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

Приведены основные положения технологии продольной прокатки металлов и сплавов, примеры расчетов режимов обжатий при горячей и холодной листовой и сортовой прокатке, алгоритмы программ, использование которых облегчает многовариантные расчеты, а также методики расчета технологических параметров процессов прокатки, совмещенной с операцией прессования.

Детали сложной пространственной конфигурации из полимерных материалов часто изготавливают методами литья или объемной штамповки, что сопровождается образованием на поверхностях деталей остатков литниковых систем и облоя. Устранение или предотвращение появления этих дефектов на операциях формообразования приводит к значительному удорожанию технологического оснащения. Поэтому удаление облоя с полимерных деталей после литья или штамповки является трудоемкой технологической операцией, механизация которой является актуальной. Центробежно-планетарная объемная обработка является одним из наиболее производительных способов механизации зачистки. Цель исследования: разработка технологии эффективного удаления облоя с полимерных деталей небольшой массы и размеров. Исследована зависимость выхода годных и бракованных деталей от основных технологических факторов центробежно-планетарной объемной обработки. Предложена методика расчета, позволяющая реализовать способ зачистной обработки полимерных деталей с однократной дозированной подачей хладагента. Оптимизированы режимы для группы промышленных мелкоразмерных деталей.

Серия «Изобретения стран мира» - это ежегодные тематические выпуски по 112 темам, сформированные по индексам Международной патентной классификации (МПК) и охватывающие все области экономической деятельности человека. Выпуски содержат патентную информацию на русском языке, опубликованную в официальных бюллетенях ВОИС, ЕПВ, ЕАПВ, России. Информация о зарубежных изобретениях представляется на текущий год. Тематическая дифференциация осуществляется на основе Международной патентной классификации (МПК). Заглавия выпусков, информация в которых полностью соответствует определенным классам МПК, совпадают с названиями этих классов. Остальные выпуски журнала имеют обобщенные заглавия, конкретизированные перечнем соответствующих рубрик МПК. Патентная информация в выпусках содержит: библиографические сведения, заголовки и/или рефераты, а также чертежи, схемы и химические формулы.

В методической разработке рассмотрена самая крупная в общей классификации кузнечно -штамповочных машин группа оборудования — прессы. Представлено оборудование, применяемое для реализации процессов обработки металлов давлением, приведены схемы приводов прессов и дано описание принципа действия.

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.

Приведены эскизы машиностроительных деталей и рассмотрены примеры решения технологических задач по разработке конструкции и технологии получения заготовок (отливок, поковок, штампованных оболочек и т. п.) и способов механической обработки заготовок.

Исследованы характеристики порошков системы Ni—Mo, полученных методами химического осаждения и пиролиза ультразвуковых аэрозолей. Образцы исследованы методами низкотемпературной адсорбции азота, рентгеновской дифракции, рентгенофлуоресцентного анализа, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что метод пиролиза ультразвуковых аэрозолей позволяет контролировать состав двухфазного материала и получать нанопорошки сферической формы с развитой удельной поверхностью.

Рассмотрены основные технологические процессы термической и химико-термической обработки углеродистых и легированных сталей различного функционального назначения, влияние технологических параметров на структуру и свойства материалов, оптимальные режимы процессов.

Сравнительное исследование особенностей фазового состава и структурных свойств оксидных продуктов механохимической и термической обработки гидроксида циркония, модифицированного анионами МоО[4]{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 методических указаниях рассмотрены два способа получения отливок: литье в песчано-глинистые формы и литье в кокиль.

Рассмотрен процесс формирование градиентных механических и эксплуатационных свойств осесимметричных изделий комплексным локальным деформированием.

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.

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

Изложены сведения об основных методах измерения и управления технологическими параметрами термической и химико-термической обработки и приведен порядок выполнения конкретных заданий по установлению основных закономерностей процессов измерения и регулирования таких параметров, как температура, расход и давление технологической атмосферы, в том числе с использованием автоматизированных контрольно-измерительных и регулирующих систем.

Приведены теоретические сведения, расчетные формулы, методики расчета фрикционных муфт и цилиндров гидравлических прессов, а также начальные сведения о программном комплексе Ansys ED9.0 в объеме, достаточном для выполнения заданий без привлечения других источников. Даны условия по вариантам заданий.

В работе приведены методики и справочные данные для расчета параметров технологии при получении деталей из листового проката с использованием формоизменяющих операций листовой штамповки (ЛШ) – гибки и вытяжки. Рассмотрены примеры расчета параметров штамповки деталей «скоба» и «стакан». Представлены варианты индивидуальных заданий и контрольные вопросы.

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 приведены типичные задачи и методы их решения по основным разделам дисциплин «Теория термической обработки» и «Металловедение специальных сплавов».

Описано устройство для реверсивной листовой вырубки с возможностью перенастройки на различные соотношения первичной и реверсивной деформаций с учетом эффекта

Методические указания к внеаудиторной (самостоятельной) работе обучающегося по профессиональному модулю ПМ.02 «Оборудование цеха обработки металлов давлением, наладка и контроль за его работой» разработаны в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего профессионального образования (далее – СПО) по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением».

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно-технологического практикума в сварочных мастерских и последовательность их выполнения. Тетрадь служит студентам для самостоятельного решения задач, связанных с выбором способа сварки, вида и типа оборудования, последовательности технологических операций. Рабочая тетрадь предназначена для совместного использования с учебным пособием «Учебно-технологический практикум по сварочному производству» (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994; Ч. 1, 2, 2007).

Методические указания предназначены для студентов 2-4 курсов направлений 15.03.01 «Машиностроение» (прикладной бакалавриат) и 150700.62 «Машиностроение» (академический бакалавриат). В работе приведена методика расчета параметров технологии горячей объемной штамповки (ГОШ) круглых в плане поковок на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП). Рассмотрен пример проектирования технологии штамповки поковки «кольцо». Представлены варианты индивидуальных заданий и контрольные вопросы.

Представлен анализ известных и новых конструкций пресс-форм, разработанных в ЮУрГУ и предназначенных для прессования порошков в основном тугоплавких металлов и порошковых композиций на основе углерода и керамики

В методических указаниях приведена методика определения длины общей нормали зубчатого колеса для контроля его годности. Представлен порядок выполнения и порядок оформления лабораторной работы.

В методических указаниях дано описание устройства и принципа работы установок для газопламенного напыления.

В учебном пособии изложен материал по изучению дисциплины «Контроль качества сварных соединений». Приведены параметры и методики оценки качества сварных соединений.

Одним из наиболее перспективных направлений повышения износостойкости и проч-ности дереворежущего инструмента является закалка рабочих поверхностей лучом лазера. В статье приведены результаты экспериментальных исследований процесса лазерного упрочнения легированных инструментальных сталей, широко используе-мых для изготовления фрезерного дереворежущего инструмента. Известно, что пред-варительная объемная термообработка образцов из инструментальной стали оказыва-ет существенное влияние на показатели качества поверхностного слоя (остаточные напряжения, глубина упрочнения, микротвердость поверхности) при последующем лазерном упрочнении. Эксперименты проведены на установке импульсного лазерного термоупрочнения «Квант-18» с длиной импульса 8 мс на образцах сталей 9ХС и ХВГ. Остаточные напряжения упрочненной зоны и остаточный аустенит определяли с по-мощью установки Rigaku FSM-2M, микротвердость измеряли на микрошлифах твер-домером ПМТ-3. Первая серия экспериментов по лазерному упрочнению проведена на незакаленных образцах. Установлено, что после лазерного воздействия на струк-турно неоднородный образец возникают неблагоприятные растягивающие поверх-ностные напряжения, микротвердость при этом изменяется незначительно. Во второй серии экспериментов образцы подвергали объемной термообработке. Сделан вывод о том, что для качественного лазерного упрочнения после объемной термообработки необходимо проводить низкий отпуск. С ростом температуры отпуска происходит снижение остаточного аустенита в поверхностном слое упрочняемой детали, что уменьшает величину упрочненного слоя и микротвердость поверхности. Рост темпе-ратуры предварительной закалки положительно сказывается на показателях качества упрочненного слоя, но при этом существенно снижается обрабатываемость резанием инструментальных сталей, что может негативно отразить на операциях механической обработки рабочих и базирующих поверхностей инструмента (включая шлифование), предшествующих операции лазерного упрочнения.

В пособии рассмотрены особенности одного из наиболее распространенных способов производства холоднодеформированных труб – холодной периодической прокатки на станах холодной прокатки труб (ХПТ); представлены основные зависимости для расчета технологических параметров холодной периодической прокатки на станах ХПТ; описана технология прокатки труб на них и даны рекомендации по расчету технологического инструмента; охарактеризованы наиболее интересные конструкции рабочих клетей этих станов.

В работе приведена методика расчета параметров технологии горячей объемной штамповки (ГОШ) поковок удлиненной формы на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШЛ). Рассмотрен пример проектирования технологии штамповки поковки «шатун». Представлены варианты индивидуальных заданий, контрольные вопросы и компьютерная программа для расчета параметров технологии.

Рассмотрены основные виды изнашивания типовых узлов и деталей машин, прежде всего бурового, нефтегазопромыслового и перерабатывающего оборудования. Освещены особенности разрушения и упрочнения поверхностей. Дана оценка износостойкости различных конструкционных материалов. Представлены технологии повышения прочности и износостойкости деталей: легирование стали, термическая обработка, поверхностная закалка, химико-термическая обработка, поверхностное пластическое деформирование. В приложениях содержатся практические работы по темам учебной дисциплины.

Изложена методика определения конструкторских и технологических параметров цилиндрических оболочек баллонов давления, изготовляемых методом намотки из однонаправленных композиционных материалов. Результаты расчетов служат основой для разработки технологического процесса и управляющих программ намотки композитных корпусов двигателей или баллонов давления на станках с программным управлением.

Исследовались материалы, полученные из композиций Cu-CuO-AI-C с применением реакционного размола и последующего отжига. Показано, что за счет твердофазных взаимодействий, инициированных деформацией при реакционном размоле и термически активируемых при отжиге, возможно получение материалов с размерами зерен матричного металла 150-300 нм с расположенными по границам включениями фазы гамма - AI[2]O[3] размерами 30-60 нм. Такая структура является термически устойчивой и не склонна к рекристаллизации до температуры 860? C.

В пособии дано представление о современных безокислительных и травящих средах, применяемых для нагрева при термической обработке. Показано, что эффективность выбора среды для термической обработки деталей из конкретных сталей непосредственно связана с ее физико-химическими и технологическими свойствами. Рассмотрены особенности термической обработки деталей машиностроения из различных сталей с нагревом в жидкой среде — натрий-бор-силикатных расплавах. Описано влияние способа нагрева на механические свойства деталей из коррозионно-стойкой, шарикоподшипниковой, быстрорежущей и других сталей.

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

Атлас дефектов сварных соединений и основного металла включает варианты графического представления дефектов сварных соединений, фотографии и микроструктуры дефектов основного металла. Приведена информация о причинах образования дефектов, путях их предотвращения и способах устранения. Данная работа развивает раздел «Дефекты поверхности основного металла» РД 03-606-03.

Цель работы заключалась в разработке технологии ферритного пигмента ингибирующего типа на основе утилизации отходов металлургического производства и получения ацетилена, а также разработке рецептур алкидной и эпоксидной грунтовок, содержащих полученный пигмент в качестве противокоррозионного компонента.

В статье приводятся данные о продукции и свойствах заготовок из высокодисперсных коксо-пековых композиций, полученных на шнековом прессе. Материал в канале пресса на стадии формования заготовки при давлениях от 10 до 40 МПа подвергают как поэтапно, так и одновременно разнознаковым и разнонаправленным деформациям вытяжки, осадки, сдвига и кручения. При этом суммарная деформация обрабатываемой шихты достигает нескольких сотен процентов, что позволяет обеспечить высокое качество смешения и однородность свойств высокодисперсных коксо-пековых заготовок из высокодисперсных шихт, содержащих не более 24 ÷ 28% пека.

Рассматривается взаимосвязь эксплуатационных свойств станочного приспособления между собой. Определены качественные взаимосвязи между эксплуатационными свойствами для решения оптимизационной задачи выбора или проектирования станочного приспособления с заданной функциональностью и долговечностью. Решение оптимизационной задачи проектирования станочного приспособления представлено относительно таких эксплуатационных свойств как прочность, контактная прочность, усталостная прочность, жесткость, контактная жесткость, износостойкость, фреттингостойкость, трение, виброустойчивость, зажимная способность, постоянство размеров (рассмотрение ведется с позиций релаксации и ползучести материала), определено влияние легирования материала деталей станочного приспособления на повышение его прочности.

Рассматривается механизм удаления облоя с полимерных деталей при низкотемпературной объемной обработке в контейнерах с планетарным вращением. Разработана методика назначения технологических режимов и прогнозирования результатов обработки на основе динамических характеристик взаимодействия рабочих тел с полимерными деталями.

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.

В статье обосновывается применение ручных ударных машин с линейным электромагнитным приводом для соединения строительной арматуры в стальных цилиндрических втулках. Произведен выбор наиболее подходящей энергии удара для соединения арматуры диаметром 10...14 мм как наиболее часто использующейся в плитах перекрытия и фундаментах зданий. Сравнив усилие на разрыв обжимного и сварного соединения, установлено, что качество таких соединений сопоставимо. С помощью модели системы «оператор – машина – обрабатываемое изделие» выявлены наиболее виброопасные фазы рабочего цикла ударной машины, а с помощью модели машины как колебательной системы установлены частоты, в которых необходимо производить замеры виброускорения. Экспериментально установлено, что уровень вибронагрузки при опрессовке арматуры находится в пределах допустимых значений, однако существует необходимость снижения вибронагрузки на корпус устройства. Результаты исследования показывают, что с помощью ручных ударных машин с энергией удара 50 Дж возможно соединять строительную арматуру диаметром 10...14 мм. При этом необходимо усовершенствование конструкции известных машин для обеспечения вибробезопасности.

Газовые плавильные агрегаты на водородном топливе позволяют вести плавку шихтовых материалов, имеющих высокую температуру плавления. Добавка в продукты горения углеродосодержащих веществ снижает энергоемкость процесса плавки, достигается повышение температуры, уменьшается расход топлива, повышается производительность плавильного агрегата.

Конструирование деталей авиационных конструкций из горячештампованных заготовок. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Настоящие методические указания содержат краткое описание и порядок создания диаграмм в сфере OpenOffice, необходимые для выполнения студентами лабораторных работ при изучении дисциплины «Компьютерные технологии». Могут быть использованы при оформлении презентаций, отчетов, рефератов, курсовых заданий, выпускной квалификационной работы и др. для наглядного представления числовой информации.

Данное пособие ориентированно на студентов занимающихся научно-исследовательской работой в области листовой штамповки. В нем приведены основные методы изготовления листовых деталей летательных аппаратов и их двигателей. На примере использования программы DEFORM показаны приемы получения данных являющихся спецификой процессов вытяжки и обжима цилиндрической заготовки.

В учебном пособии изложены вопросы, касающиеся теории и технологии процессов прокатки, прессования и волочения металлов. Рассмотрен порядок технологических расчетов и приведены примеры расчетов получения длинномерных изделий методами прокатки, прессования и волочения.

В методических указаниях содержатся описания четырех лабораторных работ, посвященных выбору и созданию моделей тепловых процессов лазерной обработки с применением аналитических методов расчета, установлению показателя технологической прочности сплавов при фазовых и структурных превращениях.

Показано, что при определенного вида намеренно создаваемом неоднородном охлаждении можно не только количественно, но и качественно изменять эпюру остаточных радиальных напряжений. Предложено использовать неоднородное температурное поле как управляющий фактор, регулирующий величину и кинетику остаточных напряжений.

В учебно-методическом пособии приводятся методики оценки физико-химических свойств материалов: определение плотности и пористости материалов, изготавливаемых методами порошковой металлургии, измерение удельного электросопротивления материалов, измерение удельной электропроводимости растворов электролитов, исследование скорости электрохимической коррозии, получение гальванических покрытий.