Конспект-организатор по курсу «современные материалы в машиностроении».

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Современные материалы в машиностроении»

 

для студентов всех форм обучения

направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»

профилизации «Сертификация, метрология и управление
качеством в машиностроении»,

профилизации «Подъёмно-транспортное оборудование»

 

Екатеринбург

РГППУ

Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Современные материалы в машиностроении». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2013. 40 с.

Авторы:	д-р техн. наук, проф.	Б.Н. Гузанов
	канд. техн. наук, доц.	М.Ю. Большакова
	старший преподаватель	С.А. Башкова

 

 

В методических указаниях приведены краткие теоретические сведения и варианты заданий.

 

 

Одобрены на заседании кафедры материаловедения, технологии контроля в машиностроении и методики профессионального обучения. Протокол от 17 января 2013 г. № 6.

 

Заведующий кафедрой материаловедения, технологии контроля в машиностроении и методики профессионального обучения

Б.Н. Гузанов

 

Рекомендованы к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от 13 февраля 2013 г. № 6.

 

 

Председатель методической комиссии МаИ

А.В. Песков

 

© ФГАОУ ВПО «Российский
государственный профессионально-педагогический университет», 2013

© Б.Н. Гузанов, М.Ю. Большакова, С.А. Башкова, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Контрольные задания……………………………………………….. 2. Примерный алгоритм решения задачи………………………..…… 3. Пример решения задачи 1 и 2…………………………………..… 4. Конспект-организатор………………………………………….…… Литература………………………………………………………………

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

 

Ниже приводятся 10 вариантов заданий к контрольной работе. К контрольной работе студенты выбирают номер варианта задания по последней цифре шифра зачетной книжки.

Задания выполняют, используя примерный алгоритм (разд. 2). Работа должна сопровождаться чертежами, схемами, таблицами, иллюстрирующими текст (по мере необходимости).

При выполнении третьей задачи дается полная самостоятельность в выборе материала. Особое внимание следует уделять обоснованию выбранного материала или способа изготовления изделия.

Обязательно нужно оставить поля для замечаний преподавателя.

При использовании какой-либо литературы необходимо указывать номер источника из списка использованной литературы и страницу. Например, [2, с. 46]. При ссылке на таблицу указывать ее номер, например, [4, табл. 1, с. 14].

Выполненную работу студент должен подписывать, регистрирует в деканате и сдает на проверку преподавателю.

 

Вариант 1

1. Изготовлена втулка АТ-60-Л.8-14 для ткацкого станка марки ЖГр 1,5Д 2,5. В ходе эксплуатации на поверхности втулки появились трещины. Выяснить причины брака. Предложить способ избежания этого брака в дальнейшем.

2. В процессе длительной эксплуатации гильзы рабочих цилиндров сильно износились. Предложить способ и выбрать пластмассу для восстановления первоначальных размеров трущихся поверхностей. Выбор обосновать.

3. Для изготовления зубчатого колеса, работающего в щелочной среде выбрать композиционный материал. Выбор обосновать.

 

Вариант 2

1. Изготовлены кольца СТД 216.1-44 из порошкового материала ЖГр 1,5 для ткацкого станка СТБ 2-175, удовлетворяющие техническим требованиям, но через некоторое время их применение стало невозможным, диаметр центрального отверстия увеличился. Найти причину и предложить способы избежания этого брака в дальнейшем. Обосновать.

2. В результате эксплуатации произошел износ резьбы гаек ходовых винтов металлорежущего оборудования. Выбрать пластмассу и предложить способ восстановления деталей. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления тормозных колодок вагонов, работающих при температуре трения t =1000¸1100°С. Выбор обосновать.

 

Вариант 3

1. Изготовлен подшипник АТ 4-120-1.9-255 из материала БрО 10. После проверки контролером ОТК выяснилось, что твердость НВ 250¸400 МПа не соответствует техническим требованиям НВ 560 МПа. Установить причину? Предложить способ избежания этого брака.

2. В результате эксплуатации произошел незначительный износ отверстий под пиноль задней бабки токарного станка. Выбрать пластмассу и предложить способ восстановления детали. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для антикоррозионной защиты выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания. Выбор обосновать.

 

Вариант 4

1. Нож 3,2 М-201-1 к автомату АТП-290 для наматывания трубчатых початков пряжи изготовлен из стали У8А и является одной из быстроизнашивающихся деталей. Средний срок службы- 3 месяца, продолжительность его работы между заточками – не более 3 недель. Предложить порошковый материал для изготовления лезвия ножа с целью увеличения срока службы. Выбор обосновать.

2. В результате эксплуатации произошло выкрашивание отдельных частиц подшипника шпинделя револьверной головки токарно-револьверного станка. Подобрать пластмассу для ремонта подшипника. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для герметизации резьбовых соединений зазором 0,1-0,45 мм. Выбор обосновать.

 

Вариант 5

1. В ходе эксплуатации ножниц УКЦ 8-37 к узловязальной головке машины Уп-175 выявлен износ режущей части. В чем причины брака? Предложить пути устранения брака. Обосновать.

2. В результате длительной эксплуатации произошел износ круговых направляющих станины карусельного станка. Выбрать пластмассу для восстановления детали. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления вкладышей судовых подшипников скольжения. Выбор обосновать.

 

Вариант 6

1. Изготовлен фильтр к ткацкому станку П-125А. Фракция бронзового сферического порошка марки ОФ 10-1, из которого изготовлен фильтрующий элемент, составляет +0,2-0,3; пористость элемента 50%. Контролером ОТК была обнаружена повышенная пористость. В чем причины брака? Предложить способы его устранения.

2. В результате эксплуатации произошел износ планки механизма механического пресса. Выбрать пластмассу для восстановления детали. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления поршневых колец, работающих при температуре t=180°С. Выбор обосновать.

 

Вариант 7

1. В ходе проверки контролером ОТК железографитовых втулок СК-2,5-103 к кокономотальному автомату СКЭ-4-ВУ была обнаружена повышенная пористость материала втулки. Назвать возможные последствия брака, его причины. Предложить способы устранения брака в дальнейшем.

2. В результате эксплуатации подшипника скольжения произошел износ его внутренней поверхности. Выбрать пластмассу для ремонта подшипника. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления бензобака. Выбор обосновать.

 

Вариант 8

1. Изготовлен железный подшипник правый № 3-34 к ткацкому станку ТВ-160 ШЛ. Подобрать пропитку подшипника для работы его при нагрузке 2,5 МПа и скорости 80 м/с. Выбор обосновать.

2. В результате длительной эксплуатации на установочных поверхностях столов оборудования появились задиры и забоины. Для восстановления поверхности столов подобрать пластмассу и предложить способы ремонта поверхности. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления дисков шестерен, работающих при температуре t = 100°С. Выбор обосновать.

 

Вариант 9

1. Шестерни П-66.4В-35-Н к прядильному станку П-66, изготовленные из порошкового материала ЖГр 1,5Д2,5 в технических условиях должны иметь пористость 23%, но контролером ОТК была установлена повышенная пористость материала детали (30%). Чем вызван этот брак? Предложить способы избежания этого брака в дальнейшем.

2. В результате длительной эксплуатации произошел износ фрикционной муфты сцепления. Выбрать пластмассу для ремонта и предложить способ ремонта муфты. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления стоек кулачков механизма с повышенной механической прочностью. Выбор обосновать.

Вариант 10

1. Поршневые кольца асимметричной формы высокой прочности, изготовленные из порошкового материала в специальной пресс-форме, при спекании искривились. Предложить другой способ для получения колец асимметричной формы, при котором не возникал бы этот брак, и указать причины полученного брака.

2. При посадке подшипника качения в корпусе машины произошла деформация подшипника и гнезда корпуса, в которое он установлен. Предложить способ восстановления посадочных мест подшипника качения и выбрать пластмассу для восстановления. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления маховиков с повышенной теплостойкостью. Выбор обосновать.

 

ПРИМЕРНЫЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

 

1. Определить механические и эксплуатационные свойства, требуемой детали.

2. Выбрать группу материалов для изготовления детали, дать сравнитель-ную характеристику группе.

3. Определить способ получения детали.

4. Выбрать оптимальную технологию термической обработки детали, выбор обосновать теоретически.

 

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 1 и 2

 

В результате длительной эксплуатации подшипника качения, произошел износ роликов. В чем причина? Предложить способ избежания его в дальнейшем.

Как известно, ролики подшипника качения обладают высоким уровнем физико-механических свойств, необходимых для их успешной эксплуатации. Ролик является одной из наиболее тяжело нагруженных деталей подшипника. Выбор материала и разработка режимов изготовления из него роликов позволят попутно решить задачу по подбору материала для менее ответственных деталей, таких как направляющий борт, сепаратор, кольцо.

Основные механические свойства - оптимальное сочетание пористости и твердости.

Для решения задачи используем в качестве основы материалы железных порошков марки ПЖ2М (ГОСТ 9849–74) и фирмы Хеганес, хрома, графита марки ГКБ (ГОСТ 4404–58), меди марки ПМС-2 (ГОСТ 4960-68). В качестве технологической добавки-пластификатора используется стеарат цинка (ТУ6-09-3567-75). Возьмем шихты, составов: ЖГр1,5Х1,5Д(2-10); ЖГр0,5Х3Н3; ЖГр1,5Х1,6; ЖГр1,5Х2.

Проведем сравнительную характеристику выбранной группы материалов (табл. 1 и 2).

 

Таблица 1 – Режимы операций получения деталей

Технологические особенности, режимы	ЖГр1,5Х1, 5Д(2-10)	ЖГр0, 5Х3Н3	ЖГр1, 5Х1,6	ЖГр1, 5Х2
Марка железного порошка	ПЖ2М	ПЖ2М	ПЖ2М	Хеганес
Способ и режим перемешивания:	Шаровая мельница	Смеситель «пьяная Бочка»	Шаровая мельница	Двухконус-ный смеситель
– обороты, об/мин
– время, t
Удельное давление первичного прессования; т/см	8,0	7,0	7,0	7,0
Режимы спекания:
– температура, С°
– время, t
– среда	крунд+кар-бюризатор	глзем+кар-бю ризатор	водород	водород
Удельное давление вторичного прессования, т/см	–	8,0	8,0	8,0
Режим повторного спекания;	–
– температура, С°
– время, t
– среда	карбюриза-тор	водород	водород

 

Таблица 2 – Химические и механические свойства

Материал	Содержание углерода, %	Пористость, %	Микроструктура	Твердость, НВ, кг/мм
ЖГр1,5Х1,5Д2	0,40		Феррит 80%, перлит, вклю-чение Сu
ЖГр1,5Х1, 5Д10	0,30		Аустенит, карбид, участкики феррита, карбиды (Fe3C;Me23C6)
ЖГр0,5Х3Н3	0,30		Аустенит, карбиды (Fe3C;Me23C6)
ЖГр1,5Х1,6*	0,65		Феррит 70%, карбиды (Fe3C;Me23C6)
ЖГр1,5Х2*	0,9		Зернистый перлит + отдельные участки феррита (Fe3C;Me23C6)

* После повторного спекания и прессования.

 

Из данных таблиц можно сделать вывод о том, что спекание детали в атмосфере водорода по сравнению со спеканим в твердой засыпке благотворно влияет на протекание диффузных процессов проникновения углерода в решетку α, φ-железа, образующегося при температурах спекания.

В структуре рассматриваемых материалов присутствие чистой меди и графита может играть роль твердой смазки. Поры, пропитанные маслом, и наличие твердой смазки графита и меди при эксплуатации в условиях трения износа приведут к образованию надежной разделительной пленки между трущимися поверхностями, которая предохранит от схватывания и уменьшит силу трения.

Кроме того, следует отметить, что эти материалы быстрее литых, штампованных и других материалов прирабатываются в процессе эксплуатации. Из сказанного можно сделать вывод, что материалы могут быть использованы для изготовления таких деталей подшипника, как, например, борт и сепаратор, работающих в относительно легких условиях.

Из представленных в таблице материалов ЖГр1,5Х2 наиболее близок по структуре к монолитной стали ШХ-15 в состоянии поставки. Как известно, особенностью термической обработки спеченных материалов является чувствительность к тепловому удару, объясняемая изменением тепло-физических характеристик пористых изделий, снижением предела их прочности и модуля упругости по сравнению с литыми. Оценка по Мэнсону показывает, что при прочих равных условиях стойкость к тепловому удару у спеченных материалов может быть понижена в несколько раз.

Температура нагрева под закалку должна немного превышать критическую точку для данного материала, а скорость его охлаждения должна быть как можно ближе к критической. Использование для нагрева под термообработку расплавов солей позволит добиться этих требований, тем более что выбор определенного состава ванны обеспечит защитную атмосферу нагрева. Процесс прогревания роликов по сечению в расплавах солей происходит равномерно, а при охлаждении даже в нагретой воде, то есть с низкими скоростями охлаждения, соль, находящаяся на поверхности, препятствует образованию паровой рубашки.

Для спеченного материала ЖГр1,5Х2 целесообразно применить следующий оптимальный вариант проведения термической обработки:

1. Нагрев до 800⁰С, выдержка в течение 60 мин. в ванне с В₂О₃, затем перенос в ванну с температурой 720⁰С, выдержка в течение 60 мин. в В₂О₃, охлаждение с муфелем до 300⁰С ± 10⁰С, затем на воздухе.

2. Нагрев до 840⁰С ± 10⁰С, выдержка в течение 60 мин. в соляной ванне с составом-15%BaCl, 25%КCl.

3. Отпуск в масле И-20 при температуре 120⁰С в течение 120 мин.

Первая операция термической обработки необходима с целью подготовки микроструктуры к закалке, а именно для получения структуры сорбитообраз-ного перлита с равномерным распределением карбидов хрома в железной матрице.

Твердость закаленных роликов, изготовленных из ЖГр1,5Х2, и соответствующая ей структура материала удовлетворяют техническим требованиям. Для улучшения механических свойств поверхности, уменьшения остаточной пористости перед закалкой следует произвести специальную обработку давлением роликов. Эта операция позволит получить ролики с геометрическими размерами, близкими к размерам готовых деталей. Процентное содержание пор в поверхности при эксплуатации снизится от 5-8 до 1-2 %, что приведет к значительному упрочнению ролика, повысит твердость поверхности после закалки до 61-63 единиц HRC.

Исследования показали преимущество пременения спеченного материала ЖГр1,5Х2 для изготовления роликов вместо литой стали ШХ-15.

 

Введение

 

Основные классы. Современные конструкционные материалы:

· композиционные материалы (КМ);

· пластмассы;

· порошковая металлургия.

Цели создания:

· КМ – надёжность в экстремальных условиях, целенаправленное конструирование материалов с заранее заданным комплексом свойств.

· пластмассы – низкая стоимость изготовления изделий, низкая плотность по сравнению с металлами (что облегчает конструкцию изделия в целом),технологичность, эстетичность внешнего вида изделия, возможность получения уникальных изделий.

· порошковая металлургия – изготовления полуфабрикатов и изделий из порошков металлов, сплавов и металлоподобных соединений или их смесей с неметаллическими порошками. Преодоление технологических трудностей изготовления изделий из тугоплавких металлов, создание материалов с особыми, уникальными составами, структурой и свойствами, но при существенно лучших экономических показателях.

 

Композиционные материалы

Виды КМ в машиностроении

Три основных класса КМ по Браутману и Кроку:

1)___________________________________________________________________

2)___________________________________________________________________

3)___________________________________________________________________

Приведённая классификация построена по признаку формы и размеров дисперсной или армирующей фазы, а также с учётом механизма упрочнения композиции.

Усовершенствованная классификация КМ:

По расположению фаз

________________________________________________________________________________________________________________________________________

По геометрии фаз

________________________________________________________________________________________________________________________________________

По природе матрицы

________________________________________________________________________________________________________________________________________

КМ, полученные жидкофазным и твёрдофазными методами.

К жидкофазным методам относят:

____________________________________________________________________

К твёрдофазным –

____________________________________________________________________

Пластмассы

Новые пластические массы

 

Пентапласт – простой полиэфир, полученный на основе продуктов хлорирования пентаэритрита.

По химической стойкости занимает промежуточное положение между фторопластом и поливинилхлоридом.

Высокая химическая стойкость сохраняется при температурах 120-135°С

Свойства изделий из пентапласта: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Такие свойства позволяют использовать его для изготовления коррозионностойкой аппаратуры.

Поликарбонат (дифлон) – полимерный эфир угольной кислоты и двухатомных фенолов, получаемый взаимодействием фосгена с двухатомными фенолами.

Свойства дифлона: ____________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________

Преимущество перед другими пластиками – _________________________
____________________________________________________________________

Применяют для изготовления: _____________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________

В изделия перерабатывается методами _____________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________

Полимер «ПМ» является полимером класса полиимидов.

Свойства «ПМ»: _______________________________________________
_________________________________________________________________

Применяется: _____________________________________________________________________________________________________________________________________

Полиариаты представляют собой термостойкие материалы на основе двухатомных фенолов.

Обладают свойствами: __________________________________________
_________________________________________________________________

Применяются: _____________________________________________________________________________________________________________________________________

Способы производства изделий из пластмасс определяются типом изделия.

Почти во всех случаях формирование изделия (или переработка материала) осуществляется переводом материала в жидкое (текучее) состояние.

Выбор оптимальной технологии формирования определяется типом изделия.

Профильные (погонажные) изделия – _______________________________
___________________________________________________________________

Штучные (единичные) изделия – __________________________________
___________________________________________________________________

Эти изделия изготовляются из термопластов на литьевых машинах, а из реактопластов на прессах.

Листовые изделия бывают двух типов.

Изделия первого типа –

____________________________________________________________________

Изготовляют на этажных прессах;

Изделия второго типа –

____________________________________________________________________

Изготовляют методом вакуум-вытяжки заранее полученной листовой заготовки.

Методы выбора вида пластмасс по заданным требованиям условий эксплуатации различны: метод аналогий; количественный метод; выбор базовой марки полимера; выбор марки с улучшенными технологическими свойствами.

 

Порошковая металлургия

ЛИТЕРАТУРА

Основная литература

1. Материаловедение в машиностроении: учебник для вузов / А.М. Адаскин, Ю.Е. Седов, А.К. Онегина, В.Н. Климов. – М.: Юрайт, 2012. – 535 с.

2. материаловедение и технология металлов: учебник для вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюхин. – М.: Высш. шк., 2008. – 639 с.

3. Рогов В.А., Позняк Г.Г. Современные машиностроительные материалы и заготовки: учеб. пособие для вузов / В.А. Рогов, Г.Г. Позняк. – М.: Академия, 2008. – 329 с.

Дополнительная литература

4. Классификация и правила маркировки металлических материалов. – Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2006. – 67 с.

5. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.

6. Марочник сталей и сплавов / ред. А.С. Зубченко. – М.: Машиностроение, 2003. – 784 с.

7. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы: учеб. пособие для вузов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1989. – 465 с.

8. Машиностроительные материалы. – Л.: Лениздат, 1984. – 272 с.

9. Металловедение и термическая обработка стали: справочник: в 3 т. – М.: Металлургия, 1991. – 368 с.

10. Методология выбора материалов и упрочняющих технологий в машиностроении. – М.: Академия, 2004. – 264 с.

11. Порошковая металлургия. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1980. – 432 с.

12. Применение пластических масс: справочник. – Л.: Химия, 1985. – 448 с.

13. Словарь справочник по порошковой металлургии / Е.Л. Шведков, Э.Т. Денисенко, И.И. Ковенский. – Киев: Наук. думка, 1982. – 268 с.

14. Специальные стали: учебник для вузов / М.И. Гольдштейн, С.В. Грачев, Ю.Г. Векслер. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: МИСИС, 1999. – 408 с.

15. Строение и свойства авиационных материалов: учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1989. – 386 с.

16. Структура металлов: в 2-х т. – М.: Металлургия, 1984. – 503 с.

17. Технология конструкционных материалов. Словарь терминов педагога профессионального обучения: учеб. пособие. – Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2006. – 97 с.

Интернет – ресурсы

1. Библиотека В.Г. Белинского. – Режим доступа: http://book.uraic.ru

2. Библиотека нормативно-технической литературы. – Режим доступа: http//www.tehlit.ru

3. Виртуальные библиотеки. – Режим доступа: http//imin.urc.ac.ru

4. Государственная публичная научно-техническая библиотека. – Режим доступа: http://www.gpntb.ru

5. Материаловедение. Бесплатный образовательный ресурс. – Режим доступа: http://supermetalloved.narod.ru/books.htm

6. Муниципальное объединение библиотек. – Режим доступа: http//www. gibs.uralinfo.ru

7. Публичная электронная библиотека. – Режим доступа: http//www. gpntb.ru

8. Российская библиотечная ассоциация. – Режим доступа: http://www. rba. ru

9. Российская национальная библиотека. – Режим доступа: http//www.rsl.ru

10. Сетевая электронная библиотека. – Режим доступа: http//web.ido.ru

11. Списки ссылок на библиотеки мира. – Режим доступа: http//www. techno.ru

12. Список библиотек, доступных в Интернет и входящих в проект «Либнет». – Режим доступа: http//www.valley.ru/-nicr/listrum.htm

13. Студенческий ресурс. – Режим доступа: http://sinol.sml.by/proekt_1/ materialovedenie/all/material_ all-knigi.php

14. Учебники по материаловедению. – Режим доступа: http://structural-materials.info/inform.html

15. Учебные наглядные пособия и презентации по курсу «Материаловедение» (диск, плакаты, слайды). – Режим доступа: http://www.labstend.ru/site/ index/uch_tech/index_full.php? mode=full&id=190&id_cat=400

16. Электронная библиотека нормативно-технической документации. – Режим доступа: http//www.technormativ.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА

КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

 

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра материаловедения, технологии контроля в машиностроении и

методики профессионального обучения

 

 

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Современные материалы в машиностроении»

 

 

Выполнил

студент группы КМ (ЗКМ) Т.В. Полковников

 

 

Проверил

д-р техн. наук, проф. Б.Н. Гузанов

 

Екатеринбург

 

 

Задания и методические указания к выполнению
контрольной работе по дисциплине

«Современные материалы в машиностроении»

 

 

Подписано в печать _________. Формат 60´84/16. Бумага для множ. аппаратов.

Печать плоская. Усл. печ. л. ___. Уч.-изд. л.____. Тираж ____ экз. Заказ № ____.

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

Ризограф ФГАОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11.

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Современные материалы в машиностроении»

 

для студентов всех форм обучения

направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»

профилизации «Сертификация, метрология и управление
качеством в машиностроении»,

профилизации «Подъёмно-транспортное оборудование»

 

Екатеринбург

РГППУ

Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Современные материалы в машиностроении». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2013. 40 с.

Авторы:	д-р техн. наук, проф.	Б.Н. Гузанов
	канд. техн. наук, доц.	М.Ю. Большакова
	старший преподаватель	С.А. Башкова

 

 

В методических указаниях приведены краткие теоретические сведения и варианты заданий.

 

 

Одобрены на заседании кафедры материаловедения, технологии контроля в машиностроении и методики профессионального обучения. Протокол от 17 января 2013 г. № 6.

 

Заведующий кафедрой материаловедения, технологии контроля в машиностроении и методики профессионального обучения

Б.Н. Гузанов

 

Рекомендованы к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от 13 февраля 2013 г. № 6.

 

 

Председатель методической комиссии МаИ

А.В. Песков

 

© ФГАОУ ВПО «Российский
государственный профессионально-педагогический университет», 2013

© Б.Н. Гузанов, М.Ю. Большакова, С.А. Башкова, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Контрольные задания……………………………………………….. 2. Примерный алгоритм решения задачи………………………..…… 3. Пример решения задачи 1 и 2…………………………………..… 4. Конспект-организатор………………………………………….…… Литература………………………………………………………………

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

 

Ниже приводятся 10 вариантов заданий к контрольной работе. К контрольной работе студенты выбирают номер варианта задания по последней цифре шифра зачетной книжки.

Задания выполняют, используя примерный алгоритм (разд. 2). Работа должна сопровождаться чертежами, схемами, таблицами, иллюстрирующими текст (по мере необходимости).

При выполнении третьей задачи дается полная самостоятельность в выборе материала. Особое внимание следует уделять обоснованию выбранного материала или способа изготовления изделия.

Обязательно нужно оставить поля для замечаний преподавателя.

При использовании какой-либо литературы необходимо указывать номер источника из списка использованной литературы и страницу. Например, [2, с. 46]. При ссылке на таблицу указывать ее номер, например, [4, табл. 1, с. 14].

Выполненную работу студент должен подписывать, регистрирует в деканате и сдает на проверку преподавателю.

 

Вариант 1

1. Изготовлена втулка АТ-60-Л.8-14 для ткацкого станка марки ЖГр 1,5Д 2,5. В ходе эксплуатации на поверхности втулки появились трещины. Выяснить причины брака. Предложить способ избежания этого брака в дальнейшем.

2. В процессе длительной эксплуатации гильзы рабочих цилиндров сильно износились. Предложить способ и выбрать пластмассу для восстановления первоначальных размеров трущихся поверхностей. Выбор обосновать.

3. Для изготовления зубчатого колеса, работающего в щелочной среде выбрать композиционный материал. Выбор обосновать.

 

Вариант 2

1. Изготовлены кольца СТД 216.1-44 из порошкового материала ЖГр 1,5 для ткацкого станка СТБ 2-175, удовлетворяющие техническим требованиям, но через некоторое время их применение стало невозможным, диаметр центрального отверстия увеличился. Найти причину и предложить способы избежания этого брака в дальнейшем. Обосновать.

2. В результате эксплуатации произошел износ резьбы гаек ходовых винтов металлорежущего оборудования. Выбрать пластмассу и предложить способ восстановления деталей. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления тормозных колодок вагонов, работающих при температуре трения t =1000¸1100°С. Выбор обосновать.

 

Вариант 3

1. Изготовлен подшипник АТ 4-120-1.9-255 из материала БрО 10. После проверки контролером ОТК выяснилось, что твердость НВ 250¸400 МПа не соответствует техническим требованиям НВ 560 МПа. Установить причину? Предложить способ избежания этого брака.

2. В результате эксплуатации произошел незначительный износ отверстий под пиноль задней бабки токарного станка. Выбрать пластмассу и предложить способ восстановления детали. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для антикоррозионной защиты выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания. Выбор обосновать.

 

Вариант 4

1. Нож 3,2 М-201-1 к автомату АТП-290 для наматывания трубчатых початков пряжи изготовлен из стали У8А и является одной из быстроизнашивающихся деталей. Средний срок службы- 3 месяца, продолжительность его работы между заточками – не более 3 недель. Предложить порошковый материал для изготовления лезвия ножа с целью увеличения срока службы. Выбор обосновать.

2. В результате эксплуатации произошло выкрашивание отдельных частиц подшипника шпинделя револьверной головки токарно-револьверного станка. Подобрать пластмассу для ремонта подшипника. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для герметизации резьбовых соединений зазором 0,1-0,45 мм. Выбор обосновать.

 

Вариант 5

1. В ходе эксплуатации ножниц УКЦ 8-37 к узловязальной головке машины Уп-175 выявлен износ режущей части. В чем причины брака? Предложить пути устранения брака. Обосновать.

2. В результате длительной эксплуатации произошел износ круговых направляющих станины карусельного станка. Выбрать пластмассу для восстановления детали. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления вкладышей судовых подшипников скольжения. Выбор обосновать.

 

Вариант 6

1. Изготовлен фильтр к ткацкому станку П-125А. Фракция бронзового сферического порошка марки ОФ 10-1, из которого изготовлен фильтрующий элемент, составляет +0,2-0,3; пористость элемента 50%. Контролером ОТК была обнаружена повышенная пористость. В чем причины брака? Предложить способы его устранения.

2. В результате эксплуатации произошел износ планки механизма механического пресса. Выбрать пластмассу для восстановления детали. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления поршневых колец, работающих при температуре t=180°С. Выбор обосновать.

 

Вариант 7

1. В ходе проверки контролером ОТК железографитовых втулок СК-2,5-103 к кокономотальному автомату СКЭ-4-ВУ была обнаружена повышенная пористость материала втулки. Назвать возможные последствия брака, его причины. Предложить способы устранения брака в дальнейшем.

2. В результате эксплуатации подшипника скольжения произошел износ его внутренней поверхности. Выбрать пластмассу для ремонта подшипника. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления бензобака. Выбор обосновать.

 

Вариант 8

1. Изготовлен железный подшипник правый № 3-34 к ткацкому станку ТВ-160 ШЛ. Подобрать пропитку подшипника для работы его при нагрузке 2,5 МПа и скорости 80 м/с. Выбор обосновать.

2. В результате длительной эксплуатации на установочных поверхностях столов оборудования появились задиры и забоины. Для восстановления поверхности столов подобрать пластмассу и предложить способы ремонта поверхности. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления дисков шестерен, работающих при температуре t = 100°С. Выбор обосновать.

 

Вариант 9

1. Шестерни П-66.4В-35-Н к прядильному станку П-66, изготовленные из порошкового материала ЖГр 1,5Д2,5 в технических условиях должны иметь пористость 23%, но контролером ОТК была установлена повышенная пористость материала детали (30%). Чем вызван этот брак? Предложить способы избежания этого брака в дальнейшем.

2. В результате длительной эксплуатации произошел износ фрикционной муфты сцепления. Выбрать пластмассу для ремонта и предложить способ ремонта муфты. Выбор обосновать.

3. Выбрать композиционный материал для изготовления стоек кулачков механизма с повышенной механической прочностью. Выбор обосновать.

Вариант 10

1. Поршневые кольца асимметричной формы высокой прочности, изготовленные из порошкового материала в специальной пресс-форме, при спекании искривились. Предложить другой способ для получения колец асимметричной формы, при котором не возникал бы этот брак, и указать причины полученного брака.

2. При посадке подшипника качения в корпусе машины произошла деформация подшипника и гнезда корпуса, в которое он установлен. Предложить способ восстановления посадочных мест подшипника качения и выбрать пластмассу для восстановления. Выбор обосновать.