В учебном пособии рассмотрены: технологическая оснастка (приспособления и инструменты), материалы и оборудование, используемые в литейном и сварочном производстве, а также при обработке металлов давлением, обеспечивающие повыение качества и долговечности изделий машиностроения, снижение их себестоимости. Приведен необходимый минимум теоретических сведений и подробные инструкции для самостоятельных и аудиторных занятий. Учебное пособие позволяет познакомиться с практическими приемами формовки, сварки и ковки, изучить основы технологии литейного, сварочного и кузнеч-ного производства. В процессе работы с учебным пособием при выполнении практических и решении теоретических заданий по литейному и сварочному производствам, а также обработке металлов давлением, у студентов формируется навык работы с учебно-методической литературой. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: «Машиностроение», «Наземные транспортно-технологические средства», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», «Агроинженерия», «Теплоэнергетика и теплотехника», «Электроэнергетика и электротехника». Будет интересно специалистам предприятий общего и специального машиностроения.

• 1.5.2. Конструкционные стали................................................................
• 1.5.3. Инструментальные стали...............................................................
• 2.8.3. Формовка в двух опоках по разъемной модели..........................
• 2.8.4. Формовка в двух опоках с подрезкой...........................................
• 2.8.5. Механизация и автоматизация процессов формовки........................
• 4.5.2. Организация рабочего помещения кузнечной мастерской........
• 4.5.3. Оборудование, инструменты и приспособления.........................
• 4.5.4. Операции ковки..............................................................................
• 4.5.5. Охлаждение поковок.....................................................................
• 4.5.6. Очистка поковок.............................................................................
• 4.5.7. Дефекты поковок............................................................................
• Вопросы для самопроверки..........................................................................
• 1.1. Свойства конструкционных материалов
• 1.3. Дефекты кристаллического строения
• 1.4. Термическая обработка
• 1.5. Классификация и маркировка сталей
• 1.5.2. Конструкционные стали
• 1.5.3. Инструментальные стали
  • Штамповые стали
• 1.6. Классификация и маркировка чугунов
• Чугун – сплав железа и углерода с содержанием углерода от 2,14 до 6,67 %. Углерод в чугуне содержится в феррите, входит в состав цементита (Fe3C) или образует графит.
• По степени графитизации чугун подразделяют на белый (практически не графитизированный), отбеленный или половинчатый (частично графитизированный) и серый (в значительной степени или полностью графитизированный).
• Графитизированные чугуны маркируется буквами СЧ, ВЧ, КЧ, ЧВГ и числом, которое показывает предел прочности при растяжении (временное сопротивление) – σв [кгс/мм2] или [×10 МПа]. В марках ковких чугунов присутствует число, показывающее относительное уд...
• Например, обозначение чугуна СЧ30 означает, что он относится к серым чугунам с пластинчатым графитом и имеет σв = 30 кгс/мм2 = 300 МПа. Марка ВЧ60 означает, что он относится к высокопрочным чугунам с шаровидным графитом, σв = 60 кгс/мм2 = 600 МПа. ЧВГ...
  • Белый чугун
  • Высокопрочный чугун (ВЧ)
• Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает не только высокой прочностью, но и пластичностью.
• Высокопрочный чугун маркируют буквами «В» – высокопрочный, «Ч» – чугун, а также цифрами. Например, ВЧ38, ВЧ120 (всего девять марок). Цифры показывают предел прочности при разрыве [×10 МПа]. Например, ВЧ100 – высокопрочный чугун, предел прочности при р...
• 1.7. Цветные металлы и сплавы
• В цветных сплавах ряд легирующих элементов имеют отличные от сталей обозначения.
• Цифра за буквой указывает содержание легирующего элемента в процентах, если цифра за буквой не стоит, то содержание легирующего элемента не превышает 1,5 %.
• Для изготовления деталей машин широко используют сплавы на основе меди – бронзы и латуни. Они и прочнее, и пластичнее чистой меди. Прочность медных сплавов соответствует прочности низкоуглеродистых сталей в отожженном состоянии (до 600 МПа).
• Рисунок 2.2 − Схема процесса литья в песчано-глинистые формы:
• а, б, в, г, д, е – этапы получения отливки
• 2.1. Литейные свойства материалов
• Жидкотекучесть – способность сплава в жидком состоянии заполнять полость литейной формы, воспроизводя полностью и точно ее очертания.
• Ликвация – это неоднородность химического состава в различных частях отливки или слитка.
• Трещиностойкость – способность сплава сопротивляться образованию трещин. Образование внутренних напряжений, которые могут привести к образованию трещин в отливках, имеет различные причины.
• 2.2. Проектирование отливки
• 2.3. Литейная оснастка
• 2.4. Изготовление моделей
• 2.5. Литниковая система, ее назначение, устройство и расчет
• 2.6. Приспособления и инструменты
• для изготовления литейных форм
• 2.7. Формовочные и стержневые материалы
• Основные свойства формовочных и стержневых смесей
• 2.8. Формовка
• 2.8.1. Изготовление стержней
• 2.8.2. Формовка в парной опоке по неразъемной модели
• 2.8.3. Формовка в двух опоках по разъемной модели
• 2.8.4. Формовка в двух опоках с подрезкой
• 2.9. Плавка литейного сплава
• 2.10. Заливка форм
• 2.11. Охлаждение, выбивка, обрубка и очистка литья
• 2.12. Термическая обработка отливок
• Отливки в литом состоянии имеют крупнозернистую структуру, низкие прочностные и пластические свойства. В них сохраняются значительные внутренние напряжения. Для улучшения структуры и свойств отливки подвергают термической обработке.
• Операции и режимы термической обработки назначают с учетом марки сплава и требований к механическим свойствам отливок согласно техническим условиям.
• Стальные отливки подвергают термической обработке в два этапа. Сначала проводят предварительную термообработку для снятия внутренних напряжений, измельчения зерна, снижения твердости перед механической обработкой. Отливки, склонные к образованию значи...
• Термическую обработку чугунных отливок проводят для снятия внутренних напряжений, стабилизации размеров, снижения твердости и улучшения обрабатываемости, повышения механических свойств или износостойкости. При низкотемпературном отжиге (500…630 С) сн...
• Качество отливок из алюминиевых и магниевых сплавов улучшают путем старения, отжига, закалки и закалки с последующим искусственным старением. Отливки из медных сплавов в отдельных случаях отжигают для снятия внутренних напряжений.
• 2.13. Специальные способы литья
  • Центробежное литье
  • Литье под давлением
  • Литье по выплавляемым моделям
  • Корковое литье или литье в оболочковые формы
  • Литье по газифицируемым моделям
  • Литье в разъемные керамические формы
• 2.14. Дефекты отливок
  • Группа дефектов «Несоответствие геометрии»
  • Группа «Дефекты поверхности»
  • Группа дефектов «Несплошности в теле отливки»
  • Группа дефектов «Включения»
  • Группа дефектов «Несоответствие по структуре»
  • Исправление дефектов в отливках
• 3. СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
• 3.1. Классификация сварочных процессов
  • Сварка плавлением – это сварка местным сплавлением сопрягаемой(ых) поверхности(ей) без приложения внешнего давления.
  • Сварка давлением – это сварка с приложением внешней силы, достаточной для того, чтобы вызвать большую или меньшую степень пластической деформации двух прилегающих поверхностей, как правило, без присадочного материала.
• 3.2. Сварные соединения
  • Стыковое соединение – тип соединения, при котором детали лежат в одной плоскости и примыкают друг к друг торцовыми поверхностями.
  • Параллельное соединение – тип соединения, при котором детали параллельны друг другу, например, при плакировании взрывом.
  • Нахлесточное соединение – тип соединения, при котором детали параллельны друг другу и частично перекрывают друг друга.
  • Тавровое соединение под прямым углом – тип соединения, при котором детали сопрягаются под прямым углом (образуя Т-образную форму).
  • Крестообразное соединение – тип соединения, при котором две детали, лежащие в одной плоскости, примыкают под прямым углом к третьей детали, лежащей между ними (образуя двойную Т-образную форму).
  • Рисунок 3.1 − Основные типы сварных соединений
  • по ГОСТ Р ИСО 17659–2009
  • Тавровое соединение под острым углом – тип соединения, при котором одна деталь примыкает к другой под острым углом.
  • Угловое соединение – тип соединения, при котором угол между поверхностями двух деталей в месте примыкания кромок от 30 до 135 .
  • Торцовое соединение – тип соединения, при котором угол между поверхностями двух деталей в месте примыкания кромок составляет от 0 до 30 .
  • Соединение нескольких деталей – тип соединения, при котором не менее трех деталей примыкают друг к другу под любым углом.
  • Перекрестное соединение – тип соединения, при котором две детали (например, проволоки) лежат друг на друге пересекаясь.
• 3.3. Свариваемость материалов
• 3.4. Электродуговая сварка
• 3.4.1. Источники сварочного тока
• 3.4.2. Сварочный пост
• 3.4.3. Электроды для ручной дуговой сварки
• Рисунок 3.10 − Положения сварного шва при сварке
• по ГОСТ Р ИСО 6947−2017:
• РА – нижнее; PB – горизонтальное тавровых соединений и горизонтальное при вертикальном положении осей труб; PC – горизонтальное;
• PD – потолочное тавровых соединений и потолочное при вертикальном положении осей труб; PE – потолочное; PF – вертикальное снизу вверх;
• PG – вертикальное сверху вниз; PH – вертикальное снизу вверх (труба неповоротная); PJ – вертикальное сверху вниз (труба неповоротная);
• J–L045 – полувертикальное сверху вниз;
• H–L045 – полувертикальное снизу вверх
• Примеры обозначения при классификации по пределу текучести и энергии удара 47 Дж
• Обозначение покрытого электрода включает номер стандарта ГОСТ Р ИСО 2560−2009 и букву «А».
• Обозначение такого электрода:
• ГОСТ Р ИСО 2560–А–Е 46 3 1Ni B 5 3 H5.
• Обязательная часть: ГОСТ Р ИСО 2560–А–Е 46 3 1Ni В, где ГОСТ Р ИСО 2560–А – номер стандарта (классификация по пределу текучести и энергии удара 47 Дж); Металл шва, наплавленный покрытым электродом для ручной дуговой сварки (Е), имеет минимальный преде...
• Пример обозначения при классификации по пределу прочности при растяжении и энергии удара 27 Дж
• Обозначение такого электрода:
• ГОСТ Р ИСО 2560–B–E5518–N2 A U Н5.
• Обязательная часть: ГОСТ Р ИСО 2560–В – E5518–N2 А, где ГОСТ Р ИСО 2560–В – номер настоящего стандарта (классификация по пределу прочности при растяжении и энергии удара 27 Дж); металл шва, наплавленный покрытым электродом для ручной дуговой сварки (Е...
• 3.4.4. Технология и техника ручной дуговой сварки
• Диаметр электрода ориентировочно определяется по формуле
  • Рисунок 3.12 − Конструктивные элементы сварных швов (з, и, к)
  • и разделки кромок (а, б, в, г, д, е, ж) при сварке:
  • а – односторонняя одной кромки (δ < 10 мм); б – V-образная (δ < 16 мм); в – U-образная (δ < 20 мм); г – X-образная
  • (δ > 16 мм); д − двухсторонняя одной кромки; е − односторонняя одной кромки; ж − односторонняя двух кромок;
  • з, и, к − конструктивные элементы угловых, нахлесточных и стыковых соединений: α – угол разделки кромок (60…90 ); β – угол скоса кромок (30…50 ); b – зазор (0…3 мм); c – притупление кромок (2…4 мм); 𝛿 – толщина свариваемого
  • металла; e – ширина шва; q – выпуклость шва; h – глубина провара; t – толщина шва (t = q + h); k – катет углового шва;
  • p – расчетная высота углового шва, a – толщина углового шва; Fо и Fэ – площадь основного и присадочного металла шва
• 3.5. Газовая сварка
• 3.5.1. Оборудование для газовой сварки
• 3.6. Резка металлов
  • Твердые включения ослабляют сечение шва, снижают его прочность и становятся зонами концентрации напряжений. Твердыми включениями могут быть шлак и посторонние металлы (например, вольфрам от неплавящегося электрода).
    • 4. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
• 4.1. Физические основы ОМД
• 4.2. Влияние различных факторов на пластичность металла
• Температурный режим при горячей ОМД
• 4.3. Устройства для нагрева заготовок
• 4.4. Способы ОМД
• 4.5. Ковка
• 4.5.2. Организация рабочего помещения
• кузнечной мастерской
• 4.5.3. Оборудование, инструменты
• и приспособления
• 4.5.4. Операции ковки
• 4.5.5. Охлаждение поковок
• 4.5.6. Очистка поковок
• 4.5.7. Дефекты поковок