Технология конструкционных материалов (стр. 1 )

МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный Авиационный Университет

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Лабораторный практикум

для студентов направления

1001 «Авиация и космонавтика»

и 0905 «Энергетика»

Киев 2010

УДК 669.017.002.3:621.7

ББК К430я7

Т 384

Составители: , ,

,

Рецензенты: , ,

Утверждено методически–редакционным советом Національного авиационного университета (протокол № от 2010 г.)

Т384	Технология конструкционных материалов: лабораторный практикум/ Сост.: , ,   и др. – К.: НАУ, 2010. – 48 с.

Рассмотрена обработка металлов литьем, давлением, электрохимическими, физическими методами, сварка металлов, паяние алюминия и обработка материалов абразивным инструментом. Представлено короткие теоретические сведения и порядок выполнения работ.

Для студентов направлений 1001 "Авиация и космонавтика" и 0905 "Энергетика".

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………...4

Лабораторная работа 1. Изучение характера деформации

металла при прессовании……………………………………….…...5

Лабораторная работа 2. Изучение характера деформации

металла при листовом штамповании………………………….…....8

Лабораторная работа 3. Влияние режимов обкатки шаром …….13

Лабораторная работа 4. Электроискровая обработка металлов…17

Вопрос для самостоятельной подготовки к модульной

контрольной работе 1..………………….……………………….….21

Лабораторная работа 5. Изучение технологии и оборудование холодной сварки. ……………………………………………………22

Лабораторная работа 6. Изучение технологии и оборудование электрической контактной сварки. …………………………….....26

Лабораторная работа 7. Пайка металлов с помощью

ультразвука………………..……………………………………….. 33

Лабораторная работа 8. Выбор основных параметров режущего абразивного инструмента ……………………………..…………...37

Вопрос для самостоятельной подготовки к модульной

контрольной работе 2…..…………………..………………………46

Список литературы ……………………..………………………….48

ВВЕДЕНИЕ

Развитие авиации нуждается в постоянном пополнении авиапредприятий квалифицированными инженерными кадрами.

Цель лабораторного практикума, который отвечает программе курса «Технология конструкционных материалов", – закрепить и углубить знание лекционного материала, полученные навыки проведения самостоятельных опытов, необходимые для решения задач будущими инженерами–механиками во время производства, технического обслуживания и ремонта воздушных судов на авиапредприятиях.

Перед выполнением лабораторной работы проводится опрос студентов по теме задания. При неудовлетворительном знании темы студент к выполнению лабораторной работы не допускается, но он обязан после соответствующей подготовки выполнить задание со второй группой.

Каждое выполненное задание нужно оформить в виде отчета.

Только после утверждения отчета преподаватель допускает студента к выполнению следующей лабораторной работы. Студенты, которые не сдали лабораторные работы согласно учебной программе, к контрольным модульным работам не допускаются.

Лабораторная работа 1

ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРА ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА ПРИ ПРЕССОВАНИИ

Цель – изучить характер деформации металла при прессовании, изменение строения металла и его механических свойств после прессования, практически ознакомиться со способами получения прессованных профилей.

Задание

1. Отпрессовать свинцовые заготовки.

2. Изучить характер деформации металла с разной степенью деформации.

Оборудование и инструмент

Для выполнения работы необходимы литые заготовки из свинца для прессования, гидравлический пресс на 4 – 10 т, контейнеры для прессования, тарированные графики, манометр, набор образцов с координатными сетками, шаблон для нанесения координатной сетки, штангенциркуль и мерительная линейка, чертилка.

Краткие теоретические сведения

На процесс прессования металла и его механические свойства наибольшее влияние наносят температура прессования, степень деформации, скорость прессования и вытекание металла, внешнее трение металла о стенки контейнера.

При изучении процесса прессования в лабораторных условиях для облегчения работы используется свинец, поскольку он отличается высокой пластичностью. Температура начала рекристаллизации свинца минус 36 °С.

Свинец прессуют в контейнерах, которые состоят из двух половин, соединенных кольцом 3 (рис. 1). Контейнеры имеют разные диаметры исходных отверстий матриц d, которые обеспечивают степень деформации при прессовании в пределах от 30 до 90 %.

Прессование выполняют, как правило, на гидравлических прессах. Общий вид такого пресса, подходящего для выполнения работы, показан на рис. 2. На прессе установлен манометр среднего давления (до 25 МПа), необходимый для определения усилия прессования.

Рис. 1. Контейнер для прямого способа прессования: 1 – пуансон; 2 – контейнер; 3 – натяжное кольцо; 4 – металл для прессования; 5 – стальная труба; 6 – траверса пресса; 7 – рабочий поршень	Рис. 2. Гидравлический пресс: 1 – ручной насос; 2 – запорный кран; 3 – манометр среднего давления; 4 – траверса; 5 – рабочий поршень; 6 – корпус рабочего цилиндра; 7 – крышка масляного бака

Порядок выполнения работы

1. Отлить из свинца заготовку для прессования диаметром D = 20 мм и высотой h = 20 мм в виде двух полуцилиндров.

2. Нанести чертилкой на плоскость разъёма одного из полуцилиндров сетку со стороной квадрата 4 мм, а на плоскость разъёма второго полуцилиндра – макроструктуру отливки с посадочной раковиной и схемами дендритов (рис. 3).

3. Измерить диаметр исходного отверстия матрицы d (в миллиметрах) для определения степени деформации в каждом контейнере по формуле

4. Соединить вместе обе половинки заготовки, поместить их в контейнер и вставить в пуансон 1 (рис. 1).

5. Установить подготовленный контейнер на плоскость рабочего поршня пресса 7 пуансоном вниз (рис. 1).

6. Поставить трубу 5 с вырезом на боковой поверхности на верхнюю часть контейнера так, чтобы отверстие матрицы было напротив отверстия в траверсе пресса 6 (рис.1).

Рис. 3. Заготовка для прессования с координатной сеткой

7. Провести прессование прутка со степенью деформации до 90 % на гидравлическом прессе.

8. Закрыть кран 2, насосом 1 накачивать смазочное масло в рабочий цилиндр к началу движения стрелки манометра 3 (рис. 2).

9. Измерить штангенциркулем расстояние между площадкой рабочего поршня и траверсой.

10. Приняв перемещение пуансона равным 10 мм, поставить на штангенциркуле размер L1, который должен быть на 10 мм меньшим, чем расстояние между поршнем и траверсой.

11. Замерять, продолжая подачу смазочного масла в рабочий цилиндр, давление смазочного масла Р в манометре в момент, когда расстояние будет приближаться к отметке на штангенциркуле.

12. Открыть кран слива смазочного масла из цилиндра пресса, нажать на рабочий поршень и снять контейнер.

13. Разобрать контейнер, снять одну его половину и измерить длину отпрессованного прутка l.

14. Рассчитать вытяжку металла при данной степени деформации ао формуле l = l/L.

15. Определить скорость прессования Vпр и скорость истекания Vист металла при подаче пресса от смазочной магистрали с постоянным давлением:

Vпр=L/t,

где L – путь, пройденный пуансоном, см; t – время прессования, с;

Vист=Vпр.

16. Определить характер течения металла с разной степенью деформации за изменением координатной сетки методом измерения изгиба а (рис. 4) линии сетки возле торца прессостатка.

17. Определить за изменением схематического изображения литой макроструктуры влияние пластической деформации на структуру металла в результате приложения к литой заготовке всестороннего неравномерного сжатия.

Рис. 4. Характер течения металла при прессовании

18. Записать полученные показатели в таблицу.

19. Построить графики изменения скорости истекания и величины изгиба линии координатной сетки в зависимости от степени деформации и сделать вывод.

Отчет

Отчет должен содержать расчеты главных параметров прессования, наименование обрабатываемого материала, температуру рекристаллизации, температуру прессования, графики изменения главных параметров прессования в зависимости от степени деформации, вид координатной сетки до и после прессования и выводы.

Лабораторная работа 2

ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРА ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА ПРИ ЛИСТОВОМ ШТАМПОВАНИИ

Цель – практически рассмотреть характер деформации металла при вытяжке, ознакомиться с главными расчетами операций штамповки–вырубки и глубокой штамповки–вытяжки.

Задание

1. Усвоить основные теоретические положения по материалам лекций и рекомендованной литературе.

2. Изучить оборудование, которое используется, вопрос технологии штамповки–вырубки и штамповки–вытяжки, а также главные положения по технике безопасности на прессовочном оборудовании.