Технология обработки металлов без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления

Настоящие методические указания являются важной составной частью математической подготовки студентов. Разумное применение и квалифицированное использование методов приближенного численного анализа в курсовых работах, ВКР и научной деятельности позволит обучающимся глубже вникать в суть процессов и явлений обработки металлов давлением.

Рассмотрены методы отливки деталей аппаратов в земляные, оболочковые и металлические формы. Описаны приемы конструирования литой аппаратуры из различных материалов и выполнение отливок основных узлов. Предложена конструкция вихревой колонны концентрирования серной кислоты.

Рассмотрены основные способы получения металлических порошков, а также процессы, способы и оборудование для смешивания, формования и спекания порошков.

Приведены теоретические сведения о процессах плазменного получения покрытий, описание вакуумного и плазменного оборудования, применяемого для получения наноструктурированных покрытий, отечественного и зарубежного производства, технологические характеристики оборудования.

Использование традиционных критериев работоспособности сварных металлических конструкций машин при проектировании с применением МКЭ может приводить к неоптимальным решениям. В некоторых случаях такой подход влечет неоправданное завышение металлоемкости конструкции, а иногда приводит к снижению надежности. В монографии изложены методы адаптации критериев работоспособности металлических конструкций к применению при проектировании с использованием МКЭ. Рассмотрены критерии прочности, сопротивления усталости и упругой устойчивости элементов конструкций. Представлена новая методика прогнозирования трещиностойкости конструкций в условиях отрицательных температур с учетом свойств материала, толщины проката и остаточных сварочных напряжений; методика расчета на сопротивление усталости по конструктивным напряжениям. Рассмотрено применение линейных и нелинейных численных методов анализа упругой устойчивости элементов конструкций.

В учебном пособии изложен материал, необходимый для изучения дисциплины «Контроль качества сварных соединений». Приведены параметры и методики оценки качества паяных соединений.

Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для описания свойств конструкционных материалов и процессов, протекающих при обработке материалов давлением и резанием, а также при осуществлении литейных и сварочных процессов. Представлены практические работы, позволяющие изучить физические основы процессов прямого прессования (выдавливания), продольного точения, литья и ручной дуговой сварки.

Рассмотрены вопросы обеспечения качества сварных конструкций. Описаны основные виды внутренних и внешних дефектов. Приведены сведения о различных видах разрушающего и неразрушающего контроля.

В пособии представлена классификация и описано устройство основных узлов оборудования и аппаратуры, используемых при ручной и механизированной сварке неплавящимся электродом в среде защитных газов. Рассмотрены конструктивные особенности и даны технические характеристики источников питания и блоков подачи присадочной проволоки отечественного и импортного производства.

Конспект лекций посвящен изучению вопросов экспертизы и диагностирования сварных конструкций сооружений и оборудования (объектов диагностирования) с целью повышения надежности их эксплуатации; изучению методов диагностирования, контроля сварных соединений. Приведены расчетные методики проверки прочности и долговечности с определением остаточного срока эксплуатации.

Приведены сведения о конструкциях и основах проектирования механизирующих и автоматизирующих узлов и агрегатов, применяемых при реализации операций кузнечно-штамповочного производства.

Приведены основные понятия и определения дисциплины «Технология восстановления и ремонта машин», рассмотрены методы очистки деталей от загрязнений, способы дефектации, а также способы восстановления деталей.

Проанализированы современные тенденции и нормативно-техническая документация сварки полимерных трубопроводов нагретым инструментом встык, подробно рассмотрены процессы сварки, требования к квалификации персонала, возможные дефекты, появляющиеся в процессе сварки нагретым инструментом.

Содержит новейшие сведения об альтернативном технологическом процессе, реализуемом при сооружении полимерных трубопроводов, – сварке закладными нагревателями. Обобщены результаты российских и зарубежных исследований и разработок, а также технологических экспериментов в области сварки закладными нагревателями.

Изложены теоретические сведения о процессе электроосаждения металлов натиранием, его преимуществах и недостатках, необходимом оборудовании, способах предварительной подготовки поверхности, условиях и способах нанесения покрытия. Приведены рабочие характеристики электролитов, параметры технологического процесса, методы оценки качества покрытия, изложены алгоритмы необходимых расчетов.

Рассмотрены основы получения порошковых материалов и способы их переработки, вопросы технологического горения, импульсных воздействий на материал и изделия энергией взрыва. Предложены методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Технология материалов и покрытий».

Методические указания содержат требования к выполнению лабораторных работ для студентов, обучающихся по программе подготовки специалистов среднего звена по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением», и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

Методические указания содержат требования к выполнению квалификационной работы для студентов, обучающихся по программе подготовки специалистов среднего звена по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением», и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2). Изложен порядок выполнения расчётов энергосиловых параметров листовой прокатки.

В пособии рассмотрены вопросы классификации процессов обработки металлов давлением, типы заготовок деталей снарядов, а также виды деформации: горячая, полугорячая, полухолодная и холодная. Приведены теория внешнего трения при пластической деформации, методы термической обработки материалов, классификация конструкций печей. Представлен расчетный аппарат для подготовки технологических процессов получения заготовок.

Рассмотрена совокупность вопросов, связанных с созданием многоуровневых систем металлизации интегральных микросхем по технологическим маршрутам, обобщенно называемым Back-End-Of-Line (BEOL). Охарактеризованы проблемы и решения создания проводящих и металлических тонких пленок, пленок диэлектрических материалов, проблемы и решения по планаризации поверхности интегральных микросхем. Рассмотрены вопросы получения конформных тонкопленочных покрытий на усложняющихся рельефах интегральных микросхем.

The guide consists of six parts and contains a brief overview of historical aspects of sintering, powder fabrication and characterization methods, powder shaping and compaction processes, and the basics of solid state and liquid phase sintering. The guide also contains a description of advanced sintering methods and sintering processes found in additive manufacturing. Classical and novel materials obtainable by sintering are described. Current trends in the development of sintering science are discussed. Each part of the guide is followed by control questions. Problems with solutions are offered to help the student solve problems encountered in real research and industrial sintering practice. Problems for self-study are also provided, many of which were designed by the author based on her own research experience. Topics for self-study are provided and can be used for students’ presentations at seminars.

В методических указаниях рассмотрены два способа получения отливок: литье в песчано-глинистые формы и литье в кокиль.

Герой книги «Русский размер. История трубы, или Новая индустриализация» — огромный Выксунский металлургический завод (ВМЗ) в Нижегородской области, старейший в стране и один из самых инновационных в трубном мировом производстве, задающий уровень и определяющий критерии российской и мировой металлургии. Завод, повидавший многое за свою историю, продолжающуюся четвертый век, угасая и возрождаясь, чтобы расти в будущее вместе со страной! Сейчас у руля выдающаяся команда, страсть и напор которой — как у основателей завода, братьев Баташевых Ивана и Андрея Родионовичей, во второй половине XVIII в. Потому — новый прорыв. Эта книга о людях, создавших феномен, в котором, как в магическом кристалле, видны мощь и энергия на 100% частной русской металлургии и нарастающая сила отечественной индустрии.

Методические указания содержат требования к прохождению учебной (ознакомительной) практики студентами 1 курса, обучающимися по направлению 22.03.02 «Металлургия» (профиль «Обработка металлов давлением», квалификация — бакалавр), и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

Методические указания устанавливают порядок организации,проведения всех видов практики и отчетности по ним на кафедре ОМД, включенных в основные профессиональные образовательные программы высшего образования — бакалавриата (ФГОС 22.03.02 от 02.06.2020 г. №702) и магистратуры (ФГОС 22.04.02 от 24.04.20 18 г. №308).

В методических указаниях изложен порядок выполнения и требования к оформлению индивидуального проекта для студентов, обучающихся по программе подготовки специалистов среднего звена по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением», по учебной дисциплине «Технология получения, обработки и использования металлов», и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО- 13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

Предложен системный подход к разработке конструкции электродугового генератора плазмы — плазмотрона. Приведены примеры конструкций плазмотронов различных схем и назначения. Представлена методика расчета основных характеристик плазмотрона, предложена его универсальная схемная модель.

Изложен материал о становлении и развитии кафедры «Оборудование и технологии прокатки», приведены биографические сведения о преподавателях и сотрудниках, отмечен их вклад в развитие науки о прокатке и конструировании прокатного оборудования в ИМТУ, МВТУ и МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Рассмотрены основы проектирования различных элементов сварных конструкций с учетом условий прочности и устойчивости; материалы, применяемые в сварных конструкциях; напряжения, деформации и перемещения, возникающие при сварке; причины хрупкого разрушения; методы повышения несущей способности. Представлен расчет прочности сварных соединений при статических и циклических нагрузках. Приведены контрольные вопросы для самопроверки и примеры решения задач.

Изложены закономерности формирования строения материалов в процессе кристаллизации, пластического деформирования, термической обработки и сварки. Приведены технологические способы управления строением и свойствами сплавов, основные свойства конструкционных и инструментальных материалов. Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие при изготовлении изделий в парогазовой, жидкой, твердожидкой и твердой фазах, принципы выбора оптимальной марки материала и метода получения проектируемых изделий. Даны примеры изготовления деталей машин обработкой давлением и резанием, литьем и сваркой. Второе издание (1-е изд. — 2014 г.) дополнено сведениями по аддитивным технологиям, формированию фасонных изделий из твердожидких заготовок, а также о новом технологическом процессе — сварке трением с перемешиванием.

Приведено описание основных элементов автоматики сварочных установок. Даны принципы построения и примеры реализации современных систем управления оборудованием и процессами дуговой, контактной и электронно-лучевой сварки. Рассмотрены системы управления пространственным положением источника нагрева относительно линии стыка, автоматизированные комплексы с микроконтроллерами и ЭВМ для управления качеством сварного соединения, а также проблемы роботизации дуговой и контактной сварки.

Отечественный научно-технический журнал, освещающий проблемы электроники в её широком понимании. «ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ» – журнал об электронике для профессионалов. В каждом номере самая свежая и необходимая в работе информация: новости рынка, интервью, аналитика, гид по российскому и западному рынку электроники, технические статьи и комментарии экспертов. В фокусе также - анализ мирового рынка электроники, проблемы российской науки, вопросы интеллектуальной собственности, инвестиций.

В учебном пособии представлены численные методы математического моделирования литейных технологий и приведены сведения о системе основных физико-математических уравнений, реализованных в программном комплексе LVMFlow для моделирования процессов, протекающих в отливках, получаемых различными способами литья. Пособие содержит теоретические материалы, рекомендации и примеры, на которых изучаются теоретические основы и практика моделирования литейных технологий с применением системы компьютерного моделирования LVMFlow.

В учебном пособии рассмотрены классификация методов наплавки и основные виды наплавочных материалов. Описаны основные способы наплавки: электродуговая, электрошлаковая, плазменная, индукционная, газовая и др. Более подробно рассмотрены вопросы развития технологий наплавки прокатных валков. Кратко описаны типичные дефекты, возникающие в наплавленных слоях. Описаны специфические особенности механической обработки наплавленных слоёв.

В пособии изложены физико-химические основы процессов, протекающих в литейной форме при ее изготовлении, в металлических расплавах при плавке металлов и взаимодействии металла с формой. Описаны методы расчета равновесных систем при физико-химическом взаимодействии друг с другом.

Представлены требования к организации и проведению сварочных работ при строительстве полиэтиленовых трубопроводов различного назначения. Описаны способы технологии сварки труб из полимерных материалов и применяемое при этом оборудование.

В пособии рассмотрены вопросы обеспечения точности в машиностроении и представлены элементы технологического программирования. Приведены примеры расчета посадок и размерных цепей.

Описано устройство основных узлов и систем оборудования для контактной сварки. Приведена классификация машин контактной сварки по схемам источников питания. Представлена современная аппаратура управления машинами контактной сварки.

Дана классификация и описано устройство типовых узлов оборудования и аппаратуры, используемых при автоматической дуговой сварке плавлением в среде защитных газов. Приведены конструктивные особенности и технические характеристики сварочных автоматов общего и специального назначения отечественного и импортного производства.

В учебном пособии освещены и систематизированы несколько разрозненные теоретические знания и практические навыки, полученные при изучении отдельных курсов дисциплин специальности 15.03.01 «Машиностроение», профиль подготовки «Машины и технология литейного производства».

Рассмотрены особенности и сущность газокислородной резки. Приведены сведения о применяемых горючих газах и жидкостях, оборудовании и аппаратуре. Показаны способы и приемы выполнения разделительной и поверхностной резки. Изложены вопросы технологии газовой резки углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов.

Рассмотрены общие вопросы и принципы построения единой системы допусков и посадок. Приведены примеры и рекомендации по выбору посадок для гладких соединений в машиностроении.

Представлена классификация черных и цветных металлов, используемых в современном производстве художественных изделий. Описываются строение металлов и сплавов на их основе, дефекты кристаллического строения и способы, позволяющие осуществлять упрочнение материалов. Представлены диаграммы состояния сплавов.

Приведены условия, варианты и примеры решения типовых задач по разделу «Основы взаимозаменяемости» курса «Метрология, стандартизация, сертификация». Приведен необходимый справочный материал, выдержки из стандартов.

Конкурентоспособность предприятий лесного комплекса во многом обусловлена уровнем использования надежной и высокопроизводительной техники, позволяющей достичь существенного повышения эффективности заготовки и переработки древесины. При этом требуемый уровень надежности лесозаготовительных машин в значительной степени определяется работоспособностью их функциональных узлов, осуществляющих выполнение основных технологических операций. Соответственно, при создании перспективных образцов указанной техники важной является разработка и реализация путей и способов повышения работоспособности функциональных узлов машин. Для этого необходим анализ перспектив и технических возможностей совершенствования основных механизмов и узлов лесозаготовительных машин, лимитирующих их работоспособность факторов. В целях повышения работоспособности функциональных узлов машин требуется согласованное обеспечение благоприятных уровней значительного числа конструкторско-технологических параметров. В частности, целесообразны оптимизация характера относительного перемещения поверхностей деталей и снижение действующих на них нагрузок. Это связано с тем, что указанные факторы определяют износостойкость и сопротивляемость трению, а также тепловой режим работы машины, напряженное состояние функциональных поверхностных слоев и прочность неподвижных соединений. При этом следует принимать во внимание влияние условий эксплуатации, интенсивность изнашивания и срок службы исследуемых объектов. Такой подход обусловлен тем, что триботехнические узлы лесозаготовительных машин выполняют свои функции при действии высоких ударных, циклических и вибрационных нагрузок в широком диапазоне жестких природно-климатических условий, отличающихся низкими температурами, повышенной влажностью, действием химических и абразивных сред. Все это должно учитываться в процессе поиска эффективных путей повышения работоспособности функциональных улов, в т. ч. и манипуляторов лесозаготовительных машин, достигаться за счет регламентируемого направленного управления свойствами поверхностных слоев при проектировании и изготовлении фрикционно-контактирующих деталей. Обоснована необходимость создания научно-инженерных основ повышения работоспособности функциональных узлов и рабочих органов машин, а также достижения при этом требуемой производительности, долговечности и безотказности техники. Уточняются задачи дальнейших исследований, направленных на получение информации, отсутствие которой делает невозможным создание отечественной импортозамещающей техники. Для цитирования: Памфилов Е.А., Капустин В.В., Пилюшина Г.А., Шевелева Е.В. Повышение работоспособности рабочих органов и трибосистем технологического оборудования харвестеров // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 6. С. 135–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-6-135-149
Ensuring the competitiveness of enterprises of the forest complex is largely due to the level of reliable and high-performance equipment use, since this achieves a significant increase in the efficiency of timber harvesting and processing. At the same time, the required level of reliability of logging machines is largely determined by the performance of their functional units that carry out the basic technological operations. Accordingly, the development and implementation of ways and methods to improve the performance of functional units of machines is important when creating promising models of the specified equipment. This requires an analysis of the prospects and technical possibilities for improving the main mechanisms and units of logging machines and the factors limiting their performance. In order to improve the performance of machine functional units, it is essential to ensure the coordinated provision of favorable levels of a significant number of design and technological parameters. In particular, it is advisable to optimize the nature of the relative movement of the friction-contacting surfaces of the parts and reduce the loads acting on them. This is due to the fact that these factors determine the wear resistance and friction resistance, as well as the thermal mode of the machine operation, the stress state of the functional surface layers and the strength of the fixed joints. At the same time, the influence of operating conditions, the wear intensity and service life of the objects under study should be taken into account. This under the action of high shock, cyclic and vibration loads, in a wide range of harsh natural and climatic conditions characterized by low temperatures, high humidity, and the action of chemical and abrasive media. All this should be considered when justifying effective ways to improve the performance of functional units, including manipulators of logging machines, and achieved through regulated directional control of the properties of surface layers in the design and manufacture of friction-contacting parts. The paper substantiates the need to create scientific and engineering foundations for improving the performance of functional units and working bodies of machines, as well as achieving the required performance, durability and reliability. For this purpose, the tasks of further research aimed at obtaining information, the absence of which makes it impossible to create domestic import-substituting equipment, are clarified. For citation: Pamfilov E.A., Kapustin V.V., Pilyushina G.A., Sheveleva E.V. Improving the Performance of Working Bodies and Tribosystems of Harvester Technological Equipment. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 6, pp. 135–149. DOI: 10.37482/0536- 1036-2021-6-135-149

Выбор эффективных методов и устройств для поверхностного упрочнения дереворежущих инструментов затруднен из-за разнообразия их конструкций и условий эксплуатации. В связи с этим разработка таких устройств становится актуальной задачей. По данным литературы, одним из эффективных способов повышения срока службы деталей машин и инструмента является электроискровое упрочнение, или электроискровое легирование. Для него применяются промышленные электроискровые установки типа «ЭФИ» и «Элитрон» с ручными вибраторами. Однако их использование существенно увеличивает трудоемкость и время упрочнения. Кроме того, качество поверхности после упрочнения этим способом часто бывает неудовлетворительным. С целью уменьшения трудоемкости электроискрового упрочнения разработаны различные механизированные установки. Однако подобные установки предназначены для упрочнения конкретных деталей и не позволяют упрочнять инструменты различных конструкций, в том числе и дереворежущие. Качество поверхности после упрочнения на механизированных установках не всегда удовлетворяет потребителя. Для улучшения свойств поверхности после электроискрового упрочнения зачастую используют дополнительную обработку методами поверхностного пластического деформирования, такими как обкатывание и раскатывание роликами и шариками, а также алмазное выглаживание. Качество поверхности после дополнительной обработки этими методами существенно повышается, однако возрастают трудоемкость и себестоимость процесса упрочнения. Для увеличения износостойкости деталей машин и инструмента целесообразно снижение высотных параметров шероховатости, повышение микротвердости, формирование остаточных напряжений сжатия, что обеспечивается методами поверхностного пластического деформирования. Отсюда вытекает необходимость применения электроискрового упрочнения одновременно с поверхностным пластическим деформированием. Исследованы конструкция и особенности использования устройства для упрочнения инструмента. Устройство применяли для упрочнения ножей рейсмусового станка, что позволило повысить их стойкость на 100 %. По сравнению с электроискровым упрочнением ручным вибратором оно снижает шероховатость упрочненной поверхности и увеличивает качество обработки заготовок. Установлены режимы упрочнения, благодаря которым возможно эффективно упрочнять дереворежущие инструменты. Для цитирования: Буглаев А.М. Электроискровое упрочнение дереворежущего инструмента // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 134–141. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-5-134-141.
Choosing effective methods and devices for surface hardening of wood-cutting tools is problematic due to the variety of their designs and operating conditions. In this regard, the development of such devices becomes an urgent task. According to the literature, one of the effective methods for increasing the service life of machine parts and tools is electrospark hardening or electrospark alloying. Industrial electrospark installations such as “EFI” (electrophysical measurements) and “Elitron” with manual vibrators are used for electrospark hardening. However, using manual vibrators significantly increases the labour intensity and hardening time. Moreover, the surface quality after hardening with manual vibrators is often unsatisfactory. Various mechanized installations have been developed in order to reduce the labour intensity of electrospark hardening. Nevertheless, these installations are designed to harden specific parts and do not allow hardening tools of various designs, including woodcutting tools. The surface quality after hardening in mechanized installations does not always satisfy the customer. Further surface plastic deformation treatments, such as rolling and unrolling with rollers and balls, as well as diamond burnishing, are often used to improve the surface quality after electrospark hardening. The surface quality after additional processing by these methods boosts, although the labour intensity and cost of the hardening process increase. To increase the wear resistance of machine parts and tools, it is reasonable to reduce the height parameters of roughness, increase microhardness, and form the residual compressive stresses, which is ensured by the methods of surface plastic deformation. In this regard, it becomes necessary to use electrospark hardening simultaneously with surface plastic deformation. The work presents the design and features of using the device for hardening. The device was used to strengthen the thicknesser machine knives, which made it possible to almost double their durability. Applying this device, in comparison with using the electrospark hardening with a manual vibrator, reduces the roughness of the hardened surface and improves the surface quality of the processed workpieces. The modes of hardening have been installed, making it possible to effectively harden wood-cutting tools. For citation: Buglaev A.M. Device for Wood-Cutting Tool Hardening. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 134–141. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-134-141

Содержит теоретический и практический материал по метрологии, системе метрологического обеспечения, взаимозаменяемости, стандартизации и сертификации.

Рассмотрены оборудование и инструменты, применяемые в технологиях классической и художественной обработки металла, древесины, стекла, камня и полимеров.

Рассмотрены общая характеристика неметаллических неорганических покрытий, получаемых в результате взаимодействия металла с рабочими растворами, технологии защитных пленок на черных, цветных и легких металлах и области их применения.

Представлены современные подходы к модернизации существующих производств в различных секторах экономики на конкретных примерах компоновки средств доставки лазерного излучения (портальных, роботизированных, орбитальных). Приведены лучшие мировые практики производства лазерных технологических комплексов, компонентов интеллектуальной оснастки и реализации на их основе гибких производственных ячеек. Пособие призвано сформировать базовые компетенции у специалистов, участвующих в принятии решений по модернизации производства посредством создания на предприятии безлюдных зон, построенных на базе лазерных технологий.