close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1.Проведение семинарских занятий по дисциплине «Технология конструкционных материалов»

код для вставкиСкачать
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
ПРОВЕДЕНИЕ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ»
Методические рекомендации для преподавателей
Под редакцией А.Ф. Вязова, И.Б. Шачневой
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2010
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
УДК 621.7.2 : 621.7.3
ББК 34.1
П78
Рецензент В.А. Рыбкин
Проведение семинарских занятий по дисциплине «ТехП78 нология конструкционных материалов» : метод. рекомендации для преподавателей / Т.М. Барсукова, Л.Д. Варламова,
А.Ф. Вязов и др.; под ред. А.Ф. Вязова, И.Б. Шачневой. ? М. :
Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. ? 22, [2] с.
Представлены методические рекомендации к проведению семинарских занятий по дисциплине «Технология конструкционных
материалов», составленные по утвержденной программе и соответствующие содержанию семинаров, которые проводятся в МГТУ
им. Н.Э. Баумана.
Для преподавателей технологических и конструкторских специальностей.
УДК 621.7.2 : 621.7.3
ББК 34.1
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Цель и задачи семинаров
Целью семинаров по дисциплине «Технология конструкционных материалов» является закрепление теоретических знаний, полученных студентами в процессе прослушивания лекций и выполнения
учебно-технологического практикума. Эта цель достигается при решении студентами прикладных технологических задач по специальным темам.
Задачи семинаров:
? приобретение студентами навыков анализа возможностей технологических методов и способов получения заготовок и их механической обработки;
? выработка умения оценивать технологичность конструкции
детали по чертежу для выбранных технологических метода и способа
получения заготовки и обработки ее поверхностей, умения изменять
конструкцию детали с целью улучшения ее технологичности;
? развитие практических навыков решения прикладных технологических задач при разработке последовательности изготовления заготовки и ее механической обработки;
? формирование современных взглядов на физические явления
при формообразовании и формоизменении поверхностей заготовок и
деталей машин.
Содержание семинаров соответствует программе дисциплины
«Технология конструкционных материалов» и позволяет расширить
и углубить знания студентов основ технологических методов и способов по всем технологическим переделам.
1.2. Методика проведения семинара
Каждый семинар, как правило, состоит из двух частей: теоретической и практической (решение технологической задачи по теме семинара).
3
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
В теоретической части семинара студенты получают некоторые
дополнительные сведения по теме семинара, которые позволяют расширить и углубить объем знаний, полученных при прослушивании
лекций, прохождении учебно-технологического практикума, или
сведения, не затронутые в лекциях, но необходимые для решения задачи по теме семинара. Этот дополнительный материал студенты самостоятельно изучают по учебным пособиям или узнают от преподавателя в начале семинара. Затем преподаватель формулирует задачу,
которая предлагается для решения по конкретной теме семинара. Каждый студент решает индивидуальный вариант задачи.
Решение выполняется по заданному алгоритму с использованием дополнительных учебных материалов (учебные пособия, справочные таблицы, расчетные формулы). Работая самостоятельно с пособием, студент имеет возможность получать у преподавателя на семинаре консультации по возникающим при решении задачи вопросам.
Решив задачу семинара, студенты совместно с преподавателем анализируют результаты и получают зачет по теме семинара.
2. ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология литейного производства» предусмотрено три семинарских занятия.
Семинар № 1. Выбор способа изготовления литых заготовок (отливок).
Семинар № 2. Разработка чертежа элементов литейной формы.
Семинар № 3. Отработка конструкции литых деталей на технологичность.
Как правило, в соответствии с учебным расписанием семинары
по этому разделу дисциплины проходят значительно раньше, чем материал начинают рассматривать в лекциях. Это обстоятельство обусловливает ряд особенностей в методике проведения семинаров, в частности, как уже говорилось, семинары базируются на знаниях, полученных студентами при прохождении учебно-технологического
практикума, и сведениях, излагаемых на семинарах.
4
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 1
Выбор способа изготовления отливок (литых заготовок)
Цель семинара ? обоснование выбора наиболее целесообразного
способа изготовления отливок.
Во время проведения семинара необходимо рассмотреть следующие вопросы:
1. Сущность способов изготовления отливок и их отличительные
особенности.
2. Последовательность операций изготовления отливок с указанием технологических режимов.
3. Технологические возможности рассматриваемых способов изготовления отливок.
4. Методику выбора наиболее рационального способа изготовления отливок.
В начале семинара необходимо напомнить студентам, в чем заключается сущность изготовления отливок. Затем выдать чертежи
литых деталей с указанием материала и величины партии их изготовления и предложить студентам выбрать и обосновать способ изготовления отливок. В диалоге следует обсудить предлагаемые варианты
выбранных способов изготовления отливок. Как правило, студенты
затрудняются это сделать.
Тогда, используя иллюстрированный материал, следует напомнить студентам, в чем заключается сущность изготовления отливок,
какова последовательность технологических операций и какие основные технологические режимы применяются для изготовления отливок (температура заливки, начальная температура формы, скорость заполнения формы металлом, давление на металл и т. д.) при
тех способах литья, которые студенты изучали при прохождении
учебно-технологического практикума (литье в песчаные формы, по
выплавляемым моделям, в кокиль и под давлением). Те способы литья, которые не изучались (например, литье в оболочковые формы,
центробежное литье и т. п.) должны рассматриваться более подробно.
Выбор способа изготовления отливок производится по показателям технологических возможностей, приводимым в учебном пособии [1]. К концу занятия студенты должны выбрать способ изготовления отливки для предложенной конструкции литой детали, обосновать этот выбор и согласовать его с преподавателем.
5
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 2
Разработка чертежа элементов литейной формы
Цель семинара ? изучение последовательности разработки чертежа элементов литейной формы.
Во время проведения семинара следует рассмотреть следующие
вопросы.
1. Методика разработки чертежа элементов литейной формы.
2. Использование разработанного чертежа элементов литейной
формы для составления чертежа (эскиза) литейной формы.
В начале занятия преподавателю необходимо привести алгоритм
разработки чертежа элементов литейной формы. При этом следует
подчеркнуть, что исходным документом является чертеж детали и величина партии изготовляемой детали.
Выбор последовательности разработки чертежа элементов литейной формы преподаватель объясняет на конкретном примере. Для
этого он вычеркивает один из главных видов чертежа литой детали с
указанием необходимых размеров, параметров шероховатости поверхности и т. п. Для контраста рекомендуется рассмотреть изготовление отливки в условиях единичного (N = 1?10 шт./год) и серийного (N і 10 000 шт./год) производства.
Необходимо обратить внимание студентов на то, что при изготовлении отливок в условиях единичного производства их точность будет
значительно ниже, чем при серийном или массовом производстве.
Разработка чертежа элементов литейной формы должна проводиться в последовательности, указанной в ГОСТ 3.1125?88.
Используя полученный чертеж элементов литейной формы, преподаватель должен показать, как вычерчивается эскиз литейной формы. При этом следует обратить внимание студентов на особенности
конструкции литейной формы (конструкция литниковой системы,
наличие прибылей, холодильников и т. п.).
Семинар № 3
Отработка конструкции литых деталей на технологичность
Цель семинара ? изучение последовательности отработки конструкции литых деталей на технологичность.
6
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Факторы, влияющие на технологичность конструкции литых
деталей.
2. Последовательность отработки литых деталей на технологичность.
3. Возможность изменения конструкции литой детали с целью
улучшения ее технологичности.
В начале занятия преподаватель должен четко сформулировать
определение технологичности конструкции литой детали в соответствии с ГОСТ 18831?78. При этом необходимо подчеркнуть, что технологичность закладывается конструктором при конструировании
(создании чертежа литой детали).
Объяснение последовательности отработки на технологичность
конструкции литых деталей должно проводиться на основе поэлементного анализа требований к конструкции литой детали [1].
В качестве примера преподаватель выбирает ту же конструкцию литой детали, что и при разработке чертежа элементов литейной формы.
После выявления признаков конструкции, которые не удовлетворяют требованиям ее технологичности, необходимо изменить конструкцию литой детали. Следует подчеркнуть, что эти изменения могут
привести и к изменению конструкции сопрягаемых деталей. Поэтому
в реальных условиях отработка конструкции литой детали на технологичность проводится совместно конструктором и технологом. По
разработанному чертежу литой детали преподаватель составляет
чертеж элементов литейной формы.
3. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология обработки металлов давлением» проводится три семинарских занятия.
Семинар № 1. Выбор способа изготовления заготовок, полученных обработкой давлением.
Семинар № 2. Разработка чертежа поковки.
7
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 3. Разработка технологичной конструкции штампосварных оболочек.
Семинар № 1
Выбор способа изготовления заготовок, полученных
обработкой давлением
Цель семинара ? обоснование выбора рационального способа изготовления поковки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Сущность основных способов изготовления поковок и их отличительные особенности.
2. Схемы деформации заготовки и последовательность операций
при изготовлении поковок.
3. Технологические возможности рассматриваемых способов изготовления поковок.
При подготовке к семинарскому занятию преподавателю важно
подобрать деталь, на примере которой он будет объяснять существо
рассматриваемых вопросов. Целесообразно выбрать такую деталь,
чтобы поковку для нее можно было получить как объемной штамповкой, так и ковкой (например, уменьшив величину партии или увеличив размеры заданной детали до размеров, при которых горячая объемная штамповка не применяется, и т. д.).
В начале семинара преподаватель на доске вычерчивает чертеж
подобранной детали с указанием необходимых размеров, шероховатости поверхности, группы сложности, величины партии, материала,
из которого изготовляется деталь. Затем необходимо напомнить студентам основные способы изготовления поковок (ковка и горячая
объемная штамповка, а среди способов горячей объемной штамповки
следует напомнить некоторые их разновидности (ограничившись
штамповкой в открытых и закрытых штампах, на горизонтально-ковочных машинах и выдавливанием). При этом делаются ссылки на
лекционный материал, работы, выполненные при прохождении учебно-технологического практикума (технологические схемы штамповки, операции ковки, применяемый инструмент и оснастка), и иллюстративный материал, показывающий различные схемы деформирования (выдается на лекциях).
8
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
В дальнейшем в диалоге со студентами преподаватель на основе
анализа исходных данных чертежа детали (величина партии, размеры
детали, материал, сложность детали и пр.) предлагает более рациональный способ изготовления поковки заданной детали, выбирая между ковкой и штамповкой.
Диалог необходимо построить таким образом, чтобы вначале
студенты, анализируя исходные данные чертежа детали, пришли к
выводу о необходимости получения заготовки, например, ковкой. Затем, после того как преподаватель поменяет некоторые параметры
(величину партии, размеры детали, выбор более сложной формы детали), студенты в качестве более рационального способа получения
поковки предлагают горячую объемную штамповку. Выбор конкретного способа горячей объемной штамповки для получения поковки
является довольно сложной задачей, поскольку следует учитывать
очень большое количество факторов, и очень часто без точных расчетов по расходу металла, стоимости изготовления и анализа заполнения металлом полости штампа не обойтись.
Вследствие этого способ изготовления поковки следует выбирать по показателям технологических возможностей [2].
В дальнейшем при рассмотрении вопросов, связанных с последовательностью конструирования чертежа поковки, в качестве основного способа изготовления следует принять штамповку в открытых
штампах.
После этого каждому студенту выдается конкретный пример и
предлагается самостоятельно выбрать рациональный способ получения поковки для заданной детали и обосновать этот выбор. Эта самостоятельная работа может выполняться студентами как домашнее задание.
Семинар № 2
Разработка чертежа поковки
Цель семинара ? изучение последовательности разработки чертежа поковки.
Во время проведения семинара следует рассмотреть следующие
вопросы.
9
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
1. Правила и последовательность конструирования чертежа поковки.
2. Разработка последовательности технологических операций и
переходов, необходимых для получения поковки и составления
требуемых эскизов.
В начале семинара преподаватель возвращается к разобранному
на первом семинаре примеру и напоминает выводы, сделанные студентами, о возможных рациональных способах изготовления поковок
в зависимости от исходных данных, указанных на чертеже детали.
После подбора рационального способа получения поковки следует рассмотреть правила и последовательность конструирования
чертежа поковки [2]. В этой части семинара необходимо акцентировать внимание студентов на существенных различиях между коваными и штампованными поковками (например, правила назначения
припусков и их величины, форма и величина технологических напусков, которые назначают с целью упрощения кованых поковок). Следует также отметить, что наиболее важны выбор плоскости разъема у
штампованных поковок, назначение уклонов, наметок под прошивку
и т. д.
В завершение рассмотрение правил и последовательности составления чертежа поковки очень важно отметить некоторые особенности конструкции поковок, получаемых в закрытых штампах и в
штампах с разъемными матрицами на горизонтально-ковочных машинах (например, отсутствие облоя, наметок под прошивку, уменьшение уклонов, возможность получения сквозных отверстий и т. п.).
Тем самым можно наглядно показать, как меняются форма поковки,
величина напусков, значение коэффициента использования металла в
зависимости от выбранного способа изготовления.
Затем применительно к заданной детали и в зависимости от выбранного способа получения поковки преподаватель рассматривает
возможную последовательность технологических операций и переходов, необходимых для получения поковки. При этом он обращает
внимание студентов на возможное различие в исходных заготовках у
кованых и штампованных поковок, приводит схемы деформирования
заготовки в штампах, перечисляет операции, представляет эскизы
формообразования заготовки по переходам и пр.
В дальнейшем студентам предлагается продолжить выполнение
индивидуального задания по конструированию чертежа поковки в
10
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
соответствии с выбранным рациональным способом ее получения.
После окончания этой работы студент должен предложить последовательность изготовления поковки, изобразив необходимые эскизы,
схемы деформирования заготовки, эскизы формоизменения, заготовки по переходам и пр. В этой части семинарского занятия преподаватель работает как консультант, обсуждает со студентами возникающие у них вопросы. Для проведения этой части семинарского занятия
преподавателю потребуются необходимые материалы справочного
характера.
Семинар № 3
Разработка технологичной конструкции
штампосварных оболочек
Цель семинара ? изучение основных принципов разработки технологичной конструкции деталей, получаемых листовой штамповкой.
При проведении семинара следует рассмотреть следующие вопросы.
1. Основные принципы разработки последовательности операций при изготовлении деталей листовой штамповкой.
2. Выбор метода получения рациональной тонкостенной конструкции типа оболочки.
В начале семинара следует напомнить студентам некоторые общие сведения из раздела лекционного курса по листовой штамповке.
Затем, используя иллюстративный материал, необходимо представить основные разделительные и формоизменяющие операции листовой штамповки. При этом требуется обратить внимание студентов
на то, что возможности формоизменения листовой заготовки ограничиваются предельными деформациями, которые в зависимости от типа операции оценивают через соответствующие показатели или коэффициенты.
Дальнейшее изложение материала наиболее целесообразно проводить на конкретном примере.
На доске преподаватель изображает эскиз оболочки. Дополнительно указывает назначение оболочки, материал, из которого она изготовлена, толщину стенки, размеры элементов оболочки, ее габариты. Желательно взять оболочку такой формы , чтобы была возмож11
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ность ее изготовления цельноштампованной, а также изготовления
штамповкой по элементам с последующей сваркой. В качестве примера можно пользоваться материалами учебного пособия [3].
В начале занаятия преподаватель рассматривает вариант изготовления оболочки цельноштампованной, обращая внимание студентов на то, что набор и последовательность формоизменяющих операций диктуются формой детали. В диалоге со студентами выбирается
вариант последовательности основных операций, позволяющей получить требуемую форму оболочки.
Преподаватель может показать, что изготовление цельноштампованной детали требует достаточно большого количества операций
и переходов.
В этой части семинара преподавателю важно отметить, что одним из критериев технологичности конструкции является себестоимость ее изготовления. К повышению технологичности конструкции
приводят все мероприятия, снижающие себестоимость. Уменьшение
числа операций и переходов внутри отдельных операций приводит к
снижению себестоимости. При решении рассматриваемой учебной
задачи более рациональный вариант изготовления оболочки можно
выбрать по критерию минимального числа технологических переходов при изготовлении заданной детали.
В соответствии с этим следует предложить другой вариант изготовления оболочки, а именно: разделить ее на элементы с последующей штамповкой каждого элемента и сваркой их.
Следует подчеркнуть, что прибегать к разделению конструкции
на элементы целесообразно только в том случае, если невозможно изготовить ее целиком (например, оболочка имеет замкнутые полости)
либо изготовление цельноштампованной детали сопряжено с большими трудностями (детали имеют широкий фланец, большую относительную высоту, требуют большого числа переходов и т. п.).
С учетом сделанных замечаний преподаватель предлагает вариант разделения оболочки, например, на два элемента.
После этого по аналогии с рассмотренным ранее вариантом цельноштампованной детали студенты пытаются предложить возможную
последовательность операций при штамповке каждого из элементов,
оценить суммарные деформации и сравнить их с предельными.
В диалоге делается вывод о том, что расчленение оболочки позволяет
уменьшить общее число технологических переходов.
12
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
По результатам рассмотрения двух вариантов дается заключение
о более рациональном методе изготовления оболочки.
4. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология сварочного производства» предусмотрено четыре семинарских занятия.
Семинар № 1. Анализ технологических возможностей основных
способов сварки.
Семинар № 2. Технологичность сварной конструкции и выбор
способа сварки.
Семинар № 3. Разработка принципиальной схемы способа сварки
и сборочно-сварочного приспособления.
Семинар № 4. Комплексная технология при производстве сварных конструкций.
Семинар № 1
Анализ технологических возможностей
основных способов сварки
Цель семинара ? изучение особенностей основных способов
сварки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Краткая классификация способов сварки.
2. Сущность и основные схемы способов сварки плавлением и
давлением, их технологические возможности.
3. Общая характеристика сварных швов и типов сварных соединений (стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные).
На семинарском занятии рассматриваются основные наиболее
широко применяемые в промышленности способы сварки: сварка с
жидкой фазой ? сварка плавлением (ручная дуговая сварка, автоматическая сварка под флюсом или в среде защитных газов) и сварка в твердом состоянии ? сварка давлением (контактная точечная, шовная или
стыковая сварка); их достоинства и недостатки, дается оценка произ13
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
водительности способов сварки, описываются возможные области их
применения; рассматриваются основные типы сварных швов и соединений, оцениваются преимущества стыковых соединений.
Семинар № 2
Технологичность сварной конструкции
и выбор способа сварки
Цель семинара ? выбор рационального способа сварки и разработка алгоритма изготовления сварной конструкции (заготовки) на
основе анализа факторов, обеспечивающих технологичность сварных соединений и наибольшую производительность выбранного
способа сварки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Обоснование причин перехода к комплексной технологии при
изготовлении сварных конструкций.
2. Определение рационального места разделения заготовки, исходя из ее конструктивных особенностей (требования к форме и типу
свариваемых элементов).
3. Выбор способа варки с учетом свойств свариваемого материала, пространственного положения заготовок при сварке, типа сварного соединения, толщины свариваемых элементов или площади их поперечного сечения, конфигурации, максимальной глубины проплавления, длины сварного шва, возможности возникновения дефектов.
4. Разработка эскиза сварного соединения с указанием формы
разделки кромок сварного шва.
Комплексная технология предусматривает возможность получения отдельных элементов конструкции с использованием в заготовительном производстве нескольких различных методов.
Использование комплексной технологии в производстве заготовок и деталей машин способствует экономии металла, повышению
производительности сварки, степени автоматизации и особенно повышению качества и надежности получаемой продукции.
Некоторые детали машин вследствие специфики конструкции,
формы, размеров оказываются нетехнологичными при изготовлении
их только одним методом формообразования.
14
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Причины перехода к комплексной технологии изготовления заготовки или детали следующие:
? особенности конструкции (например, очень большие ее габариты);
? повышение уровня технологичности изготовления сварного
соединения;
? невозможность в готовом изделии добиться требуемой шероховатости на внутренней поверхности;
? необходимость выполнения конструкции из материалов с различными физико-механическими свойствами.
На семинаре в диалоге преподавателя и студентов рассматриваются конструктивные особенности элементов свариваемых заготовок, представленных в индивидуальных заданиях, выданных студентам в виде чертежей деталей на семинаре по заготовительному производству. После этого каждый студент выбирает рациональное
место разделения детали и способ сварки, проводит анализ свариваемых элементов на технологичность и представляет эскиз варианта
подготовки кромок под сварку.
Семинар № 3
Разработка принципиальной схемы способа сварки
и сборочно-сварочного приспособления
Цель семинара ? определение последовательности операций при
разработке технологического процесса сварки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Разработка схемы сварки элементов заготовки в сборочно-сварочном приспособлении.
2. Расчет основных параметров режима сварки.
На семинаре изучается необходимость использования сборочно-сварочного приспособления для закрепления заготовок при сварке. Это приспособление должно обеспечивать фиксацию свариваемых элементов относительно друг друга, высокую производительность при сборке и сварке, способствовать снижению сварочных
деформаций.
15
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Преподаватель приводит эскиз взаимного расположения элементов заготовки перед сваркой, учитывая выбранный способ сварки,
тип сварного соединения и форму сварного шва.
Качество сварных соединений обеспечивается соответствующими параметрами режима сварки: сварочным током, напряжением,
временем сварки и давлением (для сварки в твердом состоянии).
В связи с этим студенты рассчитывают основные параметры режима
в зависимости от выбранного способа сварки и в соответствии с индивидуальным заданием.
Семинар № 4
Комплексная технология при производстве
сварных конструкций
Цель семинара ? анализ различных случаев применения комплексной технологии.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Примеры использования комплексной технологии в производстве сварных конструкций.
2. Анализ особенностей конструирования составных элементов
конструкции с учетом их технологичности.
Преподаватель приводит примеры использования следующих
конструкций:
? штампосварные (каток трактора, полый тонкостенный шаровой сосуд);
? литосварные (корпус задвижки паропровода, корпус центробежного насоса, корпус механического редуктора);
? лито-штампо-прокато-сварные (рамы велосипеда и мотоцикла).
При конструировании отдельных элементов сварной конструкции необходимо учитывать не только технологичность отливок или
поковок, но и ряд дополнительных требований, обеспечивающих получение качественного сварного соединения, а именно свариваемость материала, возможность подготовки кромок под сварку в процессе получения отливки или поковки и т. п.
В результате проведенных семинарских занятий студенты должны самостоятельно выбрать и обосновать рациональный способ свар16
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ки для соединения элементов заготовки в соответствии с выданным
индивидуальным заданием.
5. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
ДЕТАЛЕЙ МАШИН
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология обработки заготовок деталей машин» предусмотрено шесть семинарских занятий.
Семинар № 1. Технологические основы выбора вида механической обработки резанием.
Семинар № 2. Выбор последовательности видов механической
обработки поверхности заготовки и средств технологического оснащения в зависимости от исходных данных решаемой задачи.
Семинар № 3. Оценка технологичности конструктивных форм
деталей, изготовляемых обработкой резанием.
Семинар № 4. Оценка влияния силового взаимодействия инструмента и заготовки на точность обработанной поверхности.
Семинар № 5. Влияние тепловых деформаций режущего инструмента на точность обработанной поверхности.
Семинар № 6. Влияние износа режущего инструмента на точность формообразования поверхности с учетом условий обработки
резанием.
Семинар № 1
Технологические основы выбора вида
механической обработки резанием
Цель семинара ? овладение методикой выбора вида механической обработки резанием для формообразования поверхностей с заданными технологическими параметрами.
Преподаватель дает представление о многовариантности решений технологических задач, связанных с выбором вида механической
обработки резанием [4] для формообразования поверхностей; знакомит с общими положениями и методикой выбора вида обработки. На
базе полученных знаний студенты проводят анализ рабочего чертежа
17
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
детали и определяют характерные признаки [5] для назначения вида
обработки заданной поверхности, зависящие от требований чертежа
детали. Затем, пользуясь справочными таблицами [6], для рассматриваемой поверхности заготовки находят варианты ее обработки. При
наличии нескольких возможных вариантов обработки поверхности
окончательный выбор вида обработки осуществляют расчетным путем из условия обеспечения максимальной производительности, используя эмпирические зависимости [5].
При проведении семинара особое внимание преподаватель обращает на приобретение студентами навыков анализа чертежа детали и
умения по установленным характерным признакам принимать решение по выбору вида и способа обработки поверхностей заготовки.
Правильность полученного решения студенты уточняют, используя
расчетный метод. Затем для выбранного вида обработки они разрабатывают схему обработки [4].
Каждый студент решает задачу по своему варианту.
Семинар № 2
Выбор последовательности видов механической обработки
резанием поверхности заготовки и средств
технологического оснащения в зависимости
от исходных данных решаемой задачи
Цель семинара ? изучение методики решения технологической
задачи, связанной с выбором маршрута обработки поверхности заготовки.
Поскольку достичь указанных на чертеже требований к поверхности детали, используя один вид обработки, как правило, не представляется возможным, преподаватель дает понятие об исходных
данных, являющихся необходимой базой для решения технологической задачи выбора маршрута обработки заданной (заданных) поверхности и основных этапах построения маршрута обработки.
Студенты на семинаре изучают методику выбора стратегии обработки поверхности с учетом вида заготовки, типа производства и других технических требований рабочего чертежа детали [4]. Затем под
руководством преподавателя студенты овладевают навыками выбора
вида заготовки и рациональной последовательности видов ее обра18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ботки, обеспечивающих требуемый чертежом конечный результат.
Для каждого выбранного вида обработки, входящего в технологию
изготовления поверхности детали, студенты назначают средства технологического оснащения (оборудование, приспособление, рабочий
инструмент) [4, 7], разрабатывают схемы обработки.
Самостоятельная работа студентов на семинаре, связанная с решением поставленной технологической задачи, служит подготовкой
к выполнению домашнего задания ДЗ-2 по дисциплине «Технология
конструкционных материалов».
Семинар № 3
Оценка технологичности конструктивных форм деталей,
изготовляемых обработкой резанием
Цель семинара ? изучение общих требований к технологичности
конструкций деталей машин.
На семинаре преподаватель дает понятие о производственной
технологичности конструкции детали, подлежащей механической
обработке резанием, ее количественной и качественной оценке, указывает на связь конструкции и технологии, подчеркивая, что технологичность одного и того же объекта бывает разной в зависимости,
например, от типа производства и условий обработки. Затем студенты изучают методику качественной оценки технологичности конструкции детали [5].
Далее каждый студент для своего варианта по признакам технологичности (например, использование стандартного ряда чисел, возможность применения многоинструментальной обработки, обеспечение свободного входа и выхода инструмента и др.) производит отработку конструкции детали на технологичность. При отработке
детали на технологичность он анализирует рабочий чертеж детали,
учитывая при этом его требования к технологии изготовления. Всю
информацию: данные проведенного анализа и изменения, которые
должны быть внесены в конструкцию на базе выполненного анализа,
студент фиксирует в таблице своей рабочей тетради. Результат решения он иллюстрирует новым чертежом детали, выполненным в соответствии с общими требованиями по технологичности.
19
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 4
Оценка влияния силового взаимодействия инструмента
и заготовки на точность обработанной поверхности
Цель семинара ? оценка влияния силового взаимодействия инструмента и заготовки на точность обработанной поверхности.
Преподаватель обращает внимание студентов на то, что процесс
резания связан с силовым взаимодействием инструмента и заготовки.
Это взаимодействие характеризуется величиной силы резания Р. Величина силы резания Р и ее направление в пространстве зависят от
физико-механических свойств материала обрабатываемой заготовки,
геометрических параметров резца, элементов режима резания (v, S, t)
и других факторов. Сила резания оказывает влияние на показатели
качества обработанной поверхности. От ее величины зависит погрешность формы обработанной поверхности, а следовательно, точность формообразования.
На семинаре студенты количественно оценивают влияние силового воздействия инструмента на погрешность формы обработанной цилиндрической поверхности заготовки при обтачивании. Для
этого они по таблицам проводят предварительный выбор режима резания, обеспечивающего заданную чертежом точность формы поверхности при условии достижения наибольшей производительности обработки. Затем расчетным путем определяют ожидаемую величину погрешности формы обработанной поверхности, вызванную
изменением положения оси заготовки под действием силы резания.
После этого методом последовательных приближений повторно устанавливают режим обработки. Для выбранного режима резания студенты решают задачу по определению прогиба заготовки под действием радиальной составляющей силы резания Рy. Проводят анализ результатов расчетов, на основе которого принимают решение об
окончательном назначении параметров режима обработки.
Семинар № 5
Влияние тепловых деформаций режущего инструмента
на точность обработанной поверхности
Цель семинара ? оценка влияния условий обработки резанием на
точность формообразования цилиндрической поверхности.
20
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
На семинаре студенты на примере точения изучают влияние выделяющейся в зоне обработки теплоты на изменение длины рабочей части резца (вылета резца) и, как следствие, геометрических размеров обработанной поверхности. При этом преподаватель напоминает студентам, что нагрев инструмента ведет к снижению его твердости и
режущих свойств, ускоряет износ инструмента и снижает точность обработки резанием. Особое внимание студентов преподаватель обращает на то, что наиболее существенное влияние тепловых деформаций на
точность формы поверхности имеет место при обработке заготовок на
высоких скоростях резания или с большой силой резания.
Студенты решают задачу, в которой определяют увеличение вылета резца, вызванное воздействием температуры резания. Учитывая
тепловые деформации режущего инструмента, они проводят расчет
режима, позволяющего назначить условия резания, при которых
обеспечивается заданная чертежом точность обработки детали.
Если при решении ??адачи расчетная погрешность формы поверхности превышает допустимую величину, то студенты проводят анализ причин и устанавливают, какие условия обработки следует изменить, чтобы заданные требования по точности были удовлетворены.
Семинар № 6
Влияние износа режущего инструмента на точность
формообразования поверхности с учетом
условий обработки резанием
Цель семинара ? установить влияние износа режущего инструмента на точность формообразования цилиндрической поверхности.
На семинаре студенты изучают закономерность увеличения износа режущего инструмента за время контакта с заготовкой и соответствующее изменение геометрии лезвия инструмента, а также
влияние геометрических параметров износа на точность формы обработанной поверхности.
Преподаватель обращает внимание студентов на то, что влияние
износа особенно существенно при обработке заготовок большой длины и диаметра. Среди параметров режима резания наибольшее влияние на износ инструмента оказывает скорость резания. Поэтому, назначая режим обработки, необходимо более внимательно подходить
21
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
к выбору скорости резания. Преподаватель также дает понятие о критерии износа и периоде стойкости режущего инструмента.
Студенты решают задачу выбора инструментального материала
и параметров режима резания, обеспечивающего при заданном периоде стойкости инструмента установленную чертежом точность
формообразования цилиндрической поверхности при условии обеспечения максимальной производительности обработки. При решении задачи они расчетным путем определяют погрешность формы
обработанной поверхности. Расчеты проводят для двух различных
групп инструментальных материалов. По результатам расчета выполняют окончательный выбор материала режущего инструмента
для заданных условий обработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технология изготовления отливок : Учеб. пособие / Под ред.
А.Ф. Вязова. 2-е изд. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 68 с.
2. Основы технологии получения поковок : Учеб. пособие / Под
ред. С.А. Евсюкова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 44 с.
3. Кременский И.Г., Легчилин А.И., Стратьев В.К. Штампованные
тонкостенные оболочки: Учеб. пособие. Ч. 1. М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2004. 39 с.
4. Практическая технология: Учеб. пособие / Под ред. И.Б. Шачневой, Н.А. Ярославцевой. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007.
84 с.
5. Технология конструкционных материалов: Метод. указания
Ч. 2: Обработка резанием / Под. ред. А.А. Сажаева. М.: Из-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 1995. 68 с.
6. Сборник задач по курсу «Технология конструкционных материалов»: Учеб.-метод. пособие / А.И. Легчилин, Т.М. Барсукова,
В.Д. Винокуров и др.; Под ред. В.П. Ступникова, В.Д. Винокурова.
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 171 с.
7. Технология конструкционных материалов: Учеб. для студентов машиностроит. специальностей вузов. 6-е изд., перераб. и доп. /
А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, А.Ф. Вязов и др. М.: Машиностроение, 2005. 592 с.
22
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Цель и задачи семинаров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Методика проведения семинара . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Технология литейного производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Технология обработки металлов давлением . . . . . . . . . . . . . . .
4. Технология сварочного производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Технология обработки заготовок деталей машин . . . . . . . . . .
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
3
3
4
7
13
17
22
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Учебное издание
Барсукова Тамара Михайловна
Варламова Любовь Дмитриевна
Вязов Анатолий Федорович
Вялков Вадим Геннадиевич
Хациев Юрий Харитонович
Шачнева Ирина Борисовна
Ярославцева Нина Александровна
Проведение семинарских занятий по дисциплине
«Технология конструкционных материалов»
Редактор Е.К. Кошелева
Корректор Л.Н. Петрова
Компьютерная верстка И.А. Марковой
Подписано в печать 24.12.2009. Формат 60ґ84/16. Усл. п. л. 1,4.
Тираж 300 экз. Изд. № 95. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э.Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская, 5.
ентов литейной формы.
Семинар № 3. Отработка конструкции литых деталей на технологичность.
Как правило, в соответствии с учебным расписанием семинары
по этому разделу дисциплины проходят значительно раньше, чем материал начинают рассматривать в лекциях. Это обстоятельство обусловливает ряд особенностей в методике проведения семинаров, в частности, как уже говорилось, семинары базируются на знаниях, полученных студентами при прохождении учебно-технологического
практикума, и сведениях, излагаемых на семинарах.
4
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 1
Выбор способа изготовления отливок (литых заготовок)
Цель семинара ? обоснование выбора наиболее целесообразного
способа изготовления отливок.
Во время проведения семинара необходимо рассмотреть следующие вопросы:
1. Сущность способов изготовления отливок и их отличительные
особенности.
2. Последовательность операций изготовления отливок с указанием технологических режимов.
3. Технологические возможности рассматриваемых способов изготовления отливок.
4. Методику выбора наиболее рационального способа изготовления отливок.
В начале семинара необходимо напомнить студентам, в чем заключается сущность изготовления отливок. Затем выдать чертежи
литых деталей с указанием материала и величины партии их изготовления и предложить студентам выбрать и обосновать способ изготовления отливок. В диалоге следует обсудить предлагаемые варианты
выбранных способов изготовления отливок. Как правило, студенты
затрудняются это сделать.
Тогда, используя иллюстрированный материал, следует напомнить студентам, в чем заключается сущность изготовления отливок,
какова последовательность технологических операций и какие основные технологические режимы применяются для изготовления отливок (температура заливки, начальная температура формы, скорость заполнения формы металлом, давление на металл и т. д.) при
тех способах литья, которые студенты изучали при прохождении
учебно-технологического практикума (литье в песчаные формы, по
выплавляемым моделям, в кокиль и под давлением). Те способы литья, которые не изучались (например, литье в оболочковые формы,
центробежное литье и т. п.) должны рассматриваться более подробно.
Выбор способа изготовления отливок производится по показателям технологических возможностей, приводимым в учебном пособии [1]. К концу занятия студенты должны выбрать способ изготовления отливки для предложенной конструкции литой детали, обосновать этот выбор и согласовать его с преподавателем.
5
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 2
Разработка чертежа элементов литейной формы
Цель семинара ? изучение последовательности разработки чертежа элементов литейной формы.
Во время проведения семинара следует рассмотреть следующие
вопросы.
1. Методика разработки чертежа элементов литейной формы.
2. Использование разработанного чертежа элементов литейной
формы для составления чертежа (эскиза) литейной формы.
В начале занятия преподавателю необходимо привести алгоритм
разработки чертежа элементов литейной формы. При этом следует
подчеркнуть, что исходным документом является чертеж детали и величина партии изготовляемой детали.
Выбор последовательности разработки чертежа элементов литейной формы преподаватель объясняет на конкретном примере. Для
этого он вычеркивает один из главных видов чертежа литой детали с
указанием необходимых размеров, параметров шероховатости поверхности и т. п. Для контраста рекомендуется рассмотреть изготовление отливки в условиях единичного (N = 1?10 шт./год) и серийного (N і 10 000 шт./год) производства.
Необходимо обратить внимание студентов на то, что при изготовлении отливок в условиях единичного производства их точность будет
значительно ниже, чем при серийном или массовом производстве.
Разработка чертежа элементов литейной формы должна проводиться в последовательности, указанной в ГОСТ 3.1125?88.
Используя полученный чертеж элементов литейной формы, преподаватель должен показать, как вычерчивается эскиз литейной формы. При этом следует обратить внимание студентов на особенности
конструкции литейной формы (конструкция литниковой системы,
наличие прибылей, холодильников и т. п.).
Семинар № 3
Отработка конструкции литых деталей на технологичность
Цель семинара ? изучение последовательности отработки конструкции литых деталей на технологичность.
6
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Факторы, влияющие на технологичность конструкции литых
деталей.
2. Последовательность отработки литых деталей на технологичность.
3. Возможность изменения конструкции литой детали с целью
улучшения ее технологичности.
В начале занятия преподаватель должен четко сформулировать
определение технологичности конструкции литой детали в соответствии с ГОСТ 18831?78. При этом необходимо подчеркнуть, что технологичность закладывается конструктором при конструировании
(создании чертежа литой детали).
Объяснение последовательности отработки на технологичность
конструкции литых деталей должно проводиться на основе поэлементного анализа требований к конструкции литой детали [1].
В качестве примера преподаватель выбирает ту же конструкцию литой детали, что и при разработке чертежа элементов литейной формы.
После выявления признаков конструкции, которые не удовлетворяют требованиям ее технологичности, необходимо изменить конструкцию литой детали. Следует подчеркнуть, что эти изменения могут
привести и к изменению конструкции сопрягаемых деталей. Поэтому
в реальных условиях отработка конструкции литой детали на технологичность проводится совместно конструктором и технологом. По
разработанному чертежу литой детали преподаватель составляет
чертеж элементов литейной формы.
3. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология обработки металлов давлением» проводится три семинарских занятия.
Семинар № 1. Выбор способа изготовления заготовок, полученных обработкой давлением.
Семинар № 2. Разработка чертежа поковки.
7
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 3. Разработка технологичной конструкции штампосварных оболочек.
Семинар № 1
Выбор способа изготовления заготовок, полученных
обработкой давлением
Цель семинара ? обоснование выбора рационального способа изготовления поковки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Сущность основных способов изготовления поковок и их отличительные особенности.
2. Схемы деформации заготовки и последовательность операций
при изготовлении поковок.
3. Технологические возможности рассматриваемых способов изготовления поковок.
При подготовке к семинарскому занятию преподавателю важно
подобрать деталь, на примере которой он будет объяснять существо
рассматриваемых вопросов. Целесообразно выбрать такую деталь,
чтобы поковку для нее можно было получить как объемной штамповкой, так и ковкой (например, уменьшив величину партии или увеличив размеры заданной детали до размеров, при которых горячая объемная штамповка не применяется, и т. д.).
В начале семинара преподаватель на доске вычерчивает чертеж
подобранной детали с указанием необходимых размеров, шероховатости поверхности, группы сложности, величины партии, материала,
из которого изготовляется деталь. Затем необходимо напомнить студентам основные способы изготовления поковок (ковка и горячая
объемная штамповка, а среди способов горячей объемной штамповки
следует напомнить некоторые их разновидности (ограничившись
штамповкой в открытых и закрытых штампах, на горизонтально-ковочных машинах и выдавливанием). При этом делаются ссылки на
лекционный материал, работы, выполненные при прохождении учебно-технологического практикума (технологические схемы штамповки, операции ковки, применяемый инструмент и оснастка), и иллюстративный материал, показывающий различные схемы деформирования (выдается на лекциях).
8
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
В дальнейшем в диалоге со студентами преподаватель на основе
анализа исходных данных чертежа детали (величина партии, размеры
детали, материал, сложность детали и пр.) предлагает более рациональный способ изготовления поковки заданной детали, выбирая между ковкой и штамповкой.
Диалог необходимо построить таким образом, чтобы вначале
студенты, анализируя исходные данные чертежа детали, пришли к
выводу о необходимости получения заготовки, например, ковкой. Затем, после того как преподаватель поменяет некоторые параметры
(величину партии, размеры детали, выбор более сложной формы детали), студенты в качестве более рационального способа получения
поковки предлагают горячую объемную штамповку. Выбор конкретного способа горячей объемной штамповки для получения поковки
является довольно сложной задачей, поскольку следует учитывать
очень большое количество факторов, и очень часто без точных расчетов по расходу металла, стоимости изготовления и анализа заполнения металлом полости штампа не обойтись.
Вследствие этого способ изготовления поковки следует выбирать по показателям технологических возможностей [2].
В дальнейшем при рассмотрении вопросов, связанных с последовательностью конструирования чертежа поковки, в качестве основного способа изготовления следует принять штамповку в открытых
штампах.
После этого каждому студенту выдается конкретный пример и
предлагается самостоятельно выбрать рациональный способ получения поковки для заданной детали и обосновать этот выбор. Эта самостоятельная работа может выполняться студентами как домашнее задание.
Семинар № 2
Разработка чертежа поковки
Цель семинара ? изучение последовательности разработки чертежа поковки.
Во время проведения семинара следует рассмотреть следующие
вопросы.
9
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
1. Правила и последовательность конструирования чертежа поковки.
2. Разработка последовательности технологических операций и
переходов, необходимых для получения поковки и составления
требуемых эскизов.
В начале семинара преподаватель возвращается к разобранному
на первом семинаре примеру и напоминает выводы, сделанные студентами, о возможных рациональных способах изготовления поковок
в зависимости от исходных данных, указанных на чертеже детали.
После подбора рационального способа получения поковки следует рассмотреть правила и последовательность конструирования
чертежа поковки [2]. В этой части семинара необходимо акцентировать внимание студентов на существенных различиях между коваными и штампованными поковками (например, правила назначения
припусков и их величины, форма и величина технологических напусков, которые назначают с целью упрощения кованых поковок). Следует также отметить, что наиболее важны выбор плоскости разъема у
штампованных поковок, назначение уклонов, наметок под прошивку
и т. д.
В завершение рассмотрение правил и последовательности составления чертежа поковки очень важно отметить некоторые особенности конструкции поковок, получаемых в закрытых штампах и в
штампах с разъемными матрицами на горизонтально-ковочных машинах (например, отсутствие облоя, наметок под прошивку, уменьшение уклонов, возможность получения сквозных отверстий и т. п.).
Тем самым можно наглядно показать, как меняются форма поковки,
величина напусков, значение коэффициента использования металла в
зависимости от выбранного способа изготовления.
Затем применительно к заданной детали и в зависимости от выбранного способа получения поковки преподаватель рассматривает
возможную последовательность технологических операций и переходов, необходимых для получения поковки. При этом он обращает
внимание студентов на возможное различие в исходных заготовках у
кованых и штампованных поковок, приводит схемы деформирования
заготовки в штампах, перечисляет операции, представляет эскизы
формообразования заготовки по переходам и пр.
В дальнейшем студентам предлагается продолжить выполнение
индивидуального задания по конструированию чертежа поковки в
10
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
соответствии с выбранным рациональным способом ее получения.
После окончания этой работы студент должен предложить последовательность изготовления поковки, изобразив необходимые эскизы,
схемы деформирования заготовки, эскизы формоизменения, заготовки по переходам и пр. В этой части семинарского занятия преподаватель работает как консультант, обсуждает со студентами возникающие у них вопросы. Для проведения этой части семинарского занятия
преподавателю потребуются необходимые материалы справочного
характера.
Семинар № 3
Разработка технологичной конструкции
штампосварных оболочек
Цель семинара ? изучение основных принципов разработки технологичной конструкции деталей, получаемых листовой штамповкой.
При проведении семинара следует рассмотреть следующие вопросы.
1. Основные принципы разработки последовательности операций при изготовлении деталей листовой штамповкой.
2. Выбор метода получения рациональной тонкостенной конструкции типа оболочки.
В начале семинара следует напомнить студентам некоторые общие сведения из раздела лекционного курса по листовой штамповке.
Затем, используя иллюстративный материал, необходимо представить основные разделительные и формоизменяющие операции листовой штамповки. При этом требуется обратить внимание студентов
на то, что возможности формоизменения листовой заготовки ограничиваются предельными деформациями, которые в зависимости от типа операции оценивают через соответствующие показатели или коэффициенты.
Дальнейшее изложение материала наиболее целесообразно проводить на конкретном примере.
На доске преподаватель изображает эскиз оболочки. Дополнительно указывает назначение оболочки, материал, из которого она изготовлена, толщину стенки, размеры элементов оболочки, ее габариты. Желательно взять оболочку такой формы , чтобы была возмож11
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ность ее изготовления цельноштампованной, а также изготовления
штамповкой по элементам с последующей сваркой. В качестве примера можно пользоваться материалами учебного пособия [3].
В начале занаятия преподаватель рассматривает вариант изготовления оболочки цельноштампованной, обращая внимание студентов на то, что набор и последовательность формоизменяющих операций диктуются формой детали. В диалоге со студентами выбирается
вариант последовательности основных операций, позволяющей получить требуемую форму оболочки.
Преподаватель может показать, что изготовление цельноштампованной детали требует достаточно большого количества операций
и переходов.
В этой части семинара преподавателю важно отметить, что одним из критериев технологичности конструкции является себестоимость ее изготовления. К повышению технологичности конструкции
приводят все мероприятия, снижающие себестоимость. Уменьшение
числа операций и переходов внутри отдельных операций приводит к
снижению себестоимости. При решении рассматриваемой учебной
задачи более рациональный вариант изготовления оболочки можно
выбрать по критерию минимального числа технологических переходов при изготовлении заданной детали.
В соответствии с этим следует предложить другой вариант изготовления оболочки, а именно: разделить ее на элементы с последующей штамповкой каждого элемента и сваркой их.
Следует подчеркнуть, что прибегать к разделению конструкции
на элементы целесообразно только в том случае, если невозможно изготовить ее целиком (например, оболочка имеет замкнутые полости)
либо изготовление цельноштампованной детали сопряжено с большими трудностями (детали имеют широкий фланец, большую относительную высоту, требуют большого числа переходов и т. п.).
С учетом сделанных замечаний преподаватель предлагает вариант разделения оболочки, например, на два элемента.
После этого по аналогии с рассмотренным ранее вариантом цельноштампованной детали студенты пытаются предложить возможную
последовательность операций при штамповке каждого из элементов,
оценить суммарные деформации и сравнить их с предельными.
В диалоге делается вывод о том, что расчленение оболочки позволяет
уменьшить общее число технологических переходов.
12
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
По результатам рассмотрения двух вариантов дается заключение
о более рациональном методе изготовления оболочки.
4. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология сварочного производства» предусмотрено четыре семинарских занятия.
Семинар № 1. Анализ технологических возможностей основных
способов сварки.
Семинар № 2. Технологичность сварной конструкции и выбор
способа сварки.
Семинар № 3. Разработка принципиальной схемы способа сварки
и сборочно-сварочного приспособления.
Семинар № 4. Комплексная технология при производстве сварных конструкций.
Семинар № 1
Анализ технологических возможностей
основных способов сварки
Цель семинара ? изучение особенностей основных способов
сварки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Краткая классификация способов сварки.
2. Сущность и основные схемы способов сварки плавлением и
давлением, их технологические возможности.
3. Общая характеристика сварных швов и типов сварных соединений (стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные).
На семинарском занятии рассматриваются основные наиболее
широко применяемые в промышленности способы сварки: сварка с
жидкой фазой ? сварка плавлением (ручная дуговая сварка, автоматическая сварка под флюсом или в среде защитных газов) и сварка в твердом состоянии ? сварка давлением (контактная точечная, шовная или
стыковая сварка); их достоинства и недостатки, дается оценка произ13
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
водительности способов сварки, описываются возможные области их
применения; рассматриваются основные типы сварных швов и соединений, оцениваются преимущества стыковых соединений.
Семинар № 2
Технологичность сварной конструкции
и выбор способа сварки
Цель семинара ? выбор рационального способа сварки и разработка алгоритма изготовления сварной конструкции (заготовки) на
основе анализа факторов, обеспечивающих технологичность сварных соединений и наибольшую производительность выбранного
способа сварки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Обоснование причин перехода к комплексной технологии при
изготовлении сварных конструкций.
2. Определение рационального места разделения заготовки, исходя из ее конструктивных особенностей (требования к форме и типу
свариваемых элементов).
3. Выбор способа варки с учетом свойств свариваемого материала, пространственного положения заготовок при сварке, типа сварного соединения, толщины свариваемых элементов или площади их поперечного сечения, конфигурации, максимальной глубины проплавления, длины сварного шва, возможности возникновения дефектов.
4. Разработка эскиза сварного соединения с указанием формы
разделки кромок сварного шва.
Комплексная технология предусматривает возможность получения отдельных элементов конструкции с использованием в заготовительном производстве нескольких различных методов.
Использование комплексной технологии в производстве заготовок и деталей машин способствует экономии металла, повышению
производительности сварки, степени автоматизации и особенно повышению качества и надежности получаемой продукции.
Некоторые детали машин вследствие специфики конструкции,
формы, размеров оказываются нетехнологичными при изготовлении
их только одним методом формообразования.
14
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Причины перехода к комплексной технологии изготовления заготовки или детали следующие:
? особенности конструкции (например, очень большие ее габариты);
? повышение уровня технологичности изготовления сварного
соединения;
? невозможность в готовом изделии добиться требуемой шероховатости на внутренней поверхности;
? необходимость выполнения конструкции из материалов с различными физико-механическими свойствами.
На семинаре в диалоге преподавателя и студентов рассматриваются конструктивные особенности элементов свариваемых заготовок, представленных в индивидуальных заданиях, выданных студентам в виде чертежей деталей на семинаре по заготовительному производству. После этого каждый студент выбирает рациональное
место разделения детали и способ сварки, проводит анализ свариваемых элементов на технологичность и представляет эскиз варианта
подготовки кромок под сварку.
Семинар № 3
Разработка принципиальной схемы способа сварки
и сборочно-сварочного приспособления
Цель семинара ? определение последовательности операций при
разработке технологического процесса сварки.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Разработка схемы сварки элементов заготовки в сборочно-сварочном приспособлении.
2. Расчет основных параметров режима сварки.
На семинаре изучается необходимость использования сборочно-сварочного приспособления для закрепления заготовок при сварке. Это приспособление должно обеспечивать фиксацию свариваемых элементов относительно друг друга, высокую производительность при сборке и сварке, способствовать снижению сварочных
деформаций.
15
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Преподаватель приводит эскиз взаимного расположения элементов заготовки перед сваркой, учитывая выбранный способ сварки,
тип сварного соединения и форму сварного шва.
Качество сварных соединений обеспечивается соответствующими параметрами режима сварки: сварочным током, напряжением,
временем сварки и давлением (для сварки в твердом состоянии).
В связи с этим студенты рассчитывают основные параметры режима
в зависимости от выбранного способа сварки и в соответствии с индивидуальным заданием.
Семинар № 4
Комплексная технология при производстве
сварных конструкций
Цель семинара ? анализ различных случаев применения комплексной технологии.
При проведении семинара необходимо рассмотреть следующие
вопросы.
1. Примеры использования комплексной технологии в производстве сварных конструкций.
2. Анализ особенностей конструирования составных элементов
конструкции с учетом их технологичности.
Преподаватель приводит примеры использования следующих
конструкций:
? штампосварные (каток трактора, полый тонкостенный шаровой сосуд);
? литосварные (корпус задвижки паропровода, корпус центробежного насоса, корпус механического редуктора);
? лито-штампо-прокато-сварные (рамы велосипеда и мотоцикла).
При конструировании отдельных элементов сварной конструкции необходимо учитывать не только технологичность отливок или
поковок, но и ряд дополнительных требований, обеспечивающих получение качественного сварного соединения, а именно свариваемость материала, возможность подготовки кромок под сварку в процессе получения отливки или поковки и т. п.
В результате проведенных семинарских занятий студенты должны самостоятельно выбрать и обосновать рациональный способ свар16
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ки для соединения элементов заготовки в соответствии с выданным
индивидуальным заданием.
5. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
ДЕТАЛЕЙ МАШИН
В соответствии с программой дисциплины «Технология конструкционных материалов» по разделу «Технология обработки заготовок деталей машин» предусмотрено шесть семинарских занятий.
Семинар № 1. Технологические основы выбора вида механической обработки резанием.
Семинар № 2. Выбор последовательности видов механической
обработки поверхности заготовки и средств технологического оснащения в зависимости от исходных данных решаемой задачи.
Семинар № 3. Оценка технологичности конструктивных форм
деталей, изготовляемых обработкой резанием.
Семинар № 4. Оценка влияния силового взаимодействия инструмента и заготовки на точность обработанной поверхности.
Семинар № 5. Влияние тепловых деформаций режущего инструмента на точность обработанной поверхности.
Семинар № 6. Влияние износа режущего инструмента на точность формообразования поверхности с учетом условий обработки
резанием.
Семинар № 1
Технологические основы выбора вида
механической обработки резанием
Цель семинара ? овладение методикой выбора вида механической обработки резанием для формообразования поверхностей с заданными технологическими параметрами.
Преподаватель дает представление о многовариантности решений технологических задач, связанных с выбором вида механической
обработки резанием [4] для формообразования поверхностей; знакомит с общими положениями и методикой выбора вида обработки. На
базе полученных знаний студенты проводят анализ рабочего чертежа
17
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
детали и определяют характерные признаки [5] для назначения вида
обработки заданной поверхности, зависящие от требований чертежа
детали. Затем, пользуясь справочными таблицами [6], для рассматриваемой поверхности заготовки находят варианты ее обработки. При
наличии нескольких возможных вариантов обработки поверхности
окончательный выбор вида обработки осуществляют расчетным путем из условия обеспечения максимальной производительности, используя эмпирические зависимости [5].
При проведении семинара особое внимание преподаватель обращает на приобретение студентами навыков анализа чертежа детали и
умения по установленным характерным признакам принимать решение по выбору вида и способа обработки поверхностей заготовки.
Правильность полученного решения студенты уточняют, используя
расчетный метод. Затем для выбранного вида обработки они разрабатывают схему обработки [4].
Каждый студент решает задачу по своему варианту.
Семинар № 2
Выбор последовательности видов механической обработки
резанием поверхности заготовки и средств
технологического оснащения в зависимости
от исходных данных решаемой задачи
Цель семинара ? изучение методики решения технологической
задачи, связанной с выбором маршрута обработки поверхности заготовки.
Поскольку достичь указанных на чертеже требований к поверхности детали, используя один вид обработки, как правило, не представляется возможным, преподаватель дает понятие об исходных
данных, являющихся необходимой базой для решения технологической задачи выбора маршрута обработки заданной (заданных) поверхности и основных этапах построения маршрута обработки.
Студенты на семинаре изучают методику выбора стратегии обработки поверхности с учетом вида заготовки, типа производства и других технических требований рабочего чертежа детали [4]. Затем под
руководством преподавателя студенты овладевают навыками выбора
вида заготовки и рациональной последовательности видов ее обра18
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
ботки, обеспечивающих требуемый чертежом конечный результат.
Для каждого выбранного вида обработки, входящего в технологию
изготовления поверхности детали, студенты назначают средства технологического оснащения (оборудование, приспособление, рабочий
инструмент) [4, 7], разрабатывают схемы обработки.
Самостоятельная работа студентов на семинаре, связанная с решением поставленной технологической задачи, служит подготовкой
к выполнению домашнего задания ДЗ-2 по дисциплине «Технология
конструкционных материалов».
Семинар № 3
Оценка технологичности конструктивных форм деталей,
изготовляемых обработкой резанием
Цель семинара ? изучение общих требований к технологичности
конструкций деталей машин.
На семинаре преподаватель дает понятие о производственной
технологичности конструкции детали, подлежащей механической
обработке резанием, ее количественной и качественной оценке, указывает на связь конструкции и технологии, подчеркивая, что технологичность одного и того же объекта бывает разной в зависимости,
например, от типа производства и условий обработки. Затем студенты изучают методику качественной оценки технологичности конструкции детали [5].
Далее каждый студент для своего варианта по признакам технологичности (например, использование стандартного ряда чисел, возможность применения многоинструментальной обработки, обеспечение свободного входа и выхода инструмента и др.) производит отработку конструкции детали на технологичность. При отработке
детали на технологичность он анализирует рабочий чертеж детали,
учитывая при этом его требования к технологии изготовления. Всю
информацию: данные проведенного анализа и изменения, которые
должны быть внесены в конструкцию на базе выполненного анализа,
студент фиксирует в таблице своей рабочей тетради. Результат решения он иллюстрирует новым чертежом детали, выполненным в соответствии с общими требованиями по технологичности.
19
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
Семинар № 4
Оценка влияния силового взаимодействия инструмента
и заготовки на точность обработанной поверхности
Цель семинара ? оценка влияния силового взаимодействия инструмента и заготовки на точность обработанной поверхности.
Преподаватель обращает внимание студентов на то, что процесс
резания связан с силовым взаимодействием инструмента и заготовки.
Это взаимодействие характеризуется величиной силы резания Р. Величина силы резания Р и ее направление в пространстве зависят от
физико-механических свойств материала обрабатываемой заготовки,
геометрических параметров резца, элементов режима резания (v, S, t)
и других факторов. Сила резания оказывает влияние на показатели
качества обработанной поверхности. От ее величины зависит погрешность формы обработанной поверхности, а следовательно, точность формообразования.
На семинаре студенты количественно оценивают влияние силового воздействия инструмента на погрешность формы обработанной цилиндрической поверхности заготовки при обтачивании. Для
этого они по таблицам проводят предварительный выбор режима резания, обеспечивающего заданную чертежом точность формы поверхности при условии достижения наибольшей производительности обработки. Затем расчетным путем определяют ожидаемую величину погрешности формы обработанной поверхности, вызванную
изменением положения оси заготовки под действием силы резания.
После этого методом последовательных приближений повторно устанавливают режим обработки. Для выбранного режима резания студенты решают задачу по определению прогиба заготовки под действием радиальной составляющей силы резания Рy. Проводят анализ результатов расчетов, на основе которого принимают решение об
окончательном назначении параметров режима обработки.
Семинар № 5
Влияние тепловых деформаций режущего инструмента
на точность обработанной поверхности
Цель семинара ? оценка влияния условий обработки резанием на
точность формообразования цилиндрической поверхности.
20
Copyright ??? «??? «??????» & ??? «A???????? K????-C?????»
На семинаре студенты на примере точения изучают влияние выделяющейся в зоне обработки теплоты на изменение длины рабочей части резца (вылета резца) и, как следствие, геометрических размеров обработанной поверхности. При этом преподаватель напоминает студентам, что нагрев инструмента ведет к снижению его твердости и
режущих свойств, ускоряет износ инструмента и снижает точность обработки резанием. Особое внимание студентов преподаватель обращает на то, что наиболее существенное влияние тепловых деформаций на
точность формы поверхности имеет место при обработке заготовок на
высоких скоростях резания или с большой силой резания.
Студенты решают задачу, в которой определяют увеличение вылета резца, вызванное воздействием температуры резания. Учитывая
тепловые деформации режущего инструмента, они проводят расчет
режима, позволяющего назначить условия резания, при которых
обеспечивается заданная чертежом точность обработки детали.
Если при решении ?
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа