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

Учебно-методическое пособие содержит краткий курс теоретических сведений по металловедению и технологии конструкционных материалов: Указан порядок выполнения лабораторных работ по изучению металлов и способов обработки металлов давлением, сваркой, литьем и др

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.

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 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».

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

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

Приведены сведения по основам работы в системе геометрического моделирования КОМПАС-3D, системе моделирования процессов пластического деформирования листовых материалов PAM-STAMP 2G и системе моделирования процессов сварки и наплавки VISUAL WELD для моделирования процессов восстановления деталей в машиностроении.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Приведена классификация пермаллоев, а также магнитотвердых материалов. Показано влияние химического состава и технологических факторов на свойства порошковых магнитомягких ферритов. Приведена методика экспериментального определения магнитных и электрических свойств материалов. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитомягких и магнитотвердых материалов, а также проводников электрического тока.

Приведены сведения по назначению малогазовых тепловых составов (ТС) и предъявляемые к ним требования. Показано влияние различных факторов на основные характеристики ТС, рассмотрены методы их определения и основы технологии приготовления и переработки тепловых составов и изделий, а также процессы, происходящие в системе продукты сгорания ТС – нагреваемый объект.

Изложены основные сведения по теории и терминологии полиграфического и упаковочного производств. Даны основные представления о характеристиках и конструкциях полиграфической и упаковочной продукции. Рассмотрены основные виды материалов и основы построения полиграфического и упаковочного производств.

Пособие посвящено описанию конструкционных и расходных полиграфических и упаковочных материалов. Предназначено для подготовки бакалавров и магистров по направлению 29.03.03 «Технология полиграфического и упаковочного производства», а также может быть полезно для специалистов полиграфической и упаковочной отраслей промышленности.

Методические указания содержат теоретические материалы и практические задания, при выполнении которых изучаются основы моделирования литейных процессов с применением системы компьютерного моделирования LVMFlow.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Методические указания определяют состав курсовой работы и последовательность ее выполнения. Курсовой проект направлен на приобретение практических навыков при решении задач профессиональной деятельности следующих типов: научно-исследовательской, технологической, проектной.

Пособие представляет лабораторный практикум, составленный в соответствии с требованиями собственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. В нем содержатся задания для работы на занятии, теоретическое обоснование, указания по порядку выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности по темам лабораторных работ, контрольные вопросы и литература.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Одним из технологических факторов, влияющих на долговечность стальных канатов, является качество канатной проволоки. Основным критерием качества и однородности металла канатной проволоки служат механические испытания (на разрыв по ГОСТ 10446, на перегиб по ГОСТ 1579 и скручивание по ГОСТ 1545). Однако традиционные испытания на перегиб и скручивание, когда материал образца проволок подвергается периодическому растяжению и сжатию в зоне пластических деформаций, не могут полностью характеризовать качество металла. Основными критериями браковки канатов считаются браковочные показатели по обрывам проволок, которые являются следствием усталостного разрушения, представляющего собой процесс, состоящий из двух фаз – образования макротрещины, а затем ее развития до полного разрушения образца. Для оценки качества материала канатной проволоки достаточно фиксировать момент образования макротрещины. Одним из способов, реализующих этот принцип, является испытание образца в условиях резонансного режима. Для совершенствования контроля качества канатной проволоки предлагается стандартные механические испытания по ГОСТ 3241 дополнить проведением ускоренных усталостных испытаний канатной проволоки, предложена конструкция установки, основанная на резонансном режиме, и методика проведения этих испытаний.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями собственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, содержит задания для работы на занятии, теоретическое обоснование, указания по порядку выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности по темам лабораторных работ, контрольные вопросы, список литературы.

Изложены теоретические и прикладные вопросы математического моделирования при проектировании технологических процессов механической обработки деталей. Приведены методика моделирования с визуализацией технологических процессов при осесимметричной форме деталей с использованием компьютера, а также практические рекомендации по ее применению.

Проанализированы материалы ежегодной, 13-й Международной научно-технической конференции «Инженерия поверхности и реновация изделий», из которых были выбраны три темы, связанные с модификацией поверхностей, получением многокомпонентных упрочняющих покрытий и измерением механических характеристик поверхности

Актуальность и цели. Целью работы является повышение эффективности процессов создания, функционирования и развития прикладных автоматизированных систем за счет разработки обобщенного нормативнометодического обеспечения этих процессов на базе методологии автоматизации интеллектуального труда. Материалы и методы. В процессе исследований и разработок использовались: оригинальная методология автоматизации интеллектуального труда, обеспечивающая промышленный способ создания прикладных автоматизированных систем, методы моделирования прикладных задач, подлежащих автоматизации, в рамках этой методологии и системный подход как инвариантное представление и моделирование различных процессов. Результаты. Исследованы, проанализированы особенности создания, функционирования и развития автоматизированных систем на базе методологии автоматизации интеллектуального труда и разработаны формальные описания модели для указанных процессов. Выявлены взаимосвязи между содержательными характеристиками рассматриваемых процессов, характеристиками среды этих процессов и содержательными характеристиками входных и выходных объектов на основе системного подхода и теории систем. Выводы. Проведенные исследования и моделирования особенностей создания, функционирования и развития прикладных автоматизированных систем на базе методологии автоматизации интеллектуального труда на основе существующей нормативной базы позволили установить специфику моделей функционирования автоматизированных систем

В методических указаниях предусматривается использование метода моделирования измеряемых данных и исследования их свойств: метод наименьших квадратов (МНК) с использованием электронной таблицы Exel. Для разработки многофакторной математической модели приводится методика использования «Пакет анализа – регрессия». Даны указания к проведению лабораторной работы и обработке результатов.

Предназначаются для студентов четвёртого курса направления подготовки 150100 «Материаловедение и технологии материалов в металлургии» и 150400 «Металлургия» квалификации бакалавра. В работе рассмотрены методы оценки качества сварных соединений по ГОСТ 3242-79 и ГОСТ 30242–97.

Описан способ модификации поверхности стальных деталей жидкостным низкотемпературным борированием, позволяющий повысить их твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и, как следствие, эксплуатационные свойства изделий. Доказано наличие сплошного слоя боридов железа на стали после борирования и указан фазовый состав слоя. Отмечено, что дальнейшее повышение свойств борированной поверхности стали возможно применением поверхностной закалки токами высокой частоты либо обработкой в магнитном поле

Рассмотрена микроструктура магнитно-мягкого композиционного материала. На растровом микроскопе проведены исследования микроструктуры и химический анализ данного материала. Результаты исследований подтвердили наличие диэлектрического изоляционного покрытия на поверхности частиц железа, позволили вычислить толщину данного покрытия, показали отсутствие химического взаимодействия диэлектрического покрытия с железом, а также подтвердили положительное действие термообработки на увеличение прочности покрытия

Рассмотрен магнитно-мягкий композиционный материал. В лабораторных условиях проведены исследования и представлены его магнитные характеристики в зависимости от концентрации диэлектрика и температуры термообработки. Сделан вывод о возможности использования разработанного материала для производства магнитопроводов электрических машин малой мощности, работающих в переменных полях

В статье рассматривается методика расчета оптимальных режимов обработки рабочих поверхностей деталей станочных приспособлений. Представлен экспертный параметр качества, который позволяет рассчитать дискретные значения параметров качества поверхностей деталей станочных приспособлений. Показана математическая формализация по нахождению минимальной жесткости станочного приспособления по заданным высотным параметрам шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки. Указанные в статье методики позволяют проектировать станочные приспособления и другие изделия технологической оснастки с минимальными затратами на их изготовление.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Приведены 411 тестовых заданий по разделу «Метрология и технические измерения» дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация». К тестовым заданиям даны ответы.

С помощью программы ANSYS методом конечных элементов моделируется процесс упругопластической деформации стальной заготовки с учетом изменения свойств материала. В качестве примера исследуется напряженно–деформированное состояние проволоки в процессе ее волочения с учетом изменения свойств материала при нагревании.

Рассмотрены основные методы компактирования и консолидации порошковых наноматериалов для получения из них изделий. В большей части внимание уделено объемным наноструктурным материалам и изготовленным на их основе керамическим изделиям конструкционного и функционального назначения. Подробно изложены метод УЗ-компактирования порошков, коллекторный метод прессования, приведены конструкции коллекторных пресс-форм для производства порошковых изделий различной геометрической формы. Проанализированы характеристики напряженно-деформированного состояния и реологические свойства уплотняемого порошкового материала, определяющие качество изделий.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» по разделу «Материаловедение» предусмотрено выполнение 8 лабораторных работ. В рабочей тетради к каждой работе дается домашнее задание, выполнение которого позволяет изучить часть теоретических вопросов и плодотворнее использовать время, отведённое для выполнения лабораторной работы. Приводятся схематические изображения оборудования и диаграмм, которые требуют определенной доработки, а также контрольные вопросы.

В учебном издании изложена методика выполнения расчётно-графической работы; приведены справочные материалы для гладких цилиндрических и типовых соединений, задания по разделам дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация».

Методические рекомендации представляют собой сборник заданий, ситуационных задач и тестов по основным разделам курса «Метрология, стандартизация и сертификация». Представлен справочный материал.

Представлены материалы Международной научной конференции «Плазменные технологии исследования, модификации и получения материалов различной физической природы» и Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Плазменные технологии в исследовании и получении новых материалов», где отражены новые направления работ по плазменным технологиям.

Кратко изложены основные разделы курса материаловедения и технологии конструкционных материалов, обязательные для выполнения контрольных работ, приведены вопросы для самопроверки по каждому разделу изучаемого курса.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» по разделу «Горячая обработка металлов» предусмотрено выполнение 8 лабораторных работ. В рабочей тетради к каждой работе дается домашнее задание, что позволяет студенту лучше подготовиться к выполнению работ. Приводятся схематические изображения оборудования, инструментов, приборов и т. п., которые требуют определенной доработки, что позволит лучше усвоить материал.

Рассмотрены классификация, принципы маркировки сталей чугунов, алюминия, меди, титана, магния, сплавов, а также их микроструктура. Предназначены для студентов механических и технологических специальностей изучающих курс «Материаловедение».

Изложен материал по подготовке и проведению лабораторной работы по теме «Методы получения и свойства порошковых материалов».

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитно-мягких и магнитно-твердых материалов, а также проводников электрического тока и сегнетоэлектриков.

Рассмотрены устройство, принцип работы и основные характеристики магнетронных распылительных систем (МРС). Изложены физические процессы и особенности работы МРС. Перечислены основные типы и конструктивные схемы МРС. Дан пример конструкции МРС с электромагнитной системой.

Рассмотрены вопросы расчета и конструирования нажимных механизмов, уравновешивающих и предохранительных устройств рабочих клетей прокатных станов.

В учебном пособии дано математическое описание некоторых процессов, протекающих в дуге и сварочной ванне. Показано влияние параметров режима сварки на тепловые и силовые характеристики дуги и на электрическое поле в изделии и сварочной ванне.

Приведены общие сведения, содержание и порядок выполнения курсового проекта. Описаны методики расчета режимов механической обработки и различных методов наращивания поверхностей изношенных деталей. В приложении приводятся образцы технологической документации на восстановление деталей.

Методические указания содержат методику подготовки студентов к практическим работам, их выполнения во время аудиторных занятий, а также критерии оценки преподавателем выполненной студентом работы. Приведены примерные варианты заданий для выполнения практической работы и пример её результата. Предназначены студентам направления подготовки 190600.62 "Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов" очной формы обучения.

Рассмотрено контактное взаимодействие стальных шаров с обрабатываемыми поверхностями деталей при объемной отделочно-упрочняющей обработке в контейнерах с планетарным вращением. Разработана пространственная модель шероховатой поверхности, позволяющая оценить параметры шероховатости и глубину упрочнения поверхностного слоя. Предложен алгоритм определения технологических режимов и условий центробежной обработки, обеспечивающих достижение требуемых параметров шероховатости поверхности и глубины упрочнения металла для различных материалов обрабатываемых деталей.

Рассмотрены вопросы моделирования посредством программы LS-DYNA деформационного процесса сварки взрывом пластин и соединения волокон и матрицы. Определены параметры сварки взрывом. Исследована микроструктура биметаллических и армированных образцов. Выполнено сравнение результатов моделирования и экспериментов.

Рассматривается методика постановки и решения многокритериальной задачи оптимизации режимов равномерного охлаждения заготовки, получаемой методом непрерывного литья, в зоне вторичного охлаждения.

Предназначен для решения задач подбора основных промышленных, а также новых перспективных материалов, с одной стороны, и, с другой, - выбора эффективных методов обработки материалов для повышения надежности и долговечности изготовляемых из них изделий в зависимости от наиболее типичных условий их эксплуатации. Предлагаются способы решения этих задач для различных видов конструкционных материалов. Практикум оснащен необходимым справочным материалом, может быть использован студентами для лабораторных работ, научно-исследовательской работы, а также инженерно-техническими работниками предприятий транспортного и лесного комплекса.