Теоретические основы проектирования отливок

Лабораторный практикум

 

 по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» раздел «Технология конструкционных материалов», для обучающихся по специальности 23.05.03 – Подвижной состав железных дорог, очной и заочной формы обучения

 

Составитель: Ж.В. Самохвалова

 

 

Самара

2017

УДК 621. 791 (076)

Лабораторный практикум по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» раздел «Технология конструкционных материалов», для обучающихся по специальности 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог» очной и заочной формы обучения / составитель: Ж.В. Самохвалова. – Самара: СамГУПС, 2017. – 48с.

 

 

Утверждены на заседании кафедры НТТС 11.05.2017 г., протокол № 9.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

 

 

Методические указания составлены в соответствии с программой общепроизводственной дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов». Указания к выполнению лабораторных работ по сварке плавлением содержат сведения об основных способах электродуговой сварки, особенностях технологий сварочного производства. Приводятся описания устройств и технические характеристики сварочного оборудования и аппаратуры. Методические указания для выполнения расчетно-графических работ включают эффективные способы сварки изделий и восстановления поврежденных и изношенных узлов наплавкой различными методами: ручная электродуговая, автоматическая и полуавтоматическая в среде защитных газов, под слоем флюса и порошковой проволокой. Изложены требования техники безопасности при выполнении сварочных и наплавочных работ.

 

Составитель: Самохвалова Жанна Владимировна

 

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент СГАСУ В.В.Тюрников;

                  канд. техн. наук, доцент СамГУПС В.А. Кожевников

 

Редактор И.М. Егорова

Компьютерная верстка Е.А. Ковалева

 

  

Подписано в печать ______. Формат 60х90 1/16.

Усл. печ. л. 3,0. Тираж 100 экз. Заказ № ___.

 

   

 

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2017

Введение

«Технология конструкционных материалов» является базовой дисциплиной при подготовке обучающихся технических специальностей высших учебных заведений. Цель изучения дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» – дать будущим специалистам знания и умения, позволяющие обоснованно выбирать материалы при конструировании и ремонте деталей, учитывать требования технологичности их формы, а также влияние технологических методов получения и обработки заготовок на качество и долговечность деталей

При выполнении лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» у обучающегося формируются профессиональные компетенции ОПК-12 и ПК-7. Он должен:

знать: современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств; свойства современных материалов; методы выбора материалов; основы производства материалов и деталей машин; производство неразъемных соединений; сварочное производство; способы обработки поверхностей деталей;

уметь: эффективно использовать материалы при техническом обслуживании и ремонте подвижного состава; подбирать необходимые материалы и их свойства для проектируемых деталей машин;

владеть: методами оценки свойств конструкционных материалов, способами подбора материалов для проектируемых деталей машин и подвижного состава; методами производства деталей подвижного состава и машин.

В лабораторный практикум входит пять лабораторных работ по разделам курса: «Основы литейного производства»,  «Обработка металлов давлением», «Производство неразъемных соединений». Описания лабораторных работ условно можно разделить на две части. В первой части приводятся краткие теоретические сведения, необходимые студентам для подготовки к самостоятельному выполнению работы, во второй – даются методические указания по выполнению работ и составлению письменных отчетов. Самостоятельное выполнение лабораторных работ способствует более полному усвоению теоретического материала, выводит на более высокий уровень инженерно-технического мышления.

Лабораторная работа № 1

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ

 

Цель работы: изучить технологический процесс изготовления качественной отливки заготовки детали, включающий: проектирование оснастки по эскизу детали, составление чертежей отливки, модели, стержней, стержневого ящика, на основе которых конструируется песчаная литейная форма.

 

Теоретические основы проектирования отливок

Широко распространенным способом получения отливок является литье в разовые песчаные (песчано-глинистые) формы. Этот способ является оптимальным методом изготовления литых заготовок (деталей) сложной формы с внутренними полостями, обеспечивающим получение достаточно однородных по макро- и микроструктуре отливок.

Отливка – заготовка или деталь, получаемая заливкой расплавленного металла в литейную форму. Для получения литейной формы необходим модельный комплект.

Модельный комплект – совокупность элементов, которые необходимы для образования рабочей полости литейной формы при ее формовке. В его состав могут входить: литейная модель, стержневые ящики, модели литниковой системы.

Литейная модель – элемент, предназначенный для образования в литейной форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки.

Литейная форма – система элементов, образующих рабочую полость, в которой при заливке жидким металлом в процессе охлаждения формируется отливка. Литейная форма изготавливается из формовочной смеси в опоках по литейной модели.

Опока –это жесткая рамка (металлическая или деревянная), служащая для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, ее транспортировке и заливке жидким металлом.

Литейный стержень – элемент, предназначенный для образования в отливке отверстия, полости или иного сложного контура. Стержни предотвращают попадание жидкого металла в те участки литейной формы, которые соответствуют пустотам в теле отливки.

Стержневой знак литейной модели (стержневого ящика) – элемент на модели (стержневом ящике), предназначенный для получения отпечатка, в который устанавливается литейный стержень.

Модельная плита – плита, на которую монтируют модели и элементы литниковой системы. Литниковая питающая система – система каналов и полостей в форме, через которые жидкий расплавленный металл подается в полость литейной формы.

Основой для проектирования отливки является чертеж детали. По чертежу отливки разрабатывают модельный комплект (модель отливки, стержни, модели литниковой системы). Чертеж модели составляют по наружным очертаниям детали с технологическими указаниями, причем все размеры увеличивают на коэффициент линейной усадки. В среднем коэффициент линейной усадки принимается для серого чугуна 1 %, для стали - 2%.

Технология производственного процесса разрабатывается для конкретной детали. В технологическом процессе получения учитывают способ получения форм (формовка ручная, машинная), положение формы при заливке металлом и модели при формовке, устанавливают поверхности разъема модели и формы, назначают припуски на механическую обработку, определяют требуемое количество стержней, их размеры и размеры стержневых знаков, разрабатывают чертеж литейной формы с элементами литниковой системы.