Анализ достоинств и недостатков различных способов резки конкретной детали

На первом этапе работы студент заполняет табл.28, где представляет анализ показателей и места: предполагаемой продолжительности и качества реза, достоинств и недостатков использования различных способов резки (производительность, качество, сложность оборудования, использование дорогостоящих и дефицитных материалов, условия безопасности технологического процесса и др.) для конкретного проката (по указанию преподавателя).

Таблица 28

Анализ возможных способов резки проката………………, изготовленного из металла толщиной (диаметром) мм, шириной мм.

№   Способ резки Мнение эксперта (студента) Ранги группы
Места по скоро сти резки (1,2..9) Качество резки (плохо, уд, хор)   Достоинства и недостатки способа     Место   Сумма рангов     Место
прямых обратных
            Ножовкой ручной Плазменная резка Ацетилено-ислородная резка Водородно-ислородная резка Электродуговая плавящим электродом Механические ножницы «гильотина» Металлорежущий станок (фреза, резец,..) Механическая ножовка Отрезной круг «болгарка»              

 

Каждый студент, выступая как эксперт, в табл.28 проставляет предпочтительность (1,2,…,9) способов резки (места как в соревнованиях: 1-самый сильный спортсмен, 2-ой менее сильный, чем 1-ий и т.д.). Далее материал по всем экспертам сводится в общую таблицу 29. Сложением рангов (мест) по всем экспертам находится сумма прямых и вычисляется сумма обратных рангов. В конечном результате по величине обратных рангов проставляются места предпочтительности способов резки, которые определила данная группа экспертов -студентов.

 

10.2. Ранжирование технологических процессов резки проката

По сводной таблице 29 для каждого способа резки сначала определяется сумма прямых рангов:

Sаij, j=1,Э, i=1,к ,

где аij- ранг (место), присвоенное j-м экспертом i-му способу резки;

Э - количество экспертов (студентов);

к - количество рассматриваемых способов резки (к=9).

Далее находится по формуле сумма обратных рангов:

Sа'ij = (к+1)Э - Sаij.

 

Таблица 29.

Таблица* расчета суммы прямых и обратных рангов по группе экспертов

Эксперт Ранги способов резки (номера в соответствии табл.28)
№ Ф.И.О.
… Э                    
  Sаij,                  
  Sа'ij                  
  Место                  

*- в таблице отметить рамкой или подчеркиванием результаты ранжирования признаков автором отчета.

Для наглядности окончательные результаты удобно представить в виде графика, называемого диаграммой Парето (рис.48), в котором показатели размещаются - по оси абсцисс по мере снижения суммы их обратных рангов.

 

10.3. Выбор рационального способа резки детали

На основании имеющих и приобретенных во время игры знаний в соответствии с вариантом проката (табл.30) каждый студент выбирает наиболее рациональный способ резки для конкретных производственных условий (строительная площадка, машиностроительное предприятие или бытовые условия).

 

Таблица 30.

Варианты* резки проката

№ варианта* Сортамент и материал проката
1,11,21 2,12,22 3.13,23 4.14,24 5,15,25 6,16,26   7,17,27 8,18,28 9,19,29 10,20,30 Лист толщиной 2 мм, сталь 08кп Шестигранник 17 мм, сталь30 Арматурная сталь А-1,диаметр 10 мм, сталь ВСт3пс2 Проволока диаметром 2 мм, сталь 08Х18Н10Т Прокат круглый, диаметром 200 мм, сталь 45Г2С Сталь угловая Б-45´45´3 ГОСТ 8509-86 Ст 3сп ГОСТ 535-79 Швеллер №12, сталь 18сп Лист толщиной 6мм, сталь 10пс Двутавр №24,сталь 18Гпс Труба диаметром 63 мм, сталь 18ГС

*варианты: 1,2,…,10 -для условий строительной площадки;
11,12,…,20 - для машиностроительного предприятия; 21,22,…,30- для бытовых условий.

Содержание отчета

1. Заполнить табл.28.

2. Рассчитать сумму прямых и обратных рангов (табл. 29)

3. Обсудить результаты ранжирования.

4. Построить диаграмму Парето (аналогично рис. 48)

5. Выбрать способ резки детали (вариант табл.30):

Выбираю для варианта №______(материал______) способ резки_______.

Основания для выбора этого способа_______________________________

Выполнил…………… Дата…………….

 

Литература

1. Барановский М.А. и др. Технология металлов и других конструкционных материалов. -Минск: Вышэйш. шк , 1973.-528 с.

2. Болдырев А.М. , Орлов А.С. Сварочные работы в строительстве и основы технологии металлов: Учебник, М.: Изд-во АСВ, 1994.-432 с.

3. Кнорозов Б.В. и др. Технология металлов. –М. : Металлургия,1977.-647 с.

4. Практикум по технологии конструкционных материалов и материаловедению. Под ред. С.С. Некрасова.-М.: Колос, 1978.-236 с.

5. Прейс Г.А. и др. Технология конструкционных материалов. -К. : Вища шк. ,1984.-464 с.

6. Полухин П.И. и др. Технология металлов и сварка.–М.: Высш. шк. ,1977. -464 с.

7. Самохоцкий А.И. , Кунявский М.Н. Лабораторные работы по металловедению и термической обработке металлов. –3-е изд.- М.: Машиностроение , 1981.-174 с.

8. Сварка и резка в промышленном строительстве (справочник строителя). Под ред. Б.Д.Малышева.-3-е изд. –М.:Стройиздат, 1989.-590, 400с.

9. СН 478-80. Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб.

10. СН 550-82. Инструкция по проектированию и монтажу сетей водоснабжения и канализации из пластмассовых труб.

11. СП 40-101. Свод правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер».

12. Соколов И. И. Газовая сварка и резка металлов. –М.: Высш. шк. , 1986.- 304 с.

13. Храмцов Н.В. Металлы и сварка (лекционный курс): Учебное пособие. Тюмень: Издательство ТГУ, 2001.-160 с.

14. Храмцов Н.В. , Зайцев П.А. Восстановление зубчатых колес. -Тюмень: ТюменьСНИО, 1993.-133 с.

15. Храмцов Н.В. , Зайцев П.А. Восстановление шестерен сельскохозяйственных машин электрошлаковой наплавкой.- Тюмень: НИИСХ Северного Зауралья ., 1982. -44 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Основы техники безопасности при выполнении лабораторных работ…………………….4

РАБОТА 1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ……..6

1.1. Химический состав………………………………………………………………………..7

1.2. Макро- и микроструктура металлов и сплавов……………………...…………………7

1.3. Технологические свойства……………………………………………………………….9

1.4. Механические характеристики металлов и сплавов……………………………… 10

1.5. Определение ударной вязкости сталей…………………………………………………10

1.6. Определение твердости материалов……………………………………………………12

1.7. Определение упругости, пластичности и прочности материалов……………………17

Содержание отчета…………………………………………………………………… … 19

РАБОТА 2. ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО - УГЛЕРОД. ТЕРМООБРАБОТКА СТАЛЕЙ……………………………………………… 20

Введение ………………………………………………………………………………………36

2.1. Диаграмма Fe – C………………………………………………………………………….21

2.2. Термическая обработка стали……………………………………………………………..25

2.3. Взаимосвязь диаграммы Fe – C с тепловыми процессами при сварке…………………30

Содержание отчета………………………………………………………………………… 34

РАБОТА 3. УГЛЕРОДИСТЫЕ И ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ………………………………..36

Введение………………………………………………………………………………………..36

3.1. Углеродистые стали……………………………………………………………………….36

3.2. Легированные стали……………………………………………………………………….40

Содержание отчета……………………………………………………………………………..43

РАБОТА 4. ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ……………………………………………………………………………………….44

Введение………………………………………………………………………………………..44

4.1. Источники электропитания……………………………………………………………….44

4.2. Снятие нагрузочной характеристики сварочного трансформатора…………………….48

4.3. Технологическая оснастка………………………………………………………………49

4.4. Плавящие электроды………………………………………………………………………51

4.5. Расчет режимов электродуговой сварки деталей……………………………………...55

4.6. Определение коэффициента наплавки …………………………………………………57

Содержание отчета……………………………………………………………………………58

РАБОТА 5. ГАЗОВАЯ СВАРКА МЕТАЛЛОВ………………………………………………60

Введение……………………………………………………………………………………….60

5.1. Газы, применяемые при сварке…………………………………………………………..61

5.2. Сварочная проволока……………………………………………………………………62

5.3. Ацетиленовые генераторы………………………………………………………………62

5.4. Кислородные баллоны и кислородные редукторы……………………………………..64

5.5. Сварочные горелки и кислородные резаки………………………………………………65

5.6. Шланги……………………………………………………………………………………67

5.7. Керосино- и бензинорезы…………………………………………………………………66

5.8. Технология ацетилено-кислородной сварки…………………………………………….67

5.9. Расчет технологических параметров ацетилено-кислородной сварки…………………69

5.10. Расчет нормы времени…………………………………………………………………71

5.11. Определение расхода материалов………………………………………………………72

5.12. Основные правила безопасности труда при газовой сварке…………………………..72

5.13. Сварка и резка металлов с помощью установки « Лига-02»…………………………..73

Содержание отчета……………………………………………………………………………78

Работа 6. Электроконтактная точечная сварка…………………………….79

Введение…………………………………………………………………………………79

6.1. Машина контактной сварки МТ- 601…………………………………………………..80

6.2. Ручной аппарат контактной сварки АКС- 1……………………………………….. 85

6.3. Разрывное гидравлическое приспособление ……………………………………….…86

6.4. Расчет технологических параметров электроконтактной точечной сварки………...86

6.5. Оценка влияния технологических параметров на качество сварки……………….…89

Содержание отчета…………………………………………………………………………..90

РАБОТА 7. СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ СРЕДАХ…………………………………………….91

Введение…………………………………………………………………………………...…91

7.1. Сварочное оборудование ………………………………………………………………92

7.2. Защитные газы………………………………………………………………………..….95

7.3. Присадочные материалы………………………………………………………….. .… 96

7.4. Порядок выполнения сварки деталей в среде углекислого газа………………….…..97

7.5. Порядок и особенности аргонно - дуговой сварки деталей………………….…… …99

Содержание отчета…………………………………………………………………..… 100

РАБОТА 8. ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ…………………… … 101

Введение………………………………………………………………………… … ....101

8.1. Плазменный аппарат АЛПЛАЗ- 04М………………………………………………....102

8.2. Технология плазменной резки, сварки и пайки……………………………………...102

8.3. Аппарат микроплазменной и точечной сварки АТС- 902…………………………...105

Содержание отчета…………………………………………………………………………107

РАБОТА 9. СВАРКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ… … ….107

Введение……………………………………………………………………………………..107

9.1. Виды полиэтиленовых труб ……………………………………..….108

9.2. Способы монтажа и сварки полиэтиленовых труб…………………………… …..113

9.3. Раструбная сварка труб термическим аппаратом…………………………… ……..114

9.4. Стыковая сварка машиной «С-160» …………………………………………..115

9.5. Сварка труб термопластом «Ондин»…………………………………………………..118

Содержание отчета………………………………………………………………………….121

РАБОТА 10. ДЕЛОВАЯ ИГРА «РЕЗКА МЕТАЛЛОВ»…………………………… … .122

Введение……………………………………………………………………………………...122

10.1. Анализ достоинств и недостатков различных способов резки конкретной детали.122

10.2. Ранжирование технологических процессов резки проката………………………...123

10.3. Выбор рационального способа резки………………………………………………..124

Содержание отчета…………………………………………………………………………125

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………… ………..126

Оглавление…………………………………………………………… …..127

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………..………………… .129

 

Приложение 1.

Механические свойства сталей группы А.

  Марка стали sв, МПа sт, МПа для толщины в мм d, %, для толщины в мм Изгиб на 180° для толщины до 20 мм
до 20 21..40 41.100 > 100 до 20 21…40 > 40
Ст 0 > 300 — — — — d = 2a
Ст1кп 300 …390 — — — — d = 0,5a
Ст1пс,Ст1сп 310 - 410 — — — — d = 0,5a
Ст2кп 320 …410 d = a
Ст2пс, Ст2сп 330 …430 d = a
Ст3кп 360 …460 d = a
Ст3пс, Ст3сп 370…480 d = a
Ст3Гпс 370…490 d = a
Ст3Гсп 390… 570 — — — —   d = a
Ст4кп 400…510 d = 2a
Ст4пс,Ст4сп 410…530 d = 2a
Ст5пс, Ст5сп 490…630 d = 3a
Ст5Гсп 450… 590 d = 3a
Ст6сп,Ст6сп > 590 —

a — толщина образца, мм ; d — диаметр оправки

 

Приложение 2.

Химический состав сталей группы Б, % (ГОСТ 380 – 71*)

Марка стали Углерод, С Кремний, Si Марганец ,Mn
БСт0 Не более 0,23 — —
БСт1кп 0,06 …0,12 Не более 0,05 0,25 … 0,5
БСт1пс 0,05 …0,17
БСт1сп 0,12 …0,3
БСт2кп 0,09 …0,15   Не более 0,07  
БСт2пс 0,09 …0,15 0,05 …0,17  
БСт2сп 0,12 …0,3  
БСт3кп 0,14 …0,22 Не более 0,07 0,3 …0,6
БСт3пс 0,05… 0,17 0,4…0,65
БСт3сп 0,12… 0,3
БСт3Гпс Не более 0,15 0,8 …1,1
БСт3Гсп 0,14 …0,2 0,12 …0,3
БСт4кп 0,18 …0,27 Не более 0,07 0,4 … 0,7
БСт4пс 0,05… 0,17
БСт4сп 0,12 … 0,3
БСт5пс 0,28 … 0,37 0,05 …0,17 0,5 … 0,8
БСт5сп 0,15 … 0,35
БСт5Гпс 0,22 … 0,3 Не более 0,15 0,8 ….1,2
БСт6пс 0,38 …0,49 0,05 …0,17 0,5 … 0,8
БСт6сп 0,15 … 0,35  

Примечание: 1. В стали марки БСт0 — фосфора не более 0,07, серы — 0,06%. 2. Во всех марках стали, указанных в таблице, кроме БСт0, фосфора не должно быть больше 0,04%; серы — 0,05; хрома, никеля, меди — 0,3 каждого элемента; мышьяка — 0,08%.

 

Приложение 3

Химический состав и механические свойства качественных углеродистых сталей

 

Марка стали Химический состав, % Механические свойства нормализованной стали
С Si Mn В, кгс/мм2 т, кгс/мм2 d,% аН, кгс/мм2 Твердость НВ не более
05кп не более 0,06 не более 0,03 не более 0,04 _ _ _ _ _
08кп 0,05-0,11 не более 0,03 0,25-0,50 _
088пс 0,05-0,11 0,05-0,17 0,35-0,65 _
0,05-0,12 0,17-0,37 0,35-0,65 _
10кп 0,07-0,14 не более 0,07 0,25-0,50 _
10пс 0,07-0,14 0,05-0,17 0,35-0,65 _
0,07-0,14 0,17-0,37 0,35-0,65 _
15кп 0,12-0,19 не более 0,07 0,25-0,50 _
15пс 0,12-0,19 0,05-0,17 0,35-0,65 _
0,12-0,19 0,17-0,37 0,35-0,65 _
20кп 0,17-0,24 не более 0,07 0,25-0,50 _
20пс 0,17-0,24 0,05-0,17 0,35-0,65 _
0,17-0,24 0,17-0,37 0,35-0,65 _
0,22-0,30 0,17-0,37 0,50-0,80
0,27-0,35 0,17-0,37 0,50-0,80
0,32-0,40 0,17-0,37 0,50-0,80
0,37-0,45 0,17-0,37 0,50-0,80
0,42-0,50 0,17-0,37 0,50-0,80
0,47-0,55 0,17-0,37 0,50-0,80
0,52-0,60 0,17-0,37 0,50-0,80 _
0,55-0,63 0,10-0,30 0,2 _ _ _ _
0,57-0,65 _ 0,50-0,80 _
0,62-0,70 _ 0,50-0,80 _
0,67-0,75 _ 0,50-0,80 _
0,72-0,80 _ 0,50-0,80 _
0,82-0,90 _ 0,50-0,80 _
60Г 0,57-0,65 _ 0,70-1,00 _
65Г 0,62-0,70 _ 0,90-1,20 _
70Г 0,67-0,75 _ 0,90-1,20 _

 

 

Приложение 4