стан. Независимо от способа получения исходная заготовка перед волочением проходит тщательную предварительную подготовку, которая заключается в проведении того или иного вида термической обработки, удалении окалины и подготовке поверхности для закрепления и удержания на ней смазки в процессе волочения. Эти предварительные операции обеспечивают нормальное выполнение пластической деформации в волочильном отверстии, способствуют получению высокого качества поверхности изделия, уменьшают усилие и энергию на волочение и снижают износ волочильного инструмента.

Термическая обработка металла перед волочением снимает наклеп, придает металлу необходимые пластические свойства, обеспечивает получение наиболее оптимальной структуры. Поэтому термическую обработку выбирают такой, чтобы в сочетании с пластической деформацией она обеспечивала максимальные механические и другие характеристики обрабатываемого изделия. В процессе получения готового изделия волочением термическую обработку для снятия наклепа и улучшения структуры металла можно выполнять несколько раз в зависимости от размеров исходного и конечного продуктов обработки и окончательных его качественных показателей. Готовый продукт тоже можно подвергать окончательной термической обработке в целях придания металлу требуемых механических свойств и структуры.

При производстве проволоки и прутков волочением большое внимание уделяют подготовке поверхности продукта обработки перед волочением. Удаление окалины в калибровочных и волочильных цехах производят механическим, химическим и электрохимическим способами, а также комбинациями этих способов.

Все операции по подготовке поверхности металла к волочению выполняют в специальном изолированном помещении. Для травления и обработки поверхности проволоки и прутков существуют травильные машины периодического и непрерывного действия. Обработка в машинах непрерывного действия обеспечивает быстрое и равномерное травление изделий любых сечений. Этот способ является наиболее прогрессивным, так как в непрерывном процессе можно сочетать термическую обработку, удаление окалины и нанесение подсмазочного слоя. Такая поточная обработка обеспечивает полную автоматизацию процесса, повышает качество металла, снижает трудоемкость операций.

После процесса волочения прутки помимо термической обработки во многих случаях правят, шлифуют, полируют и в зависимости от назначения наносят на них защитные покрытия, например, цинкованием, лужением, хромированием, кадмированием, алитированием, лакировкой и др. Правку обычно выполняют на роликоправильных машинах, которые устанавливают или в потоке производства, или отдельно. Шлифовка поверхности калиброванных прутков на глубину до 0,15...0,30 мм используется для удаления поверхностных дефектов, снятия обезуглероженного слоя, придания точных размеров поперечному сечению прутка и др.

Вывод по 2 вопросу: изучили обработку металла волочением. Изделия, полученные волочением, обладают высоким качеством поверхности и высокой точностью размеров поперечного сечения.

Вопрос №3: Прессование.

Прессование металла — это процесс выдавливания металла из контейнера через одно или несколько отверстий в матрице с площадью меньшей, чем поперечное сечение исходной заготовки. При прессовании реализуется одна из самых благоприятных схем нагружения, обеспечивающая максимальную пластичность - всестороннее неравномерное сжатие.

Этот способ пластической обработки находит широкое применение при деформировании как в горячем, так и в холодном состоянии металлов, имеющих не только высокую податливость, но и обладающих значительной природной жесткостью, а также в одинаковой мере применим для обработки металлических порошков и неметаллических материалов (пластмасс и др.).

Прессованием изготовляют прутки диаметром З...250 мм, трубы диаметром 20...400 мм при толщине стенки 1,5...12 мм, полые профили с несколькими каналами сложного сечения, с наружными и внутренними ребрами, разнообразные профили с постоянным и изменяющимся (плавно или ступенчато) сечением по длине. Профили для изготовления деталей машин, несущих конструкций и других изделий, получаемые прессованием, часто оказываются более экономичными, чем изготовляемые прокаткой, штамповкой или отливкой с последующей механической обработкой. Кроме того, прессованием получают изделия весьма сложной конфигурации, что исключается при других способах пластической обработки.

Основным признаком разновидностей процесса прессования является наличие или отсутствие поступательного перемещения металла относительно стенок приемника (контейнера), за исключением небольших участков вблизи матрицы, называемых мертвыми зонами, где перемещение металла отсутствует. Прессование может выполняться двумя методами – прямым и обратным. При прямом методе (рис. 4а) заготовку 1 помещают в полость контейнера 2 и с помощью мощного пресса через пуансон 3 и пресс-шайбу 4 выдавливают нагретый или холодный металл через отверстие в матрице 5, укрепленной в матрице-держателе 6.

Рисунок 4 - Схемы прессования прямого (а), обратного (б) и получение пустотелого профиля на примере трубы

При обратном прессовании (рис.4б) давление пресса передается через полный пуансон 3 с смонтированной внутри его матрицей 5. Таким образом, металл заготовки 1 течет навстречу движению пуансона.

К основным преимуществам прессования металла относятся: возможность успешной пластической обработки с высокими вытяжками (в том числе малопластичных металлов и сплавов); возможность получения практически любого поперечного сечения изделия, что при обработке металла другими способами не всегда удается; универсальность применяемого оборудования, позволяющего легко переходить на производство профилей различных конфигураций; производство изделий с высокими качеством поверхности и точностью размеров поперечного сечения, что во многих случаях превышает принятую точность при пластической обработке металла другими способами (например, при прокатке).

К недостаткам получения изделий прессованием следует отнести: повышенный расход металла на единицу, изделия из-за существенных потерь в виде пресс-остатка; появление в некоторых случаях заметной неравномерности механических и других свойств по длине и поперечному сечению изделия; сравнительно высокую стоимость прессового инструмента.

Процесс прессования выполняется в условиях неравномерного всестороннего сжатия металла, что положительно сказывается на увеличении его пластичности. Поэтому прессованием можно обрабатывать металлы и сплавы с низкой природной пластичностью. Однако трехосное сжатие вызывает необходимость значительных усилий при обработке. Поэтому прессование требует повышенного расхода энергии на единицу объема деформируемого тела. В качестве силового агрегата для прессования наибольшее распространение получили гидравлические прессы с усилием прессования 1000-1500 т. Они не боятся перегрузки, позволяют регулировать в широких пределах скорость перемещения силового плунжера, легко автоматизируются, в том числе с помощью систем программного управления.

Силовые условия прессования определяются свойствами деформируемого металла, температурным режимом, размерами заготовки, скоростью и степенью деформации, значением контактного трения, геометрией инструмента и др. К сожалению, еще не разработана методика, позволяющая связать все эти факторы в математическую зависимость для определения усилий прессования. Поэтому приходится пользоваться методами расчета, лишь приближенно отражающими условия деформации.

Вывод по 3 вопросу: изучили прессование металла и его виды. С помощью этого способа можно обрабатывать металл, имеющий не только высокую податливость, но и обладающий значительной природной жесткостью.

Вопрос №4: Производство бесшовных и сварных труб.

Трубы подразделяют на бесшовные и сварные. Бесшовные трубы прокатывают диаметром 30-650 мм с толщиной стенки от 2 до 160 мм, сварные – диаметром от 5 до 2500 мм. Материалом для производства труб могут быть как углеродистые, так и легированные стали, цветные металлы. В качестве заготовки для производства бесшовных труб применяют круглые или граненые слитки, а также круглые катаные прутки большого диаметра. Основной операцией является прошивка заготовки, т.н. получение в заготовке сквозного отверстия. Перед прошивкой заготовку нагревают в методической печи до температуры горячей обработки давлением и направляют на прошивочный стан с двумя бочкообразными валками, оси которых расположены под углом 10-15° друг к другу. Таким образом, при прошивке отверстия используется принцип поперечно-винтовой прокатки. В результате вращательно-поступательного движения заготовки при достаточно большой степени обжатия в центре заготовки возникают весьма значительные радиальные растягивающие напряжения, вызывающие течение металла от центра к периферии. Металл в центре доводится до состояния разрыхления, и заготовка легко прошивается неподвижным прошвинем, надвигаясь на него в результате поступательного движения заготовки. Прокатка производится несколько раз; каждый раз трубы вместе с оправкой поворачиваются в валках на 90°. Способ позволяет получать трубы диаметром 57-426 мм с толщиной стенки 3-30 мм.

Значительно больший диапазон возможностей при прокатке гильз на пилигримных станах: диаметр трубы 48-605 мм при толщине стенок 225-50 мм. Рабочие валки стана имеют ручьи переменной ширины и высоты по окружности, т.е. имеют рабочую часть, где они образуют калибр, размер которого соответствует требуемому диаметру трубы, и холостую, где эти размеры существенно больше.

Прокаткой на непрерывном трубопрокатном стане получают трубы диаметром 29-108 мм и толщиной стенки 8-12 мм.

Сварные трубы из низкоуглеродистых и низколегированных сталей изготавливают из прокатных полос, называемых штрипсами, или листов, ширина которых равна длине диаметра (или половине диаметра трубы). Процесс производства трубы включает в себя формовку плоской заготовки в трубу, сварку (печную, электрическую, газовую), правку, калибровку.

Печной сваркой получают трубы небольшого диаметра до 10-114 мм и толщиной 2-5 мм из низкоуглеродистой стали. Процесс включает в себя нагрев полос в газовой печи до 1300-1350°C, формовку нагретого участка в сварочной воронке и обжатие со значительной пластической деформацией.

Большое распространение при производстве труб большого диаметра для магистральных трубопроводов получил способ с применением электросварки под флюсом.

Производят сварные трубы с прямыми и спиральными швами. По первой технологии из листа формируют трубную заготовку, затем ее сваривают с наложением наружного и внутреннего швов. При производстве труб со спиральным швом в качестве исходной заготовки используют ленту, которую сворачивают по спирали в трубу нужного диаметра и затем сваривают по кромке наружным и внутренним швами. Прочность, а главное надежность, труб со спиральным швом выше, чем с прямым.

Вывод по 4 вопросу: изучили операции для производства бесшовных и сварных труб.

Вопрос №5: Объемная и листовая штамповка.

Объемная штамповка – вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки осуществляется пластическим деформированием заготовки в специальном инструменте – штампе. Полости в верхней и нижней частях штампа называют ручьями штампа.

Течение металла в штампе ограничивается поверхностями полости штампа, и в конечный момент штамповки при смыкании они образуют единую замкнутую полость, соответствующую по конфигурации штамповке.

Исходным материалом для горячей объемной штамповки служат прокатанные или прессованные прутки круглого, квадратного или прямоугольного сечения, а также периодический прокат. Штамповку можно вести непосредственно от прутка с последующим отделением его от штампованной части, однако чаще предварительно от прутка отрезают мерные куски. Штамповке подвергают чаще всего углеродистые или низколегированные стали, реже цветные металлы и сплавы. Основными достоинствами горячей объемной штамповки являются: высокая производительность (до сотен поковок в час); меньшие припуски и допуски, чем при ковке (это приводит к упрощению механической обработки и снижению ее трудоемкости); квалификация штамповщика может быть существенно меньшей, чем кузнеца.

Но для горячей объемной штамповки требуются значительно большие усилия, чем при ковке однотипных деталей. Это связано с тем, что при штамповке течение металла затруднено трением о стенки ручья и тем, что деформации одновременно подвергаются большие объемы заготовки.

Процесс штамповки выполняется в зависимости от вида поковки, рода материала и характера производства на установках различного вида. Наиболее широкое распространение получила штамповка на молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах и другом оборудовании.

Молоты представляют собой машины динамического действия на обрабатываемый металл и чаще всего характеризуются массой падающих частей.

В зависимости от типа штампа горячую объемную штамповку подразделяют на штамповку в открытых штампах, штамповку в закрытых штампах и в штампах для выдавливания.

Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования незамкнута. В течение всего процесса деформирования между верхним и нижним штампами существует переменный зазор, который постепенно уменьшается.

Штамповка в закрытых штампах: деформация заготовки осуществляется в закрытой полости штампа, весь объем металла, находящегося в полости штампа, идет на формообразование поковки и ее формирование происходит без вытекания металла в заусенец.

Штамповка выдавливанием характеризуется тем, что позволяет изготовлять поковки из малопластичных высокопрочных сталей и производить обработку с наименьшими отходами металла.

К листовой штамповке относятся методы получения деталей и изделий, для которых в качестве исходной заготовки используют листовой материал, трубные заготовки, катаные и гнутые профили.

Листовую штамповку осуществляют как в холодном, так и подогретом состоянии. Горячей листовой штамповкой получают крупногабаритные детали паровых и гидравлических турбин большой мощности, детали прессов, прокатных станов и другие.

Широкое применение листовой штамповки обусловлено рядом достоинств, которыми обладает данный способ:

1) малую металлоемкость изделий;

2) высокую точность штампуемых изделий;

3) хорошее качество поверхности, что позволяет полностью исключить или совсем свести к минимуму обработку поверхности;

4) высокую производительность;

5) простоту механизации и автоматизации процессов листовой штамповки;

6) приспособляемость к условиям производства (рентабельность в условиях как мелкосерийного, так и массового производства);

7) малоотходность;

8) возможность получения различных и оптимальных механических свойств в различных участках деталей, получаемых штамповкой.

Все операции листовой штамповки можно объединить в две группы: разделительные и формоизменяющие.

При выполнении разделительных операций деформирование заготовки происходит вплоть до разрушения.

В отличие от разделительных, при формоизменяющих операциях во избежание разрушения заготовки  избегают максимальной локализации пластической деформации. Наиболее широко применяющиеся формообразующие операции листовой штамповки – гибка (изменение направления оси заготовки) и вытяжка (превращение плоской заготовки в полое изделие).

Вывод по 5 вопросу: изучили объемную и листовую штамповки, выделили достоинства и недостатки. Выяснили, что является исходным материалом и для той, и для другой штамповок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Формообразование обработкой давлением основано на способности заготовок и других материалов изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. На лекции были рассмотрены виды сварки, основные и специальные способы сварки.

Напряженное состояние характеризуется схемой главных напряжений в малом объеме, выделенном в деформируемом теле. Прессование, прокатка, горячая объемная штамповка, ковка характеризуются всесторонним неравномерным сжатием. Эта схема нагружения более благоприятна с точки зрения достижения максимальной степени пластической деформации. При листовой штамповке и волочении реализуется схема двустороннего сжатия с растяжением.

Различные металлы и их расплавы имеют различные показатели пластичности и неодинаково сопротивляются пластическому деформированию. Однако всегда чистые металлы имеют большую пластичность, чем их твердые растворы, а однофазные структуры более пластичны, чем двухфазные, особенно если эти фазы отличаются по своим механическим характеристикам.

Задание на самоподготовку:

 Самостоятельно сравнить экономические показатели различных видов обработки металлов давлением.

Цели лекции:

1 Учебные:

- изучить характеристику сварочного производства;

- изучить особенности электродуговой сварки;

- изучить специальные способы электросварки.

2 Воспитательные:

- воспитание умений умственной деятельности;

- воспитание сознательного отношения к учебным обязанностям.

3 Развивающие:

-   развитие пространственного мышления;

         - развитие памяти.

Метод занятия: лекция

Время: 80 мин.

Место проведения: лекционный зал

Материальное обеспечение:

Плакаты:

   1 Плакат «Классификация видов сварки».

Литература, использованная при подготовке к лекции:

1  Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г.П.Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П.Фетисова. – М.: Высш. шк., 2001. – 638с.: ил

2 Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов/А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общей ред. А.М. Дальского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448с., ил

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Организационная часть лекции: принимается рапорт о готовности слушателей к занятию, отмечаются в журнале отсутствующие (время 3-5-мин.)

2. Вступление (5 мин)

Вопросы лекции:

1. Виды сварки, особенности каждого класса (10 мин);

2. Особенности электродуговой сварки (20 мин);

3. Специальные способы электросварки (15 мин);

4. Пайка (15 мин).

Заключение (3 мин).


ВСТУПЛЕНИЕ

Сварка – это технологический процесс получения неразъемных монолитных соединений материалов. Физическая сущность – установление непрерывной структурной связи, т.е. общей кристаллической решетки. Зона между соединенными материалами называется сварным швом.

Свариваемость – технологическое свойство материалов образовывать в процессе сварки соединения, отвечающие конструкционным и эксплуатационным требованиям к ним. Свариваемость оценивают установлением степени соответствия заданных свойств сварного шва со свойствами основного металла (предел прочности, текучести, пластичность, сопротивление хрупкому разрушению). Кроме того, оценивают склонность к образованию сварочных дефектов: трещины, поры, шлаковые включения.

Необходимые для осуществления процесса сварки условия:

1) физический контакт свариваемых материалов;

2) электронное взаимодействие между поверхностями, в результате которого устанавливаются межатомные связи.

На рис. 1а показано, каким образом изменяются межатомные силы взаимодействия (притяжения и отталкивания), а также потенциальная энергия по мере сближения атомов. На первой стадии сближения силы притяжения Рпр больше сил отталкивания Рот. Затем начинается процесс взаимного перекрытия электронных оболочек атомов и наблюдается резкое возрастание сил отталкивания. При r = rо силы притяжения и отталкивания сравняются. В дальнейшем сближение атомов будет сопровождаться интенсивным возрастанием сил отталкивания.

В идеальном случае атомы после некоторых колебательных движений должны самопроизвольно установиться на расстояние r = rо, когда Рпр – Рот =0

В этот момент величина потенциальной энергии системы W будет минимальна, что характерно для устойчивого равновесия (рис. 1б).

Рисунок 1 - Характер изменения сил взаимодействия (а) и потенциальной энергии (б) при сближении атомов

Стремление системы к минимуму свободной энергии соответствует второму закону термодинамики, а минимум потенциальной энергии Wв – энергия ван-дервальсовой связи. Если энергию поверхности монокристалла принять за Wп, то после соединения монокристаллов между ними устанавливается одна поверхность раздела с энергией Wв. Эта энергия меньше суммарной энергии двух поверхностей, т.е. Wв<<2 Wп.

Сварке подвергают разнообразные металлы и их сплавы, неметаллы (графит, керамика) и пластмассы.

Вопрос №1: Виды сварки, особенности каждого класса.

В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, различают три основных класса сварки:

1 термическая сварка – это класс сварки, который осуществляют плавлением в зоне соединения за счет подвода внешней энергии. Образуется сварочная ванна. К этому классу относят электрическую, плазменную, электронно-лучевую, лазерную сварки

Недостатки этого класса:

  •  чтобы избежать окисления расплава, его защищают пленкой шлака и защитными атмосферами;
  •  кристаллизация шва происходит при растягивающих напряжениях, что может вызвать растрескивание;
  •  ликвация, неметаллические включения снижают прочность шва;
  •  изменяется структура основного металла под влиянием нагрева, что может снизить прочностные свойства.

Достоинства:

  •  возможность сварки в монтажных и цеховых условиях;
  •  разнообразие типов соединений, габаритов конструкций;
  •  широкий диапазон толщин;
  •  возможность изменения химического состава за счет сварочных проволок разного химического состава, т.е. дополнительное микролегирование, создание покрытий.

2 термомеханическая – используется и нагрев, и пластическая деформация за счет давления. К этому классу относятся контактная, диффузионная сварки.

Преимущества термомеханической сварки:

  •  меньшие остаточные напряжения в шве;
  •  меньше расход электрической энергии, т.к. нагрев, как правило, импульсный, кратковременный;
  •  возможность механизации и автоматизации.

3 механическая сварка – используется механическая энергия и давление. К ней относят: холодную сварку, сварку ультразвуком, сварку взрывом, трением.

Давление вызывает упругопластические деформации, которые разрушают окисные пленки, обеспечивают физический контакт и образование межатомных связей.

Достоинства:

  •  расширение диапазона свариваемых материалов (металл - керамика);
  •  исключает возникновение трещин, пористости;
  •  исключает деформацию сварных узлов;
  •  меньше меняет структуру и свойства металла, хотя упругопластические деформации упрочняют металл, а, следовательно, уменьшают пластичность;
  •  возможность механизации и автоматизации.

Недостаток – не всегда конструкцию можно подвергать воздействию давлением.

Вывод по 1 вопросу: изучили три основных класса сварки. Рассмотрели их достоинства и недостатки.

Вопрос №2: Особенности электродуговой сварки.

Электрическая дуга – это мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла.

Рисунок 2 - Схема процесса зажигания дуги.

Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку (рис. 2а), отвод электрода на расстояние 3-6 мм (рис. 2б) и возникновение устойчивого дугового разряда(рис 2в).

Электрическая дуга между электродом и заготовкой – это дуга прямого действия; а между двумя электродами – косвенная дуга.

Источник электропитания – трансформаторы постоянного или переменного действия.

Способы электродуговой сварки в зависимости от материала электрода и способа включения электрода и заготовки в цепь электрического тока:

1) Сварка неплавящимся электродом (графитовым или вольфрамовым): при этом дуга прямого действия. Сварка осуществляется за счет плавления основного металла или присадочного материала.

2) Сварка  плавящимся (металлическим) электродом. Дуга прямого действия, расплавляются одновременно основной металл и электрод.

3) Сварка косвенной дугой, горящей между двумя электродами (как правило, неплавящимися). Основной металл расплавляется за счет тепла столба дуги.

4) Сварка трехфазной дугой (комбинированный вариант 1 и 3 способов), т.е. дуга горит между электродами, а также между каждым электродом и основным металлом. Мощность такой дуги значительно больше.

Питание дуги осуществляют от трансформаторов переменного тока или от сварочных выпрямителей, или генераторов постоянного тока. Преимущества генераторов постоянного тока: повышается устойчивость горения дуги; улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях; возможность вести сварку на прямой и обратной полярностях; возможность сваривать тугоплавкие материалы. Источники переменного тока более распространены, т.к. они долговечнее и имеют более высокий коэффициент полезного действия.

Дугу и расплав защищают специальными защитными атмосферами (аргон). Механизируют и автоматизируют процесс.

Ручная дуговая сварка

При ручной дуговой сварке электроды перемещают вручную вдоль заготовки.

Электрод – стержень из проволоки, близкой по химическому составу свариваемому материалу. Он же служит присадочным материалом.

На электроды наносят покрытия для:

- создания шлаковой и газовой защиты расплавленного металла сварочной ванны;

- раскисления наплавленного металла с помощью добавок в покрытие таких элементов, как марганец Mn, кремний Si, титан Ti, алюминий Al в виде ферросплавов или чистых элементов;

- легирования наплавленного металла, что позволяет изменять его химический состав, а также расширяет возможность получения требуемых свойств наплавленного металла;

- улучшения стабильности горения дуги посредством включения в покрытие элементов с малым потенциалом ионизации.

Достоинства:

1) возможность получать прерывистые короткие швы сложной конфигурации;

2) возможность проводить сварку в любых монтажных условиях.

Недостатки:

1) практически невозможно сварить тонкий металл (1-2 мм);

2) зависимость от умения сварщика.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом

Особенности сварки под флюсом:

1 Электроды без покрытия;

2 Необходим флюс для защиты от воздуха толщиной 30-50 мм;

3 Повышенная производительность и качество. Подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва.

4 Используют в серийном производстве для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов, особенно часто используют в стане по производству сварных труб.

Электрошлаковая сварка

При электрошлаковой сварке основной и электродный металлы расплавляются теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну. Шлаковая ванна – более распределительный источник теплоты, чем электрическая дуга. Основной металл расплавляется одновременно по всему периметру шлаковой ванны, что позволяет вести сварку металла большой толщины за один проход. Получаются только вертикальные швы и всегда один проход.

Применяют для соединения заготовок большой толщины (50-2000 м): мощные прессы, станки, коленчатые валы судовых дизелей, роторы и валы гидротурбин, котлы высокого давления.

Электрошлаковая сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с автоматической сваркой под флюсом: повышенную производительность, лучшую микроструктуру шва и меньшие затраты на выполнение 1 мм сварного шва.

К недостаткам следует отнести образование крупного зерна в шве и околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка (отжиг или нормализация) для измельчения зерна в металле сварного соединения.

Вывод по 2 вопросу: изучили электродуговую сварку, ручную дуговую сварку, особенности автоматической дуговой сварки под флюсом и электрошлаковую сварку. Рассмотрели процесс зажигания электрической дуги.

Вопрос №3: Специальные способы сварки

Электронно-лучевая сварка

При электронно-лучевой сварке разогрев и расплавление свариваемых материалов происходит за счет энергии электронного луча, который представляет собой сжатый поток электронов, перемещающийся с большой скоростью от катода к аноду в сильном электрическом поле.

Движение электронов в сварочной установке происходит в глубоком вакууме. Поэтому установка включает  в себя герметичную камеру с системой откачивающих насосов.

Узкий шов, незначительные деформации, малые размеры зоны термического влияния, хорошая защита металла от взаимодействия с газами, экономичность и возможность автоматизации способствовали быстрому прогрессу электронно-лучевой сварки.

С помощью электрических и электромагнитных линз электронный луч фокусируется на поверхности свариваемых металлов. За счет этого площадь поверхности расплавляемого металла может быть очень мала, тогда как глубина проплавления в 20 раз больше. Поэтому такое проплавление называют кинжальным.

Наиболее рационально применение электронно-лучевой сварки в промышленности в следующих случаях:

1 Сварка изделий из тугоплавких активных металлов;

2 Сварка с минимальными деформациями и зоной термического влияния;

3 Сварка в труднодоступных местах, узких щелях;

4 Соединение разнородных металлов;

5 Сварка деталей малых толщин;

6 Сварка в космосе.

Недостатки электронно-лучевой сварки, которые следует учитывать при назначении этого метода для сварки конструкций и проектировании их узлов, заключаются в необходимости, как правило, использования камер, ограничивающих размеры свариваемых деталей; наличия рентгеновского излучения, которое должно поглощаться стенками камеры и требует периодического контроля; сложности и высокой стоимости оборудования.

Плазменная сварка

Плазменная сварка – локальное расплавление соединяемых материалов плазменной струей, которая представляет собой направленный поток частично или полностью ионизированного газа с температурой 10000 - 20000°C.

При плазменной сварке в горелку подаются плазмообразующий газ (аргон или смесь аргона с гелием, с углекислым газом) и защитный газ. Первый обтекает вольфрамовый электрод и выходит через отверстие внутреннего сопла, второй подается во внешнее сопло и защищает сварочную ванну. В качестве защитного газа используется аргон.

Преимущества плазменной сварки:

1) возможность сваривать металл толщиной до 10 мм без разделывания кромок и применения присадочного металла.

2) высокая стабильность горения;

3) возможность проплавлять металл насквозь (резание) за счет увеличения тока и увеличения расхода газа.

Главным недостатком является недолговечность горелок вследствие частого выхода из строя сопел и электродов.

Лазерная сварка

Лазер – это устройство, генерирующее электромагнитное излучение в диапазоне длин волн ультрафиолетом до субмиллиметрового инфракрасного  за счет вынужденного испускания или рассеяния света активной средой, помещенной в оптический резонатор. Внешний источник энергии: в газовых лазерах – тлеющий электрический разряд; в твердотельных – импульсная лампа; в жидкостных (растворы органических красителей) – свет вспомогательного лазера. В лазере происходит преобразование различных видов энергии в энергию лазерного излучения. Главный элемент лазера – активная среда, для образования которой используют воздействие света, электрический разряд в газах, химическую реакцию, бомбардировку электронным лучом. Активная среда расположена между зеркалами, образующими оптический резонатор.

Лазерная сварка позволяет получать швы с минимальным расплавлением металла, снижает напряжения и деформации в сварных конструкциях по сравнению с другими способами сварки.

Необходимо принимать во внимание и такие качества лазерной сварки, как возможность сварки вне вакуума, через прозрачные среды, в труднодоступных местах. При прочих равных возможностях на выбор метода сварки определяющее влияние оказывают экономические показатели.

Особенности технологии лазерной сварки связаны, в основном, со стремлением снизить отражение луча от поверхности свариваемого металла, исключить его выброс из сварочной ванны под воздействием паров интенсивно испаряющегося металла и выделяющихся из него газов, при сварке больших толщин металлов – с необходимостью  защиты сварочной ванны от взаимодействия с воздухом. Отражение от металла уменьшают подбором необходимой формы импульса лазера, специальной обработкой поверхности или нанесением на нее покрытия. Выброс металла из сварочной ванны происходит при импульсном режиме сварки и определяется характером нагрева металла.

Для увеличения глубины проплавления без выплеска форма импульса должна быть такой, чтобы нагрев поверхности происходил очень быстро, а далее мощность импульса уменьшалась и оставалась постоянной на уровне, способном обеспечивать продвижение фронта плавления в глубь металла.

Вывод по 3 вопросу: изучили специальные способы сварки, выделили достоинства и недостатки.

Вопрос № 4: Пайка

Пайкой называют соединения с межатомными связями в результате нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, смачивания их припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации.

В качестве припоя при сварке используется металл или сплав с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов. Для удаления оксидов с поверхности паяемого материала и припоя и предотвращения из образования в процессе пайки применяется вспомогательный материал, называемый паяльным флюсом. Свойство материалов образовывать паяное соединение при заданном режиме пайки называется паяемостью.

Наиболее прочные и пластичные паяные швы обеспечиваются при образовании твердых растворов, которые возникают при пайке металлов, обладающих общим типом кристаллических решеток и имеющих близкие значения межатомных расстояний. Отрицательно на прочность паяных швов влияет наличие хрупких интерметаллических соединений.

Пайка отличается от сварки следующими характерными особенностями:

1) пайка производится при температуре ниже температуры плавления обоих или хотя бы одно из соединяемых металлов;

2) в процессе пайки между соединяемыми деталями в определенный момент находится жидкая металлическая прослойка припоя;

3) в отличие от сварки плавлением паяное соединение образуется не в результате непосредственного взаимодействия металлов соединяемых деталей, а вследствие взаимодействия припоя и основного металла;

4) обязательным условием пайки являются смачивание паяемых поверхностей припоем, диффузия компонентов припоя в сторону основного металла и компонентов основного металла в сторону припоя и последующая кристаллизация жидкой прослойки.

Пайкой можно изготавливать сложные по конфигурации узлы и целые конструкции, состоящие из нескольких деталей, за один производственный цикл (нагрев), что позволяет рассматривать пайку как групповой метод соединения материалов и превращает ее в высокопроизводительный технологический процесс, легко поддающийся механизации и автоматизации.

К числу очень важных преимуществ пайки следует отнести возможность соединения разнородных металлов, а также металлов с неметаллами.

Вывод по 4 вопросу: изучили процесс пайки. Перечисленные преимущества пайки позволяют рассматривать ее как прогрессивный технологический процесс, находящий все более широкое применение в производстве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Процесс сварки включает две стадии: образование физического контакта между соединяемыми деталями и возникновение электронного взаимодействия между их поверхностями. Далее происходит развитие диффузионных процессов. В лекции были рассмотрены термические виды сварки, в которых с помощью внешнего источника нагрева кромки расплавляются, образуя сварочную ванну. Расплавление металла способствует его объединению в единое целое. После прекращения поступления теплоты к сварочной ванне происходит быстрое охлаждение и последующая кристаллизация расплавленного металла при максимальном теплоотводе в стенки ванны. Процесс кристаллизации заканчивается образованием монолитного шва, который связывает свариваемые детали в единое целое. Аналогично при пайке вследствие кристаллизации припоя, заполняющего зазор между деталями и смачивающего нагретые поверхности, образуется паяное соединение.

Задание на самоподготовку: 

Самостоятельно изучить виды дефектов металлов, возникающих в сварном шве.

Цели лекции:

1 Учебные:

- изучить способы размерной обработки;

- изучить основы размерной обработки заготовок деталей машин;

- изучить электроэрозионную размерную обработку;

- знать параметры технологического процесса резания.

2 Воспитательные:

- воспитание умений умственной деятельности;

- воспитание сознательного отношения к учебным обязанностям.

3 Развивающие:

- развитие пространственного мышления;

         - развитие памяти.

Метод занятия: лекция

Время: 80 мин.

Место проведения: лекционный зал

Материальное обеспечение:

Плакаты:

   1 Плакат «Схема технологических методов размерной обработки деталей машин».

Литература, использованная при подготовке к лекции:

1  Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г.П.Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П.Фетисова. – М.: Высш. шк., 2001. – 638с.: ил

2 Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов/А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общей ред. А.М. Дальского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448с., ил

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1 Организационная часть лекции: принимается рапорт о готовности слушателей к занятию, отмечаются в журнале отсутствующие (время 3-5-мин.)

2 Вступление (5 мин)

Вопросы лекции:

1 Способы размерной обработки (10 мин);

2 Основы размерной обработки заготовок деталей машин (15 мин);

3 Параметры технологического процесса резания (15 мин);

4 Физико-химические методы размерной обработки (15 мин);

5 Комбинированные методы (10 мин).

Заключение (3 мин)


ВСТУПЛЕНИЕ

Эксплуатационные свойства машин и механизмов в значительной мере определяются точностью изготовления деталей, качеством их рабочих поверхностей. Под точностью изготовления понимают отклонение фактических геометрических размеров и формы поверхности (неплоскосность, конусообразность, перекос и неперпендикулярность осей) от предельных значений, указанных в рабочих чертежах. Качество поверхности характеризуется ее шероховатостью, величиной и знаком остаточных напряжений в поверхностном слое, ее структурой и химическим составом. Требования точности и качества назначает конструктор на основе эксплуатационных требований к детали и рекомендаций ГОСТа. Несоблюдение заданных требований точности и качества детали в процессе ее изготовления может стать причиной снижения эксплуатационных свойств, надежности машин и их преждевременного выхода из строя.

Рассмотренные в предыдущих лекциях высокопроизводительные и экономичные способы формообразования деталей методами литья, обработки давлением и способы с применением сварки по своим технологическим возможностям не в состоянии обеспечить точность, необходимую для изготовления большинства деталей машин и механизмов. Поэтому полученные указанными методами изделия используются в качестве заготовок. Эти заготовки изготавливают несколько больших размеров с технологическим припуском. Наличие припуска позволяет методами размерной обработки получать деталь требуемой точности путем управляемого съема металла припуска. Чем точнее изготовлена заготовка, тем меньше требуемая величина припуска и тем ниже трудоемкость последующей размерной обработки заготовки. Многообразие используемых в современных конструкциях деталей различного типоразмера и материала требует применения эффективных способов размерной обработки.

Вопрос № 1: Способы размерной обработки.

Все способы размерной обработки деталей классифицируют по виду используемой энергии на механические, физико-химические и комбинированные.

Механические делятся на:

1) точение;

2) сверление;

3) строгание;

4) фрезерование;

5) протягивание;

6) шлифование;

7) отделочные операции.

В основу классификации способов механической обработки заложен вид используемого инструмента и кинематика движений. Так в качестве инструмента при точении используются токарные резцы; при сверлении – сверла; при фрезеровании – фрезы; при строгании – строгальные резцы; при протягивании – протяжки; при шлифовании – шлифовальные круги; при хонинговании – хоны; а при суперфинише – абразивные бруски.

Физико-химические методы подразделяются:

1) электроэрозионная;

2) электрохимическая;

3) лучевая;

4) ультразвуковая.

Комбинированные методы: ультразвуковая механическая обработка; плазменно-механическая; электрохимическое шлифование. Эти методы одновременно совмещают несколько традиционных методов.

Вывод по 1 вопросу: имеем представление о многообразии способов размерной обработки деталей машин.

Вопрос №2: Основы размерной обработки заготовок деталей машин.

Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеров с высокой точностью из наиболее используемых конструкционных материалов. Он обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Вследствие этого обработка резанием является основным, наиболее используемым в промышленности процессом размерной обработки деталей.

Обработка резанием – это процесс получения деталей требуемой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей за счет механического срезания с поверхностей заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки.

Основным режущим элементом любого инструмента является режущий клин. Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущие свойства. К инструменту прикладывается усилие резания, равное силе сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки со скоростью v. Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки стружку.

Внешний вид стружки характеризует процессы деформирования и разрушения материала, происходящие при резании. Различают четыре возможных типа образующихся стружек: сливная; суставчатая; элементная и стружка надлома.

В процессе резания режущий клин, испытывая интенсивное трение, контактирует с материалом стружки и обработанной поверхностью в контактных зонах. Для снижения сил трения и нагрева инструмента применяют принудительное охлаждение зоны резания смазочно-охлаждающими средами (СОС), подавая их в зону резания специальными устройствами.

В зависимости от используемого типа инструмента способы механической обработки подразделяются на лезвийную и абразивную.

Отличительной особенностью лезвийной обработки является наличие у обрабатываемого инструмента острой режущей кромки определенной геометрической формы, а для абразивной обработки – наличие различным образом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое из которых представляет собой микроклин.

Основными способами лезвийной обработки являются точение, сверление, фрезерование, строгание и протягивание. Способы абразивной обработки – шлифование, хонингование и суперфиниширование (полирование).

Любой способ обработки включает два движения: главное – движение резания и вспомогательное – движение подачи. Подача – это расстояние между положениями режущей кромки за определенный промежуток времени.  Главное движение обеспечивает съем металла, а вспомогательное – подачу в зону обработки следующего необработанного участка  заготовки. Эти движения осуществляются за счет перемещения заготовки или инструмента.

В процессах сверления, точения, фрезерования и шлифования главное движение подачи выполняются одновременно, а в процессах строгания, хонингования движение подачи выполняется после главного движения.

Вывод по 2 вопросу: изучили основы размерной обработки заготовок деталей машин, способы механической обработки – лезвийную и абразивную.

Вопрос № 3: Параметры технологического процесса резания.

К основным параметрам режима резания относятся скорость главного движения резания, скорость подачи и глубина резания.

Скорость главного движения резания определяется максимальной линейной скоростью главного движения режущей кромки инструмента. Эта скорость выражается в м/с.

Если главное движение резания вращательное, как при точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании, то скорость резания будет определяться линейной скоростью главного движения наиболее удаленной от оси вращения точки режущей кромки – максимальной линейной скоростью главного движения:

v = ωD/2,

где D – максимальный диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, определяющий положение наиболее удаленной от оси вращения точки режущей кромки; ω – угловая скорость.

Выразив угловую скорость ω через частоту вращения шпинделя станка n, получим: v =πnD.

При строгании и протягивании скорость резания определяется скоростью перемещения строгального резца и протяжки в процессе резания относительно заготовки.

При хонинговании и суперфинишировании скорость резания определяется с учетом осевого перемещения инструмента.

Скорость резания оказывает наибольшее влияние на производительность процесса, стойкость инструмента и качество обработанной поверхности.

Подача инструмента определяется скоростью подачи vs. В технологических расчетах параметров режима при точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании используется понятие подачи на один оборот заготовки So, мм/об.  Подача на один оборот численно равна перемещению инструмента за время одного оборота: S0 = vs/n.

Глубина резания h определяется расстоянием по нормали от обработанной поверхности заготовки до обрабатываемой, мм. Глубину резания задают на каждый рабочий ход инструмента.

Геометрические параметры режущего инструмента определяются углами, образуемыми пересечением поверхностей лезвия, а также положением поверхностей режущих лезвий относительно обрабатываемой поверхности и направлением главного движения.

Силы резания Р представляют собой силы, действующие на режущий инструмент в процессе упругопластической деформации и разрушения срезаемой стружки.

Мощность процесса резания определяется: N = PS v

Производительность обработки при резании определяется числом деталей, изготовляемых в единицу времени: Q = 1/Tшт. Время изготовления одной детали равно: Tшт = То +Тинвсп, где То – машинное время обработки, затрачиваемое на процесс резания, определяется для каждого технологического способа; Тин – время подвода и отвода инструмента при обработке одной детали; Твсп – вспомогательное время установки и настройки инструмента.

При обработке резанием решается задача по установлению максимально допустимой производительности при сохранении требуемого качества поверхности и стойкости инструмента.

Вывод по 3 вопросу: изучили параметры технологического процесса резания, определение каждого из них.

Вопрос № 4: Физико-химические методы размерной обработки.

Электроэрозионная размерная обработка

Электроэрозионная обработка основана на использовании явления электрической эрозии – разрушения материала электродов при электрическом пробое межэлектродного промежутка.

Размерная электроэрозионная обработка заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки путем съема материала припуска за счет управляемого процесса электрической эрозии.

Сущность электроэрозионной размерной обработки составляют процессы и явления, ответственные за электроэрозию электродов. Это прежде всего процессы нагрева, плавления и удаления металла из лунки; образования частиц – продуктов эрозии; захват и эвакуация частиц и зазора.

Требуется генератор электрических импульсов, рабочая жидкость (низкомолекулярные углеводороды различной вязкости – керосин, индустриальное масло, трансформаторное масло и их смеси, вода, кремнийорганические жидкости и водные растворы спиртов), электроды. Профилированный электрод-инструмент задает конфигурацию обрабатываемой поверхности детали. Материал электрода-инструмента должен обладать высокой эрозионной стойкостью, прочностью, малым омическим сопротивлением и высокой обрабатываемостью методами резания. В качестве материала для электродов при обработке высокоуглеродистых инструментальных сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе рекомендуется графит, медь и композиционный материал МНБ – 3 (97% меди и 3% бора). В качестве непрофилированного инструмента при электроэрозионной обработке наибольшее распространение получили медные или латунные диски и тонкая проволока диаметром 0,02 – 0,3 мм из меди,   латуни, вольфрама и молибдена.

Электрохимическая размерная обработка

Размерная электрохимическая обработка заключается в получении деталей требуемой геометрической формы, размеров и качества поверхности путем снятия с поверхности заготовок слоя металла припуска электрохимическим растворением. Электрохимическая обработка основана на явлении анодного растворения металлов при электролизе.

Область эффективного использования электрохимической обработки обусловлена следующими технологическими особенностями:

- способ позволяет обрабатывать только электропроводные материалы;

- производительность способа не зависит от твердости и прочности обрабатываемых материалов и в несколько раз превосходит производительность обработки резанием заготовок из высокопрочных твердых сплавов, металлокерамики и сталей в закаленном состоянии;

- способ позволяет обрабатывать поверхности любой формы;

- в металле обработанной поверхности отсутствуют остаточные напряжения и наклеп.

Недостатком метода является ограничение его применения обработкой только таких электропроводных материалов, которые при растворении не образуют труднорастворимых пленок. Для этих материалов наряду с электрохимическим воздействием требуется механическое или электротермическое воздействие, удаляющее образующиеся оксидные пленки.

Основным электрохимическим процессом электрохимической обработки является процесс растворения анода.

Ультразвуковая абразивная размерная обработка

Ультразвуковая абразивная размерная обработка заключается в изменении размеров, формы, шероховатостей и свойств поверхности обрабатываемых заготовок за счет съема материала припуска хрупким скалыванием микрообъемов при импульсном ударном силовом воздействии частиц свободного абразива с ультразвуковой частотой f = 16-30 кГц.

Ультразвуковая абразивная обработка эффективна при обработке заготовок из конструкционных материалов, имеющих низкую обрабатываемость резанием, электрофизическим и электрохимическим методами. Это заготовки из хрупких и твердых неэлектропроводных химически стойких материалов, таких, как стекло, кварц, керамика, алмаз, полупроводники.

При обработке используется энергия ультразвуковых колебаний. Главное движение при ультразвуковой обработке – продольные колебания торца инструмента с ультразвуковой частотой и амплитудой.

Лучевые методы размерной обработки

К лучевым методам электрофизической обработки относятся электронно-лучевая и светолучевая обработки. Различие носителей энергии обусловило технологические особенности методов лучевой обработки.

При электронно-лучевой размерной обработке для съема материала при формообразовании используют кинетическую энергию сфокусированного пучка электронов. Формирование, фокусировка и управление электронным лучом осуществляются в электронной пушке. Электронно-лучевой нагрев ведется в импульсном режиме. При используемой удельной мощности тепловое воздействие луча приводит к разрушению нагреваемого микрообъема материала за время одного импульса. Разрушение происходит по механизму взрывного вскипания с выносом материала из зоны обработки в виде паров и капель. В результате на бомбардируемом электронным лучом участке поверхности формируется лунка.

Светолучевая (лазерная) размерная обработка использует для съема материала при формообразовании деталей сфокусированный поток электромагнитной энергии высокой мощности, сформированный оптическим квантовым генератором. Светолучевая обработка ведется на воздухе и не требует специальных вакуумных камер. Она позволяет обрабатывать любые материалы независимо от их твердости и вязкости. Метод используется для сверления отверстий, вырезания заготовок, фрезерования пазов и другого.

Вывод по 4 вопросу:  изучили физико-химические методы размерной обработки. Каждый из методов физико-химической обработки обладает уникальными технологическими возможностями, но все они более энергоемки и менее производительны в сравнении с методами механообработки.

Вопрос № 5: Комбинированные методы размерной обработки.

Комбинированные методы являются результатом научно-технического совершенствования процессов размерной обработки. Они повышают производительность, точность обработки и ее экономические показатели.

Ультразвуковая механическая обработка включает операции точения, фрезерования, строгания, протягивания, сверления, зенкерования и нарезания резьб. Ультразвуковые колебания прикладываются к инструменту в осевом направлении подачи. В качестве оборудования при ультразвуковом механическом резании используются стандартные станки, оснащенные сменными ультразвуковыми головками. Эффективность применения способа определяется надежностью работы ультразвуковых головок и качеством акустических контактов.

Плазменная механическая обработка включает локальный нагрев срезаемого слоя плазменной струей и последующий съем этого слоя режущим инструментом. Удаляемый при резании металл нагревают плазменным электрическим разрядом на расстоянии, исключающем разогрев режущего инструмента. Регулированием тока разряда обеспечивается нагрев металла на глубину резания до высоких температур.

Электрохимическое шлифование выполняют токопроводящим алмазным или абразивным кругом на металлической связке, являющимся катодом в электролите. Преимущества этого метода по сравнению с традиционным шлифованием следующие: исключаются сколы и трещины при обработке хрупких сплавов; исключаются прижоги при обработке вязких сталей; резко повышается производительность. При электрохимическом шлифовании несколько снижается износ круга и его засаливание, обеспечивается обработка материалов, образующих нерастворимые пленки, исключающие обработку материала методами электрохимической размерной обработки.

Вывод по 5 вопросу: изучили комбинированные методы размерной обработки. Эти методы одновременно совмещают в одном процессе размерной обработки заготовки несколько традиционных методов.  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные на лекции основные способы размерной обработки нашли широкое применение при изготовлении изделий машиностроения и приборостроения. Задачей всех способов размерной обработки является получение деталей требуемых размеров, формы и качества поверхностей, отвечающих требованиям чертежа с максимальной производительностью. Универсальным методом является обработка резанием.

Эффективность применения методов физико-химической обработки проявляется тем больше, чем сложнее форма обрабатываемой поверхности детали, выше физико-химические свойства материала и чем большие трудности возникают при ее изготовлении методами механообработки.

Задание на самоподготовку: 

Самостоятельно дать сравнительную характеристику методов размерной обработки.


4
 ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО РАЗДЕЛУ «ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК» 

Для разработки тестовых заданий были выбраны наиболее значимые вопросы темы. Тест разработан для промежуточного контроля по дисциплине «Материаловедение и технология материалов» по разделу «Основы получения металлических заготовок». Ниже представлена инструкция к выполнению теста, дидактический тест, бланк ответов и эталон ответов.

Инструкция к выполнению дидактического теста для проведения контрольного опроса по дисциплине “Материаловедение и технология материалов”  по разделу «Основы получения металлических заготовок» для студентов Уральского института государственной противопожарной службы.

Уважаемый испытуемый!

Вашему вниманию предоставляется дидактический тест для контроля знаний по дисциплине “Материаловедение и технология металлов”.

Внимательно читайте указания к каждому разделу теста. Выполняя задания, вносите ответы в бланки ответов, соблюдая следующие рекомендации:

При выполнении заданий с указанием «Выберите номер правильного ответа», Вы должны выбрать правильные ответы из предложенных и проставить их номера в соответствующую позицию в бланке ответов.

При выполнении заданий с указанием «Дополните утверждения» Вы должны определить пропущенную информацию и внести  ее в соответствующую позицию бланка ответа.

Желаем успеха!


ДИДАКТИЧЕСКИЙ ТЕСТ

Тема «Основы получения металлических заготовок» дисциплины

«Материаловедение и технология материалов»

УКАЗАНИЕ

В заданиях с 1 по 8 выберите номера правильных ответов и проставьте их в бланке ответов, в заданиях с 9 по 13 дополните утверждения, в задании 15 определите последовательность, в 14 задании дайте свой вариант ответа на поставленный вопрос.

1 Что такое способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием температуры расплавленного металла?

а) прочность;

б) огнеупорность;

в) пластичность.

2 Какая формовочная смесь используется для изготовления рабочего слоя формы?

а) наполнительная;

б) единая;

в) облицовочная.

3 Элемент литниковой системы, канал в плоскости разъема литейной формы?

а) шлакоуловитель;

б) прибыль;

в) стояк.

4 Что является инструментом прокатки?

а) валки;

б) волоки;

в) оправки.

5 Процесс протягивания прутка через отверстие, размеры которого меньше чем исходные размеры прутка?

а) прессование;

б) прокатка;

в) волочение.

6 Что такое сжатый поток электронов, перемещающихся с большой скоростью от катода к аноду в сильном электрическом поле?

а) плазменная струя;

б) электрическая дуга;

в) электронный луч.

7 Что заложено в основу классификации способов механической обработки?

а) вид используемого инструмента;

б) кинематика движений;

в) и то, и другое.

8 Какая размерная обработка основана на явлении анодного растворения металлов при электролизе?

а) электрохимическая;

б) электроэрозионная;

в) ультразвуковая.

9 Свойство сплавов уменьшать объем и линейные размеры при затвердевании и охлаждении – это _____________________.

10 Ликвация – это ________________ химического состава сплава в различных частях отливки.

11 Процесс обработки металлов давлением – это придание материалу требуемой формы, размеров, физико-механических свойств без нарушения его сплошности путем __________________.

12 Электрошлаковая сварка –  основной и электродный металлы расплавляются теплотой, при прохождении __________________ через ______________.

13 При электронно-лучевой размерной обработке для съема материала при формообразовании используют _____________________сфокусированного пучка электронов.

14 Какие три основных класса сварки вы знаете, в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения?

15 Укажите последовательность операций изготовления отливки:

а) заливка литейных форм;

б) охлаждение;

в) окраска и сборка форм;

г) обрубка;

д) выбивка;

е) очистка.


Бланк ответов

на дидактический тест

Для проведения промежуточного контроля по разделу «Основы получения металлических заготовок» дисциплины “Материаловедение и технология материалов”.

Ответы:

1. _________

5. _________

2. _________

6. _________

3. _________

7. _________

4. _________

8. _________

9. __________________________________________________________________

10. _________________________________________________________________

11. _________________________________________________________________

12. _________________________________________________________________

13. _________________________________________________________________

14. _________________

     _________________

     _________________

15. 1_____; 2_____; 3_____; 4_____; 5_____; 6_____.

Выполнил________________________

                             (ФИО учащегося)

Оценка___________________________

Проверил_________________________________________________________

                       (должность)                       (подпись)                           (ФИО)

 


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Гендина Н.И., Колкова Н.И. Нормативно-методическое обеспечение учебного процесса в вузе. Стандарты высшего учебного заведения: В 3 ч. – Кемерово, 1998. – 170 с.

2 Государственный образовательный стандарт профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 65 «Безопасность жизнедеятельности». Квалификация – инженер. – М., 2000  

3 Клюева Г.А. Разработка тестов достижений в учебных заведениях профессионального образования: Метод. рекомендации. – Пермь: Изд-во ПОИПКРО, 2001. – 40 с.

4 Зиновьев С.И. Лекция в советской высшей школе: Учеб. пособие. – М.: «Высш. шк.», 1962. – 136 с.

5 Мамай С.П. Методика составления тестовых заданий: Учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф. – пед. ун-та, 2001. – 58 с.

6 Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроит. спец. вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высш. шк., 2001. – 638 с.

7 Никитина Н.Н., Железнякова О.М., Петухов М.А. Основы профессионально-педагогической деятельности: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. – М.: Мастерство, 2002. – 288 с.

8 Педагогика: педагогические теории, системы, технологии: Учеб. для студ. высш. и сред. пед. учеб. заведений / С.А. Смирнов, И.Б. Котова, Е.Н. Шиянов и др.; Под ред. С.А. Смирнова. – 4-е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2001. – 512 с.

9 Профессиональная педагогика: Учеб. для студентов, обучающихся по педагогическим специальностям и направлениям. М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1997. – 512 с.

10 Профессионально-педагогические понятия: Слов. / Сост. Г.М. Романцев, В.А. Федоров, И.В. Осипова, О.В. Тарасюк; Под ред. Г.М. Романцева. – Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф. - пед. ун-та, 2005. – 456 с.

11 Рабочая программа дисциплины «Технология конструкционных материалов и материаловедение» (ГОС - 2000). – Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2001. – 23 с.

12 Семушина Л.Г., Ярошенко Н.Г. Содержание и методы обучения в средних специальных учебных заведениях: Учеб.-метод. пособие. – М.: Высш. шк., 1990. – 192 с.

13 Скакун В.А. Преподавание общетехнических и специальных предметов в средних ПТУ: Метод. пособие. – М.: Высш. шк., 1987. – 272 с.

14 Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов / А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под общ. ред. А.М. Дальского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.: ил.

15 Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе: Учеб. пособие для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 437 с.

16 Шалунова М.Г., Эрганова Н.Е. Практикум по методике профессионального обучения: Учеб. пособие. - Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2005. – 67 с.

17 Эрганова Н.Е. Методика профессионального обучения: Учеб. пособие 3-е изд., испр. и доп. – Екатеринбург: Изд-во рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2003. – 150 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80688. Основы корреляцоинно-регрессионного анализа 116 KB
  Общая схема расчетов корреляционных моделей следующая: логический отбор факторов независимых переменных оказывающих существенное влияние на изучаемую величину зависимую переменную; выбор формы связи зависимой переменной с отобранными факторами и построение соответствующих уравнений регрессии; расчет параметров коэффициентов уравнений регрессии; расчет коэффициентов корреляции и проверка правильности произведенного отбора факторов и принятой формы связи; определение значимости существенности коэффициентов регрессии и корреляции и...
80689. Налоги на имущество предприятий 42 KB
  Плательщики налога Плательщиками налога на имущество являются: предприятия учреждения включая банки и другие кредитные организации и организации в том числе с иностранными инвестициями считающиеся юридическими лицами по законодательству Российской Федерации; филиалы и другие аналогичные подразделения указанных предприятий учреждений и организаций имеющие отдельный баланс и расчетный текущий счет; компании фирмы любые другие организации включая полные товарищества образованные в соответствии с законодательством иностранных...
80690. Налоги фирмы и ее взаимоотношения с налоговыми органами 115.5 KB
  Особую значимость в финансовой жизни фирмы имеют взаимоотношения с налоговыми органами и другими органами аналогичного значения по поводу налогов и сборов в кассу государства и местных органов. Во всех странах эти отношения появляются вместе с рождением Фирмы и сопровождают ее на всем протяжении жизни. Двойственный характер налоговых отношений сформировал у налогоплательщиков определенный стиль поведения по отношению к налогам базирующийся на следующих принципах: налоги надо платить поскольку это своего рода финансовая повинность то есть...
80691. Налоги, исчисляемые от прибыль, остающейся в распоряжении предприятия 53 KB
  Плательщики налога Юридические лица эмитенты ценных бумаг Объект налогообложения номинальная сумма выпуска ценных бумаг акционерных обществ осуществляющих первичную эмиссию ценных бумаг; номинальная сумма выпуска ценных бумаг акционерных обществ осуществляющих увеличение уставного капитала на величину переоценок основных фондов производимых по решению Правительства РФ. Ставка налога 08 Сроки уплаты Сумма налога уплачивается плательщиком одновременно с представлением документов на регистрацию эмиссии. ЛЬГОТЫ по срокам...
80692. Налоги, исчисляемые от прибыли 49.5 KB
  Общие положения Плательщики налога предприятия и организации в том числе бюджетные являющиеся юридическими лицами по законодательству РФ включая созданные на территории РФ предприятия с иностранными инвестициями а также международные объединения и организации осуществляющие предпринимательскую деятельность; филиалы и другие обособленные подразделения предприятий и организаций имеющие отдельный баланс и расчетный текущий счет; коммерческие банки различных видов включая банки с участием иностранного капитала получившие лицензию...
80693. Налоги, сборы и платежи, включаемые в себестоимость продукции (работ, услуг) 95.5 KB
  Обязательные платежи во внебюджетные фонды Плательщики налога Работодатели: предприятия организации и учреждения независимо от форм собственности и организационно правовых форм деятельности в том числе с иностранными инвестициями; компании фирмы любые другие организации в том числе товарищества образованные в соответствии с законодательством иностранных государств далее именуемые иностранными юридическими лицами которые осуществляют предпринимательскую или иную деятельность на территории РФ континентальном шельфе и в экономической...
80694. Налоги сборы платежи, относимые на финансовые результаты деятельности предприятия 72 KB
  Плательщики налога предприятия учреждения включая банки и другие кредитные организации и организации в том числе с иностранными инвестициями считающиеся юридическими лицами по законодательству РФ; филиалы и другие аналогичные подразделения указанных предприятий учреждений и организаций имеющие отдельный баланс и расчетный текущий счет; компании фирмы любые другие организации включая полные товарищества образованные в соответствии с законодательством иностранных государств международные организации и объединения а также их...
80696. ЗНАЧЕНИЕ НАЛОГОВЫХ ВОПРОСОВ 77 KB
  Иначе трудно бы было понять почему в условиях полной свободы движения капиталов компании продолжают действовать в странах с уровнем корпорационного налога в 450 и не перебираются в налоговые гавани где ставки этого налога 25 или он вовсе не применяется. Но даже и для базовых компаний не осуществляющих никакой деятельности в стране своего местонахождения а только управляющих активами обслуживающих или контролирующих деятельность в д ругих странах размещение в стране с нормальным уровнем налогообложения...