Технологічні засади машинобудування (лекції)

ТОМ.

1. Пластмаси і їх переробки на изделия.

1. Пластмаси — штучні матеріали, одержувані з урахуванням високомолекулярних органічних речовин — полимеров.

2. Термопласты — у разі підвищення температури переходить до вязкотекучее стан, при охолодженні - затвердевают. Структура: лінійна, разветвленная.

3. Реактопласты — у разі підвищення температури переходить до вязкотекучее стан, зі збільшенням тривалості дії повыш. температур — в тверде стан. Структура — просторова. Властивості: висока твердість і термостойкость.

4. Склад пластмас — прості (тільки з полімеру) і сложные.

(входять наповнювачі, пластифікатори, отвердители, красители).

5. Наповнювачі - необхідні здешевлення і надання пластмас певних фізико-механічних властивостей. (Асбест — теплостойкость + фрикційні властивості; графіт — износостойкость).

6. Пластифікатори — підвищення еластичності і пластичності при переробці пластмас в вироби і збільшення їх морозостойкости.

Виконують роль смазывающих веществ.

7. Сполучні речовини — роль таких речовин виконують полимеры/смесь полімерів, зміст що у складних пластмассах — 30−70%.

Полімери: природні (природні смоли, целюлоза, білки), синтетические.

(эпоксидные смоли, полиамиды).

9. Основні способи переработки:

— Пряме (компрессионное) пресування — матеріал завантажується в оформляющуюся порожнину прес-форми, де відбувається формування під тиском і отвердіння за підвищеної температуре.

— Литьевое — матеріал завантажується до камери, доводиться до вязкотекучего стану, потім видушується в оформлену порожнину пресс-формы.

— Виливання під тиском — вихідний матеріал як гранул, порошку вступає у робочий циліндр вироби, там нагрівається, і видушується в пресс-форму.

— Відцентрове лиття — виготовлення виробів, мають форму тіл обертання. Темп. литьевой форми на 20−30 градусів вище, ніж температура плавлення. Форму обертають зі швидкістю 600−1800 оборотов.

— Экструзия (витискання) — безперервний процес одержання виробів шляхом продавлювання полімерних матеріалів через фильеру відповідного сечения.

— Каландрование — процес виготовлення аркушів чи стрічки шляхом пропускання розм’якшеного термопластичного матеріалу через зазор між кількома паралельними валками.

— Термоформирование — виготовлення повних об'ємних виробів із листових термопластичных материалов.

2. Властивості конструкційних материалов.

1. Механічні властивості матеріалів — характеристики, що визначають поведінка матеріалу під впливом прикладених зовнішніх сил. Вони є головними, оскільки вони сьогодні визначають службові властивості матеріалів. Їх показники — міцність, твердість, пластичність, ударна вязкость.

2. Деформація — напруга, прикладене до дійшли твердого тілу; зміна ж розмірів та форми тіла під впливом зовнішніх в внутрішніх сил.

Деформація, зникаюча після припинення дії сили — пружна, а залишається у тілі - залишкова (пластична). Повзучість — здатність матеріалу безупинно пластично деформуватися під впливом постійної силы.

3. Міцність матеріалу — здатність матеріалу опиратися деформації і руйнації. Фізичний межа плинності - найменше напруга, у якому зразок пластично деформується без помітного збільшення растягивающей навантаження. Тимчасовий опір розриву — напруга, відповідальна більшого навантаження, попереднє руйнації образца.

4. Твердість матеріалу — опір проникненню до нього іншого більш твердого тіла, не відчуває у своїй залишкових деформацій. Методи визначення: по Бриннелю (HB — вдавлення сталевого кульки в металеву пластину), Роквеллу (HRC, HRB, HRA), Виккерсу.

(вдавлювання алмазного конуса в пластину, вимір діагоналі отпечатка).

5. Пластичність — здатність матеріалів пластично деформуватися під впливом зовнішніх сил без руйнації. Крихкість — відсутність чи мале значення пластичності. Відносне подовження — ставлення до відсотках збільшення расчётной довжини зразка після розриву для її початкової довжині. Відносне звуження — ставлення різниці початковій площі й мінімальної площі поперечного перерізу зразка після розриву для її початкової площади.

6. Ударне в’язкість — робота удару, віднесена до початковій площі поперечного перерізу зразка на місці надреза.

7. Фізичні властивості матеріалу — характеристики, що визначають поведінка матеріалу під впливом прикладених зовнішніх сил. Фізичні випробування можуть виконуватися за умов динамічного чи статистичного навантаження, а як і при змінних нагрузках.

8. Хімічні властивості. Хімічна стійкість — здатність матеріалу опиратися дії зовнішніх агресивних середовищ. Хімічна активність — здатність матеріалу взаємодіяти з зовнішніми средами.

9. Технологічні властивості - здатність матеріалу піддаватися тим чи іншим видам обробки. Деформируемость — здатність матеріалу деформуватися без руйнації. Свариваемость — здатність матеріалу обробляти різними матеріалами різання. 10. Експлуатаційні - визначаються спеціальними випробуваннями залежно та умовами роботи машини (жаростійкість, хладостойкость).

3. Порошкова металлургия.

1. Порошкова металургія: характеристика й можливості метода.

ЛМ — область техніки, що охоплює виробництво металевих порошків і виробів із них. ЛМ виготовляє алмазно-металлические матеріали, які характеризуються високими ріжучими свойствами.

2. Вироби, одержувані методом ПМ.

3. Типова технологічна схему одержання виробів методом порошкової металлургии.

— отримання порошків вихідних материалов.

— приготування суміші заданого складу і формоутворення заготовки.

— агломерація заготовки.

— остаточна обробка спеченного изделия.

4. Способи отримання металевих порошков.

5. Основні способи формоутворення виробів: прокатка (пропускання через валки матеріал; отримуємо смуги і цілком стрічки), витискання (формование металевого порошку з пластифікатором шляхом продавлювання через отвір матеріалу; отримуємо труби, профілі), пресування (найбільш поширений спосіб: гаряче, изостатическое, гідростатичний, газостатическое).

6.

Збирання — щоб надати виробам необхідної міці й твердості. Його в інертної середовищі зменшення окислення металевих порошков.

4. Металлургия.

1. Вихідні матеріали доменного производства.

До них належать — залізничні й марганцеві руди, паливо і флюси. Залізні руди — червоний, буре, магнітний, шпатовий желєзняк. Марганцеві руди — містять марганець у різноманітних оксидів, застосовуються при виплавці чавуну, феромарганцю. Флюси — необхідні видалення з печі тугоплавкой порожній породи і золи палива (як флюсів використовують доломитизированный вапняк). Паливо служить як щоб одержати необхідних температур, але як і бере участь у хімічних процесах відновлення металів при плавленні. Основне паливо — КОКС — отримують шляхом спечення коксівних сортів вугілля без доступу повітря на спец. коксовых батареях.

2. Продукти доменного виробництва та їх применение.

Основні і побічні. Основні: а) доменні чавуни (передельные 80−85% - для переділу в сталь, ливарні - для виливків на машинобудівних заводах), б) феросплави (дзеркальний чавун 20−25%Mn, ферромарганцы — до 75%Mn, феросиліцій). Побічні: а) Шлаки, б) доменний газ (використовують у яких як паливо в воздухонагревателях).

3. Пристрій доменної печи.

— вертикальна піч шахтного типу, має зовнішнє металевий кожух, викладений всередині (футурованный) вогнетривкими матеріалами. Вона складається з: верхню частину — колошника (у ньому пристрій для завантаження шихти і труби це про людське доменного газу), шахти (у ній починаються процеси відновлення заліза та її коксування), распара (плавлення порожній породи із заснуванням шлаків), заплечика (закінчується відновлення заліза). Основний характеристикою домни є її объем.

— від осі чавунної лётки до верхнього рівня засипки матеріалів. Домна працює за принципом противотока. Кожна піч має 3−4 воздухонагревателя, працюючих поперемінно (складається з: камери згоряння насадки).

4. Основні техніко-економічні показники роботи доменної печі 1) Коефіцієнт використання корисного обсягу печі КИПО = корисний объём/суточная виробляє чавуну (кубометр/тонна).

2) Питома витрата коксу К=А/Р = кг/т.

5. Чавун — сплав заліза з вуглецем. Зміст вуглецю: С>2,14%. У чорної металургії є первинним продуктом металургійного виробництва, одержуваним з залізних руд.

6. Сталь — сплав заліза з вуглецем. Зміст вуглецю: С.