- •Литье в песчано-глинистые формы
- •Основы теории
- •Проектирование технологии изготовления отливок и расчет литниково-питающих систем
- •1. Проектирование чертежа отливки и литейной формы.
- •1.1. Разработка эскиза отливки
- •1.2. Выбор класса точности и назначение допусков на размеры, припусков на механическую обработку.
- •1.3. Выбор толщины стенок отливки и их сопряжения
- •1.4. Назначение литейных уклонов
- •1.5. Нанесение других технологических указаний
- •2. Выбор типа, проектирование и расчет литниково-питающей системы
- •3. Определение габаритов опок
- •4. Определение размеров литейной формы
- •5. Оценка эффективности способа изготовления заготовки
- •Практическая часть Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Тестовые задания для занятия №1
- •Горячая объёмная штамповка
- •Основы теории
- •Разработка чертежа поковки и расчет основных параметров процесса
- •3. Назначение кузнечных допусков
- •4. Назначение размеров облойной канавки
- •5. Определение основных параметров процесса.
- •6. Определить мощность штамповочного оборудования
- •Практическая часть Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Тестовые задания для занятия № 2
- •8. Эскиз облойной канавки и её размеры
- •Холодная штамповка
- •Основы теории Расчёт операций листовой штамповки
- •Практическая часть Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Тестовые задания для занятия №3
- •14. Выводы по работе.
- •Расчет усилия прессования
- •Основы теории Прессование по прямому и обратному способу
- •Прессование труб.
- •Формы матриц
- •Практическая часть Порядок выполнения работы
- •Вопросы
- •Тестовые задания для занятия №4
- •Пример оформления задания
- •Расчет усилия волочения
- •Основы теории Способы волочения и механическая схема деформации при волочении
- •Волочение прутков, проволоки и труб
- •Усилие при волочении
- •Практическая часть Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Тестовые задания для занятия №5
- •Пример оформления задания
- •Рассчет режимов ручной дуговой сварки
- •Основы теории Параметры режима дуговой сварки
- •Расчет режимов ручной сварки стыковых швов
- •Пример №1 оформления задания
- •Пример №2 оформления задания
- •Расчет и проектирование пресс-форм
- •Практическая часть Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Тестовые задания для занятия №7
- •Технология конструкционных материалов Практикум
- •420111, Казань, к.Маркса, 10
Пример оформления задания
Определить усилие волочения для медных прутков диаметром 11,6 мм при их протягивании на размер 9 мм через матрицу с углом α = 80 и длиной цилиндрического поиска l = 2 мм, если f = 0,1.
Найдем числовые значения величин, входящих в формулу (1). Из диаграммы (рис. 5.2) предел текучести для отожженой меди (обжатие 0%) σТО = 7 кг/мм2.
После протяжки прутков до 9 мм обжатие будет равно 40%, а предел текучести (рис. 5.2) 33 кг/мм2 тогда
; П=28,3 мм; ;
; ;
Подставляем найденные величины в формулу (1)
Отсюда усилие волочения
Фактическое усилие составило 1200 кг.
Усилие волочения может быть подсчитано и упрощенным путем. На практике принимают σвол = 0,6σвсред, где σв1 = 39 кг/мм2; (Для углеродистой стали использовать 9-ю кривую)
Усилие волочения Р = 0,6 · 32,5 · 63,6 = 1240 кг. Оно незначительно больше фактического усилия.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6
Рассчет режимов ручной дуговой сварки
Режимы сварки являются одним из важных элементов технологического процесса, правильное назначение которых позволяет снизить себестоимость работ, повысить производительность труда и качество соединений при изготовлении и ремонте судовых конструкций. Режимом сварки называется совокупность основных параметров и технологических факторов сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных швов и соединений необходимых размеров, формы и качества при оптимальной производительности.
Цель работы: Ознакомиться с методом ручной дуговой сварки и рассчитать параметры режима.
Основы теории Параметры режима дуговой сварки
К основным параметрам режима дуговой сварки относятся: сила сварочного тока -IC, A, напряжение на дуге - UД, В, скорость сварки VC, м/ч, диаметр электродной проволоки или электрода -d, мм и скорость подачи проволоки VC, м/ч, для автоматической и механизированной сварки.
Методическими указаниями предусматривается также определение обобщенного параметра, режима сварки - погонной энергии дуги qn (Дж/см).
При ручной сварке напряжение на дуге и скорость сварки не регламентируют. Однако последние необходимы при нормировании труда и расхода электроэнергии, а также для определения погонной энергии дуги.
К технологическим факторам режима сварки относятся: род тока и его полярность, марка флюса или электрод, сорт защитного газа и его расход, вылет электродной проволоки и другие.
Химический состав металла шва, его структура и механические свойства зависят от долей основного и присадочного металла, образующего шов.
Доля основного металла в шве равна отношению площади проплавления основного металла (FПР) к площади всего сечения шва (FПР+FН)
, (1)
где FН - площадь поперечного сечения наплавленного металла шва.
Для стыковых швов без скоса кромок и зазора между кромками (рис. 6.1) площади FПР и FН определяют по формулам
для 1-го прохода
FH=KП еg; FПР=КПР е а; (1.2)
для 2-го прохода
FH=КП е1 g1; FПР=КПР е1 а1,
где КП - коэффициент полноты валика: КП=0,75;
КПР - коэффициент заполнения: КПР=0,55-0,7;
е, е1 - ширина шва при 1-м и 2-м проходах;
g, g1 - высота выпуклости шва;
a, а1 - глубина проплавления основного металла;
∆а - величина перекрытия проходов:
∆а=а+а1-s при а1=0,5 s, ∆а=0,2s
Величина обычно находится в пределах:
для швов без разделения =0,65 - 0,70;
д ля швов с разделкой зависит от формы разделки и будет значительно меньше.
Рис. 6.1. Конструктивные элементы и размеры стыкового шва
Для угловых швов с выпуклостью без скоса кромок и зазора (рис. 6.2.) площадь поперечного сечения наплавленного металла рассчитывают по формулам:
(1.3)
где - катет углового шва;
- ширина углового шва: ;
g - высота выпуклости углового шва:
При наличии зазоров «в» при автоматической и механизированной сварке FH будет больше: соответственно на 0,56Кв и 0,28Кв.
Однако площадь FH для угловых швов лучше принимать по нормативам, данных в указаниях к выполнению заданий.
Расчетные формулы для определения площади поперечного сечения наплавленного металла шва для основных типов сварных соединений применяемых в судовых конструкциях, приведены в табл. 6.1.
Рис. 6.2. Конструктивные элементы и размеры углового шва: для ручной сварки для механизированной для автоматической
Качество сварных швов зависит также от формы шва, определяемой коэффициентом формы провара и выпуклости валика :
для стыковых швов
для угловых швов ,
где - высота углового шва без выпуклости или глубина проплавления (рис. 6.2).
Очертание зоны проплавления определяемой коэффициентом формы провара, влияет на характер первичной кристаллизации и технологическую прочность сварных швов, т.е. стойкость против образования кристаллиза-ционных трещин, вибрации и ударов. Например, большую склонность к образованию трещин имеют узкие швы с большой глубиной проплавления и широкие швы с малой глубиной проплавления.
Таблица 6.1.
Основные типы сварных соединений, применяемые при изготовлении судовых конструкций
Условное обозначение соединения |
Конструктивные элементы |
Формула для расчета площади поперечного сечения наплавленного металла шва |
|
подготовленных кромок свариваемых деталей |
сварного шва |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
С7 |
|
|
для первого прохода Fн= 0,6 S в + 0,75 еg; для второго прохода Fн= (S – a) в + 0,75 е1g1 |
С4 |
|
|
Fн=Sв+0,75ед+ 0,75 е1g1
|
С9 |
|
|
со стороны разделки Fн=Sв+0,75(S-c)2tgα+0,75 еg для подварочного шва Fн=0,75е1g1 |
С21 |
|
|
со стороны разделки Fн=Sв+(S-c)2tgα+0,75еg для подварочного шва Fн=0,75е1g1 |
Т1 |
|
|
Ручная сварка Fн= 0,5 К2 + 1,05 Кg Автоматическая сварка Fн= 0,5 К2 + 1,05 Кg + +0,56 Кв Механизированная сварка Fн= 0,5 К2 + 1,05 Кg +0,28 Кв |
Т3 |
Продолжение табл.
1 |
2 |
3 |
4 |
Т7 |
|
|
со стороны разделки Fн = Sв+0,75 (S-c)2tgα+0,75 еg для подварочного шва Fн= 0,5 К2+1,05 Кg
|
Н1 |
|
|
Аналогично соединению Т1 |
Поэтому значения коэффициентов и должны иметь оптимальные пределы:
для стыковых швов ; ;
для угловых швов ; .
Исходными данными для расчета основных параметров режима сварки являются:
вид и толщина металла;
способ сварки;
тип и пространственное положение сварного соединения;
конструктивные элемента и размеры подготовленных кромок свариваемых деталей и сварных швов предусмотренные стандартами;
технологическая свариваемость металла.
Технологическая свариваемость - это свойство металла образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным спецификой конструкции и условиям ее эксплуатации.
Технологическая свариваемость определяет чувствительность основного металла и металла шва к термомеханическому воздействию при сварке (склонность к росту зерна, закалке, образованию разного рода трещин, склонность к потере металлом антикоррозионных и других специальных свойств).
В заданиях контрольной работы предусмотрены расчеты режимов сварки малоуглеродистых и низколегированных судостроительных сталей, не чувствительных к термическому циклу сварки, так как они обладают значительным запасом пластичности при относительно низком содержании углерода и других легирующих элементов, а следовательно, обладают хорошей свариваемостью и не требуют предварительного подогрева и последующей термообработки. К таким сталям относятся стали с эквивалентным содержанием углерода . Поэтому расчет режимов ведут независимо от марки, химического состава и механических свойств основного металла при выбранных сварочных материалах. Результатом расчета являются основные параметры режима сварки для заданных по стандарту размеров и формы сварных швов.
Общий порядок расчета режимов сварки предусматривает:
- выбор размеров сварных швов по стандартам
- расчет или выбор по нормативам площади поперечного сечения наплавленного металла шва или площади провара металла;
- выбор или расчет диаметра электрода или электродной проволоки;
- назначение глубины проплавления металла;
- расчет и проверка на допускаемую плотность силы сварочного тока;
- расчет скорости сварки;
- расчет скорости подачи электродной проволоки;
- расчет напряжения на дуге;
- расчет погонной энергии дуги;
- назначение вылета электродной проволоки;
- назначение расхода защитного газа.