Технология литейного производства

1.0бщая характеристика литейного производства.Современное состояние, место и значение литейного производства в машиностроении. Классификация способов изготовления отливок, объем их применения и степень полезного использования металла. Диалектика развития литейного производства. Роль отечественных ученых в развитии литейного производства.

2.Физичесие основы производства отливок.Тепловое, силовое и физико-химическое взаимодействие отливки и литейной формы, процессы, происходящие при заполнении литейной формы, затвердевании расплавленного металла и его охлаждении. Влияние структуры отливок на их свойства.

3.Способы изготовления отливок.Литейная форма, ее элементы и назначение. Требования, предъявляемые к литейным формам. Классификация литейных форм.

Изготовление отливок в песчаных формах. Сущность способа. Литейная оснастка. Формовочные и стержневые смеси. Влияние состава формовочных смесей на качество отливок.

Изготовление песчаных форм вручную. Механизация и автоматизация изготовления литейных форм. Влияние способа уплотнения литейных форм на качество отливок.

Изготовление стержней с отвердением тепловой сушкой, в нагреваемой оснастке, из холоднотвердеющих и жидких самотвердеющих смесей.

Сборка и заливка литейных форм. Выбивка отливок из литейных форм и стержней из отливок. Очистка поверхности отливок, обрубка заливов, исправление дефектов отливок. Изготовление литейных форм для крупных отливок.

Технологические возможности литья в песчаные формы и области его применения. Перспективы совершенствования литья в песчаные формы.

Изготовление отливок литьем в оболочковые формы. Сущность способа и его особенности. Литейная оснастка и оборудование. Формовочные смеси и их свойства. Последовательность изготовления отливок литьем в оболочковые формы.

Изготовление отливок по выплавляемым моделям. Сущность способа и его особенности. Материалы для изготовления выплавляемых моделей и приготовление модельных составов. Оснастка и оборудование для изготовления отливок по выплавляемым моделям. Последовательность изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям.

Изготовление отливок литьем в кокиль. Сущность способа и его особенности. Основные типы кокилей и материалы для их изготовления. Теплоизоляционные покрытия и их назначение. Последовательность изготовления отливок литьем в кокиль.

Изготовление отливок литьем под давлением. Сущность способа и его особенности. Схема процессов изготовления отливок на машинах литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования. Литейная оснастка, оборудование и материалы для изготовления отливок. Последовательность изготовления отливок литьем под давлением.

Изготовление отливок центробежным литьем. Сущность способа и его особенности. Схема процессов изготовления отливок на центробежных машинах с горизонтальной и вертикальной осями вращения. Применение центробежного литья при изготовлении фасонных отливок. Технологические возможности и области применения центробежного литья. Изготовление отливок литьем под низким давлением, непрерывным, горизонтальным, вакуумными способами, жидкой штамповкой и кристаллизацией под давлением. Сущность способов, литейная оснастка, оборудование и материалы.

Технологические возможности специальных видов литья и области их применения. Перспективы совершенствования специальных видов литья.

4.Изготовление отливок из различных сплавов.Литейные свойства сплавов. Технологические факторы, влияющие на литейные свойства сплавов. Влияние литейных сплавов на качество отливок.

Изготовление отливок из чугуна. Структура, механические и эксплуатационные свойства серого высокопрочного и ковкого чугуна. Факторы, влияющие на формообразование структуры и свойств чугуна. Литейные и механические свойства чугунов. Плавка чугунов и плавильные печи. Особенности изготовления отливок из серого, высокопрочного и ковкого чугунов различными способами литья. Легированные и модифицированные чугуны. Области применения отливок из чугунов.

Особенности изготовления отливок из стали, медных, алюминиевых, магниевых и тугоплавких сплавов. Плавка сплавов и подготовка их к заливке. Особенности изготовления отливок различными способами литья. Области применения отливок из стали, медных, алюминиевых, магниевых и тугоплавких сплавов.

5.Технологичность конструкций литых деталей.Особенности конструирования литых деталей с учетом литейных свойств сплавов (жидкотекучести, усадки), уровня напряжений в отливке, направленности затвердевания отливки, технологии изготовления литейных форм (выбора разъема литейных форм, конструктивных уклонов, крепления литейных стержней в литейной форме, удобства извлечения модели из литейной формы и стержней из отливки) при литье в песчаные формы и специальными способами литья из различных сплавов.

Особенности технологии изготовления отливок в условиях автоматизированного производства.

Техника безопасности и охрана окружающей среды в литейном производстве.

Вопросы для самопроверки.

Каковы основные требования к отливкам?

Как увеличивается качество поверхности отливок?

В чем сущность специальных требований к отливкам?

Какую конструкцию отливки называют технологичной?

Как обеспечивается оптимальная геометрия отливки и ее элементов?

Какие способы литья позволяют получать крупногабаритные
отливки?

Современные способы литья.

2.1.3 Технология обработки металлов давлением

1.Общая характеристика обработки металлов давлением.Определение обработки металлов давлением. Обработка давлением как метод малоотходной технологии формообразования высококачественных заготовок. Современное состояние, место и значение обработки металлов давлением; диалектика ее развития. Роль отечественных ученых в развитии теории и практики обработки давлением. Классификация видов обработки давлением, области и объем их применения.

2.Физические основы обработки металлов давлением.Степень пластической деформации и сопротивление деформированию. Ковкость и штампуемость. Влияние химического состава, температуры, скорости деформации и схемы напряженного состояния на пластичность металла и его сопротивление деформированию. Роль сил трения между деформируемым металлом и инструментом в процессах обработки давлением.

Нагрев заготовок перед обработкой давлением и сопутствующие ему явления. Требования, предъявляемые к процессу нагрева заготовок. Способы нагрева и типы нагревательных устройств.

Экологические проблемы при производстве заготовок обработкой давлением.

З.Получение машиностроительных профилей.Определение понятия профиля и сортамента. Значение экономических профилей в современном машиностроении; тенденции расширения сортамента профилей, способы получения машиностроительных профилей.

Прокатка. Сущность процесса прокатки. Схема деформируемого металла. Силы, действующие на металл; условия осуществления процесса; напряженное состояние и характер течения металла при продольной прокатке. Количественные показания деформации. Инструмент и оборудование прокатного производства, их разновидности и характеристики. Продукция прокатного производства. Последовательность прокатки листового металла. Разновидности листового металла. Разновидности листового проката. Последовательность прокатки сортового металла. Переходы при прокатке сортовых профилей. Разновидности сортового проката. Прокатка бесшовных и сварных труб, их характеристика и области применения.

Специальные виды проката и особенности его получения.

Прессование. Сущность процесса прессования. Схемы прессования сплошных и полых профилей. Напряженное состояние; особенности течения металла и количественные показатели деформации при прессовании. Инструмент и оборудования прессования. Технологические схемы прессования. Характеристика прессованных профилей.

Волочение. Сущность процесса волочения. Схемы волочения сплошных и полых профилей. Напряженное состояние и особенности деформирования металла при волочении. Характеристика профилей, получаемых волочением.

Производство гнутых профилей. Схемы деформирования и характеристики гнутых профилей.

Области применения и перспективы развития производства машиностроительных профилей.

4.Способы получения поковок.Поковки в современном машиностроении, особенности их изготовления универсальным инструментом и специальным инструментом - штампом. Специализация производства поковок в зависимости от объема производства. Оборудование, применяемое при производстве поковок.

4. Свободная ковка. Сущность процесса ковки, исходные заготовки. Операции ковки и применяемый инструмент. Напряженное состояние и особенности деформирования металла в операциях ковки. Последовательность операций при ковке поковок типа ступенчатого вала и кольца.

Условия деформирования высокого качества металла при ковке из слитков. Технологические возможности ковки.

6. Горячая объемная штамповка. Сущность процесса горячей объемной штамповки, применяемые заготовки. Разновидности горячей объемной штамповки. Штамповка в открытых штампах. Напряженное состояние и особенности деформирования металла, роль заусенца. Штамповка в закрытых штампах. Напряженное состояние и особенности деформирования металла. Прогрессивные, малоотходные способы объемной штамповки: выдавливанием, штамповкой в разъемных матрицах, поперечно-клиновой вальцовкой, ротационным обжатием. Изотермическая штамповка и штамповка на высокоскоростных молотах. Преимущества и недостатки этих способов; качество получаемых поковок.

Основные этапы технологического процесса горячей объемной штамповки. Исходные заготовки и требования к ним. Способы получения фасонных заготовок. Многоручьевая штамповка. Применение периодического проката для объемной штамповки. Отделочные операции после горячей объемной штамповки: обрезка заусенцев и пробивка отверстий, очистка от окалины, правка и калибровка поковок. Особенности технологии горячей объемной штамповки в условиях автоматизированного производства. Технологические возможности горячей объемной штамповки. Технологичность поковок, получаемых ковкой и горячей объемной штамповкой. Тенденции развития способов получения поковок.

Технологические особенности ковки и горячей объемной штамповки высоколегированных сталей и труднодеформируемых сплавов.

6.Изготовление деталей холодной объемной штамповкой.Сущность и схемы холодного выдавливания, высадки и объемной формовки. Типы деталей, получаемых различными способами холодной объемной штамповки; требования к их конструкции. Технологические возможности и области применения холодной объемной штамповки.

7.Листовая штамповка.Сущность листовой штамповки. Разделительные операции, их схемы, напряженное состояние, обеспечение требований к качеству изготовления. Раскрой и коэффициент использования листового металла. Формоизменяющие операции, их схемы, напряженное состояние и особенности деформирования металла.

Последовательность штамповки деталей в жестких штампах. Инструмент и оборудование листовой штамповки. Особенности технологии листовой штамповки в условиях автоматизированного производства.

Сущность и схемы листовой штамповки эластичной средой, взрывом, электрогидравлическим и электромагнитным методами, давильные работы. Технологические возможности применения различных способов листовой штамповки.

2.1.4..Технология сварочного производства

1.0бщая характеристика сварочного производства.Определение сварки как технологического процесса получения неразъемного соединения. Краткие сведения из истории развития сварки. Современное состояние сварочного производства, его место в промышленности и перспективы развития. Сварка как технологический процесс, способствующий развитию безотходного производства в машиностроении. Диалектика развития сварочного производства. Роль отечественных ученых в развитии сварки.

2.Физические основы получения сварного соединения.Условия образования межатомных и межмолекулярных связей при образовании сварного соединения. Классификация способов сварки. Понятие о свариваемости. Оценка свариваемости по степени соответствия свойств сварного соединения и основного металла и способность материала образовывать бездефектные сварные соединения.

З.Термический класс сварки.Дуговая сварка, сущность процесса. Электрические и тепловые свойства дуги. Статическая характеристика дуги. Источники сварного тока, требования к источникам тока и их внешние характеристики. Источники постоянного и переменного тока, их преимущества и недостатки.

Ручная дуговая сварка покрытым электродом. Схема процесса. Электроды для ручной дуговой сварки. Сварочная проволока. Назначение и состав покрытия электрода. Классификация электродов по назначению и типу покрытия. Основные металлургические процессы в сварочной ванне. Защита, раскисление и легирование металла сварочной ванны. Особенности кристаллизации сварного шва.

Автоматическая сварка под флюсом. Сущность процесса. Особенности автоматической сварки по сравнению с дуговой. Сварочные материалы.

Сварка в атмосфере защитных газов. Сущность процесса и его разновидности: сварка неплавящимся и плавящимся электродами. Ручная, полуавтоматическая и автоматическая сварка. Особенности применяемых источников теплоты. Защитные газы. Особенности сварки в углекислом газе. Сварочные материалы.

Сварка и обработка материалов плазменной струей. Сущность и схема процесса. Получение плазменной струи сжатием дуги в узком канале плазмотрона. Характеристика плазменной струи как источника теплоты. Типы плазменной струи: выделенная из дуги и совмещенная со столбом дуги.

Электрошлаковая сварка. Сущность и схема процесса. Особенности шлаковой ванны как распределенного источника теплоты. Разновидность способа.

Сварка электронным лучом. Сущность и схема процесса. Особенности электронного луча как источника теплоты. Особенности вакуумной защиты металла. Характерные формы сварного шва.

Сварка лазером. Сущность и схема процесса. Получение лазерного луча и его характеристика как источника нагрева.

Технологические возможности способов сварки плавлением и области их применения.

Термическая резка: воздушно-дуговая, кислородная, плазменная, лазерная.

4.Термомеханический класс сварки.Электрическая контактная сварка. Сущность процесса. Способы контактной электрической сварки: стыковая, сопротивлением и оплавлением, точечная, шовная и рельефная. Циклограммы процессов. Принципиальное устройство машин для контактной электрической сварки. Сварка аккумулированной энергией. Сущность и схема процесса конденсаторной сварки.

Диффузионная сварка в вакууме.Сущность способа. Особенности подготовки свариваемых поверхностей.

5.Механический класс сварки.Ультразвуковая сварка. Сущность и схема процесса. Сварка трением. Сущность и схема процесса. Холодная сварка. Сущность и схема процесса. Разновидности способа -стыковая, точечная, шовная. Технологические возможности термомеханического и механического классов сварки и области их применения.

6.Нанесение износостойких и жаропрочных покрытий со специальными свойствами.Наплавка дуговая, электрошлаковая, токами высокой частоты, плазменная и лазерная. Дуговая металлизация. Получение покрытий методами осаждения и конденсации из парообразной фазы. Сущность процессов, материалы, технологические возможности и области применения.

7.0собенности сварки различных материалов и сплавов.

Свариваемость сталей, цветных и тугоплавких металлов и сплавов. Причины пониженной свариваемости. Неоднородность структуры и свойств сварного соединения. Процесс образования сварочных деформаций и напряжений. Образование горячих и холодных трещин.

Особенности сварки конструкционных углеродистых и легированных сталей. Образование закалочных структур и опасность возникновения холодных трещин. Рекомендуемые способы и режимы сварки. Особенности сварки высоколегированных хромоникелевых сталей. Снижение коррозионной стойкости, образование горячих трещин. Рекомендуемые способы и режимы сварки.

Особенности сварки меди и ее сплавов.Склонность к окислению, образование горячих трещин и газовой пористости. Испарение цинка при сварке латуни. Рекомендуемые способы и режимы сварки.

Особенности сварки алюминия и его сплавов.Образование окисной пленки, укрупнение зерна, образование газовых пор и горячих трещин. Рекомендуемые способы и режимы сварки.

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

8.Технологичность сварных узлов.Понятие о технологичности сварных конструкций. Конструктивные и технологические мероприятия, обеспечивающие технологичность. Выбор материала, типа соединений, формы элементов и способа сварки с учетом технологичности и эксплуатационных характеристик конструкции. Способы снижения сварочных деформаций и напряжений. Особенности технологии получения сварных заготовок в условиях автоматизированного производства. Техника безопасности и экологические проблемы сварочного производства. Комплексная технология получения заготовок горячей обработкой.

9.Научные основы выбора методов производства заготовок.Целесообразность применения литосварных, кованосварных и штампосварных конструкций с целью понижения металлоемкости, потерь металла и повышения производительности в машиностроительном производстве. Расчленение сложных заготовок на элементы, соединяемые сваркой. Требования к материалам и конструкциям заготовок, подлежащих сварке, с целью обеспечения необходимой надежности узла.