Технология конструкционных материалов
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Машиностроительные материалы и изделия
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 656
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-013399-7
ISBN-онлайн: 978-5-16-106087-2
Артикул: 668554.05.01
Доступ онлайн
от 788 ₽
В корзину
В учебнике изложены основы литейного производства, обработки давлением, сварочного производства, механическая и немеханическая обработка материалов, электрохимические и электрофизические методы обработки. Рассмотрены вопросы качества поверхностей деталей машин и характеристика показателей точности механической обработки.
Содержание учебника соответствует современному уровню развития науки в области высокоэффективных технологических процессов и используемого технологического оборудования предприятий, а также требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения.
Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по направлениям: «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Машиностроение», а также окажется полезным для инженерно-технических работников машиностроительных предприятий и специалистов, связанных в работе с техникой, желающих повысить свою квалификацию.
Технология конструкционных материалов: Краткий обзор
Введение
Книга "Технология конструкционных материалов" А.А. Афанасьева и А.А. Погонина представляет собой учебник, предназначенный для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки, связанным с машиностроением. В книге изложены основы литейного производства, обработки давлением, сварочного производства, механической и немеханической обработки материалов, а также вопросы качества поверхностей деталей машин.
Способы обработки материалов и технологические процессы в машиностроении
В книге рассматриваются различные способы обработки материалов, включая литейное производство, обработку давлением, сварочное производство, механическую и немеханическую обработку.
Основы литейного производства
В литейном производстве используются различные литейные сплавы, такие как чугуны (серый, ковкий, высокопрочный и со специальными свойствами), стали (углеродистые и легированные), а также цветные металлы и сплавы на основе меди, алюминия, магния, титана и др. Рассмотрены основы литейного производства, включая литейные сплавы и их свойства, плавильные агрегаты и плавку литейных сплавов, формовочные и стержневые смеси и их приготовление, способы изготовления литейных форм, групповую технологию формовки, механизацию и автоматизацию процессов получения отливок, выбивку, очистку, обрубку и зачистку отливок, изготовление отливок специальными способами (литьё в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литьё, литьё выжиманием и другие способы точного литья), а также вопросы обеспечения качества отливок.
Основы обработки металлов давлением
Рассмотрены физико-механические основы обработки металлов давлением, включая общие сведения, основные способы обработки металлов давлением и область их применения, теоретические основы обработки металлов давлением, термический режим обработки заготовок, нагревательные устройства, прокатное производство, сортамент проката и его использование для заготовок деталей машин, основы производства заготовок свободной ковкой, производство заготовок штамповкой на молотах и прессах, производство заготовок штамповкой на горизонтально-ковочных и специальных машинах, холодная объёмная штамповка, холодная листовая штамповка, способы производства машиностроительных профилей, новые направления обработки металлов давлением, а также вопросы обеспечения качества поковок.
Основы сварочного производства
Рассмотрены физические основы сварки, включая общие сведения, физическую сущность сварочных процессов, свойства электрической дуги, способы сварки плавлением, способы сварки давлением, технологию сварки различных металлов и сплавов, технологичность сварных соединений, а также вопросы обеспечения качества сварных соединений.
Механическая обработка заготовок деталей машин
Рассмотрены слесарные работы, металлорежущие станки и их кинематические схемы, режущий инструмент и его разнообразие, основные виды обработки заготовок на станках (токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные, зубообрабатывающие, строгальные, долбёжные и протяжные), наладка станков для обработки заготовок, режимы резания при механической обработке заготовок, технологический процесс обработки заготовок и его проектирование.
Электрохимические методы обработки заготовок
Рассмотрены электрохимические методы обработки заготовок, включая электрохимическую обработку в стационарном и проточном электролите, анодно-гидравлическую обработку, электроабразивную и электроалмазную обработку, электрохонингование, анодно-механическую обработку материалов, электроэрозионно-химическую обработку.
Электрофизические методы обработки заготовок
Рассмотрены электрофизические методы обработки заготовок, включая лазерную (светолучевую) обработку заготовок, плазменную обработку заготовок, электроэрозионную обработку заготовок.
Качество поверхностей деталей
В книге рассматриваются вопросы точности механической обработки заготовок деталей машин, включая показатели точности механической обработки заготовок, характеристики размеров и показателей точности обработки, системы допусков и посадок и их признаки, определение основных отклонений, посадки, средства измерений и их выбор.
Качество поверхностей деталей
Рассмотрены шероховатость поверхности и её влияние на качество поверхности, нормируемые параметры шероховатости и их выбор, приборы для измерения и контроля шероховатости поверхности.
Заключение
Учебник "Технология конструкционных материалов" представляет собой комплексный обзор основных способов обработки материалов, используемых в машиностроении, и вопросов, связанных с качеством поверхностей деталей. Книга будет полезна студентам, инженерно-техническим работникам и специалистам, желающим повысить свою квалификацию.
Тематика:
ББК:
- 3: ТЕХНИКА. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
- 34: Технология металлов. Машиностроение. Приборостроение
- 345: Общая технология машиностроения. Обработка металлов
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.01: Машиностроение
- 15.03.05: Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ А.А. АФАНАСЬЕВ А.А. ПОГОНИН Москва ИНФРА-М 2021 УЧЕБНИК 2-е издание, стереотипное Рекомендовано в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.02 «Машиностроение», 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (квалификация (степень) «бакалавр»)
УДК 621(075.8) ББК 34.5я73 А94 Афанасьев А.А. А94 Технология конструкционных материалов : учебник / А.А. Афанасьев, А. А. Погонин. — 2-е изд., стереотип. —Москва : ИНФРА-М, 2021. — 656 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/ textbook_59ccae293b6d09.40302081. ISBN 978-5-16-013399-7 (print) ISBN 978-5-16-106087-2 (online) В учебнике изложены основы литейного производства, обработки давлением, сварочного производства, механическая и немеханическая обработка материалов, электрохимические и электрофизические методы обработки. Рассмотрены вопросы качества поверхностей деталей машин и характеристика показателей точности механической обработки. Содержание учебника соответствует современному уровню развития науки в области высокоэффективных технологических процессов и используемого технологического оборудования предприятий, а также требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения. Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по направлениям: «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Машиностроение», а также окажется полезным для инженерно-технических работников машиностроительных предприятий и специалистов, связанных в работе с техникой, желающих повысить свою квалификацию. УДК 621(075.8) ББК 34.5я73 Р е ц е н з е н т ы: Пастухов А.Г., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технической механики и конструирования машин Белгородского государственного аграрного университета имени В.Я. Горина; Кузько Н.И., директор Белгородского механико-технологического колледжа ISBN 978-5-16-013399-7 (print) ISBN 978-5-16-106087-2 (online) © Афанасьев А. А., Погонин А. А., 2016, 2018
СОДЕРЖАНИЕ »ВЕДЕНИЕ.............................................................................................10 РАЗДЕЛ 1. СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ.....12 ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА ..................12 1.1. Литейные сплавы и их свойства.......................................... 12 1.1.1. Характеристика литейных сплавов........................... 12 1.1.2. Свойства литейных сплавов............................................20 1.2. Плавильные агрегаты и плавка литейных сплавов ........ 26 1.3. Формовочные и стержневые смеси и их приготовление ... 35 1.4. Способы изготовления литейных форм ................................44 1.4.1. Классификация способов изготовления литейных форм.............................................................................44 1.4.2. Литейная технологическая оснастка............................ 45 1.4.3. Литниковые системы........................................................47 1.4.4. Прибыли........................ 49 1.4.5. Ручная формовка.............................................................. 50 1.4.6. Машинная формовка........................................................53 1.4.7. Получение отливок в вакуумно-плёночных формах............................................................................................56 1.6. Групповая технология формовки и использование для получения отливок гибких технологических модулей. Механизация и автоматизация процессов получения отливок.............................................................................59 1.6. Выбивка, очистка, обрубка и зачистка отливок ................ 66 1.6.1. Выбивка отливок из форм и стержней из отливок ... 66 1.6.2. Очистка и обрубка отливок.............................................. 67 1.6.3. Зачистка отливок ..„.......................................................... 72 1.7. Изготовление отливок специальными способами...................73 1.7.1. Литьё в оболочковые формы........................................ 73 1.7.2. Литьё по выплавляемым моделям.................................. 76 1.7.3. Литьё в кокиль................................................................... 80 1.7.4. Литьё под давлением........................................................84 1.7.5. Центробежное литьё.............................. 87 3
1.7.6. Литьё выжиманием и другие способы точного литья................................................................................90 1.8. Обеспечение качества отливок..................................................98 1.9. Контрольные вопросы.............................................................. 105 ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ................................................................................ 2.1. Физико-механические основы обработки металлов давлением................................................................. . 2.1.1. Общие сведения........................................................ 2.1.2. Основные способы обработки металлов давлением и область их применения.............................. 2.1.3. Теоретические основы обработки металлов давлением............................................................ 2.2. Термический режим обработки заготовок.................... 2.3. Нагревательные устройства............................................. 2.4. Прокатное производство, сортамент проката и его использование для заготовок деталей машин ........ 2.4.1. Общие сведения........................................................ 2.4.2. Сортамент и применение проката........................ 2.4.3. Прокатные станы, их устройство и работа ..... 2.5. Основы производства заготовок свободной ковкой ... 2.5.1. Общие сведения........................................................ 2.5.2. Основные операции технологического процесса ковки, приёмы их выполнения, ковочный инструмент 2.5.3. Оборудование для ковки.......................................... 2.5.4. Примеры изготовления поковок способом свободной ковки.................................................................. 2.6. Производство заготовок штамповкой на молотах и прессах................................................................ 2.6.1. Общие сведения......................................................... 2.6.2. Технология штамповки на молотах..................... 2.6.3. Технология штамповки на прессах..................... 2.7. Производство заготовок штамповкой на горизонтально-ковочных и специальных машинах..... 2.7.1. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах.............................................................................. 2.7.2. Штамповка на специальных машинах.............. 2.8. Холодная объёмная штамповка...................................... 107 107 107 110 112 122 127 137 137 140 143 159 159 161 170 177 179 Г. 9 185 188 191 191 196 201 4
2.9. Холодная листовая штамповка.................................. 2.9.1. Общие сведения.................................................. 2.9.2. Технологические операции листовой штамповки................................................................... 2.9.3. Инструмент для листовой штамповки............. 2.9.4. Оборудование для листовой штамповки.......... 2.9.5. Технологический процесс листовой штамповки 2.10. Способы производства машиностроительных профилей........................................................................... 2.10.1. Прессование..................................................... 2.10.2. Волочение........................................................ . 2.11. Новые направления обработки металлов давлением 2.12. Обеспечение качества поковок.................................. 2.13. Контрольные вопросы............................................. . 205 205 206 211 214 218 224 224 229 234 238 243 ГЛАВА 3. ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА.... 3.1. Физические основы сварки........................................... 3.1.1. Общие сведения..................................................... 3.1.2. Физическая сущность сварочных процессов ... 3.1.3. Свойства электрической дуги............................. 3.2. Способы сварки плавлением......................................... 3.2.1. Основные сведения............................................... 3.2.2. Ручная электродуговая сварка.......................... 3.2.3. Автоматическая и полуавтоматическая электродуговая сварка под флюсом............................. 3.2.4. Дуговая сварка в среде защитных газов........ 3.2.5. Электрошлаковая сварка................................... . 3.2.6. Газовая сварка..................................................... 3.2.7. Лучевые способы сварки плавлением............... 3.3. Способы сварки давлением............................................ 3.3.1. Механизм сварки давлением............................. . 3.3.2. Стыковая сварка.................................................. 3.3.3. Точечная сварка................................................... 3.3.4. Специальные способы сварки ............................. 3.4. Технология сварки различных металлов и сплавов 3.4.1. Понятие о свариваемости................................... 3.4.2. Сварка углеродистых сталей............................. . 3.4.3. Сварка легированных сталей............................. 3.4.4. Сварка чугуна........................................................ 245 245 245 245 250 257 257 261 272 278 284 288 296 301 301 302 306 311 324 324 325 326 329 5
3.4.5. Сварка алюминия и алюминиевых сплавов 3.4.6. Сварка магниевых сплавов............................. 3.4.7. Сварка титана и его сплавов.......................... 3.4.8. Сварка меди и медных сплавов.................... 3.4.9. Сварка тугоплавких металлов и сплавов.... 3.4.10. Наплавка сплавов.......................................... 3.5. Технологичность сварных соединений................... 3.5.1. Понятие о технологичности сварных соединений................................................................... 3.5.2. Выбор материала............................................. 331 334 334 335 337 339 341 341 342 3.5.3. Выбор типа соединения и виды сварочных швов ... 345 3.5.4. Выбор формы свариваемых элементов.............. 3.5.5. Выбор способа сварки............................................ 3.5.6. Способы уменьшения сварочных напряжений и деформаций..................................................................... 3.6. Обеспечение качества сварных соединений................. 3.7. Контрольные вопросы...................................................... 349 349 354 356 365 ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН ................................................................... 4.1. Слесарные работы: рубка, правка, резка, гибка, опиливание, шабрение, притирка............................. 4.1.1. Рубка заготовок...................................................... 4.1.2. Правка заготовок................................................... 4.1.3. Резка заготовок...................................................... 4.1.4. Гибка заготовок...................................................... 4.1.5. Опиливание заготовок.......................................... 4.1.6. Шабрение заготовок ............................................. 4.1.7. Притирка заготовок............................................... 4.2. Металлорежущие станки и их кинематические схемы......................................................................................... 4.2.1. Общие сведения о станках................................... 4.2.2. Элементы механизмов станков. 367 367 367 372 375 378 380 384 391 394 394 Кинематическая цепь и кинематическая схема станка ... 399 4.3. Режущий инструмент и его разнообразие........................411 4.3.1. Геометрия и типы токарных резцов........................411 4.3.2. Инструмент для сквозных и глухих отверстий.....419 4.3.3. Инструмент для фрезерования....................................425 4.3.4. Инструмент для шлифования.................................... 428 6
4.4. Основные виды обработки заготовок на станках: токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные, зубообрабатывающие, строгальные, долбёжные и протяжные................................................................ 437 4.4.1. Токарные работы.............................................................437 4.4.2. Обработка заготовок на сверлильных и расточных станках.................................................................. 452 4.4.3. Фрезерные работы.......................................................... 460 4.4.4. Шлифовальные работы................................................. 470 4.4.5. Зубообработка ................................................................. 484 4.4.6. Обработка заготовок на строгальных, долбёжных и протяжных станках...........................................498 4.5. Наладка станков для обработки заготовок.........................512 4.5.1. Общие сведения................................................................512 4.5.2. Базирование заготовки при обработке........................ 513 4.5.3. Схема технологической наладки токарно-револьверного станка.................................................515 4.5.4. Схема технологической наладки вертикально-сверлильного станка.........................................520 4.5.5. Схема технологической наладки шпоночно-фрезерного полуавтомата..................................... 522 4.6. Режимы резания при механической обработке заготовок ... 522 4.6.1. Общие сведения................................................................522 4.6.2. Режимы резания при точении..................................... 526 4.6.3. Режимы резания при сверлении, зенкеровании и развёртывании............................................. 529 4.6.4. Режимы резания при фрезеровании............................532 4.6.5. Режимы резания при шлифовании............................535 4.7. Технологический процесс обработки заготовок и его проектирование.......................................................................539 4.7.1. Общие сведения.............................................................. 539 4.7.2. Чертёж детали — основа разработки технологического процесса....................................................... 543 4.7.3. Выбор способов обработки поверхностей и назначение технологических баз...........................................548 4.7.4. Выбор металлорежущего оборудования......................553 4.7.5. Разработка технологического маршрута...................555 4.7.6. Разработка технологических операций......................562 4.8. Контрольные вопросы..............................................................567 7
РАЗДЕЛ 2. НЕМЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ........................................................... .......................... 569 ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ................................................. 5.1. Электрохимическая обработка в стационарном и проточном электролите................................................. 5.1.1. Общие сведения................................................. 5.1.2. Классификация операций электрохимической обработки................................. 5.2. Анодно-гидравлическая обработка........................... 5.2.1. Общие сведения................................................. 5.2.2. Электрохимическое формообразование........ 5.2.3. Электрохимическое прошивание отверстий ... 5.3. Электроабразивная и электроалмазная обработка 5.4. Электрохонингование................................................ 5.5. Анодно-механическая обработка материалов........ 5.6. Электроэрозионно-химическая обработка.............. 5.7. Контрольные вопросы................................................ 569 569 569 570 573 573 578 580 583 583 584 586 587 ГЛАВА 6. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ............................................................. 589 6.1. Лазерная (светолучевая) обработка заготовок................... 589 6.2. Плазменная обработка заготовок.........................................595 6.3. Электроэрозионная обработка заготовок.............................598 6.4. Контрольные вопросы..............................................................611 РАЗДЕЛ 3. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ.............. 612 ГЛАВА 7. ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН........................................................612 7.1. Показатели точности механической обработки заготовок........................................................................612 7.1.1. Характеристики размеров и показателей точности обработки. Мера точности......................................616 7.1.2. Системы допусков и посадок и их признаки ........ 622 7.1.3. Определение основных отклонений............................ 626 7.1.4. Посадки. Методика построения посадок...................630 8
7.1.5. Посадки с зазором............. 7.1.6. Посадки с натягом........... 7.1.7. Переходные посадки........ 7.2. Средства измерений и их выбор 7.3. Контрольные вопросы................. 631 633 634 635 642 ГЛАВА 8. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ...................643 8.1. Шероховатость поверхности и её влияние на качество поверхности.................................................................643 8.2. Нормируемые параметры шероховатости и их выбор ... 645 8.3. Приборы для измерения и контроля шероховатости поверхности...........................................................649 8.4. Контрольные вопросы..............................................................653 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 654 9
ВВЕДЕНИЕ Технология представляет собой в узком смысле — способ преобразования вещества, энергии, информации в процессе изготовления продукции, обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий, контроля качества, управления процессами. Технология включает в себя методы, приёмы, режим работы, последовательность операций и процедур; она тесно связана с применяемыми средствами, оборудованием, инструментами, используемыми материалами. Создание новых технологий и совершенствование старых связано с развитием человеческой цивилизации. Вначале их появление было обусловлено использованием ручного труда и примитивных орудий производства. Затем с развитием индустриального производства появились промышленные технологии, в основе которых стали использоваться машины, сложные механизмы и технические устройства. Ведущей отраслью среди многочисленных ответвлений индустриального производства становится машиностроение для различных сфер: тяжёлой индустрии, лёгкой индустрии (производства предметов потребления), добычи полезных ископаемых, производства конструкционных материалов, топливно-энергетического комплекса, агропромышленного комплекса, строительства, транспорта, связи и других областей. В короткой или длинной технологической цепочке изготовления изделий, механизмов и машин важнейшее место занимает технология обработки материалов (металлических и неметаллических), применяемых для заготовок и деталей изделий. Обработка материалов связана с многочисленными видами формообразования заготовок. Основными из них являются методы литья, пластического деформирования, процессы резания, электрофизическая и электрохимическая обработка, способы сварки или пайки и т.д. Предметом изучения дисциплины «Технологические процессы в машиностроении» является изучение наиболее 10
Доступ онлайн
от 788 ₽
В корзину