Литьё по выплавляемым моделям. Сущность, основные характеристики.

См. билет 1(1)

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 17

1. Индексация моделей литейных машин.

См. билет 8(1)

1. Ультразвуковая сварка.

 

Ультразвуковая сварка. Ультразвуковая сварка также относится к процессам, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение сварива­емых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. При ультразвуковой сварке для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикционный эффект, заключающийся в изменении раз­меров некоторых металлов, сплавов и керамических материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикционных материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев суживающейся формы. На рис. 4.19 показана простейшая схема ультразвуковой сварки. Свариваемые заготовки 5 размещают на опоре б. Наконечник 4 инструмента 3 соединен с двигателем магнитострикционногопреобразования 1 через трансформатор 2 продольных упругих колебаний, представляющих вместе с рабочим инструментомволновод. Нормальная сжимающая сила Р создается моментом М в узле колебаний. В результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контактирующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные пленки. Тонкие поверхностные слои металла нагреваются, металл в этих слоях немного размягчается и под действием сжимающего усилия пластически деформируется. При сближении поверхностей на расстояние действия межатомных сил между ними возникает прочная связь. Сравнительно небольшое тепловое воздействие на свариваемые материалы обеспечивает минимальное изменение их структуры, механических и других свойств. Напри­мер, при сварке меди температура в зоне контакта не превышает 600 °С, а при сварке алюминия — 200—300 °С. Это особенно важно при сварке химически активных металлов, а также металлов, которые в результатевысокотемпературного нагрева делаются

Рис. 4.19. принципиальная схема ультразвуковой сварки

хрупкими.

Рис 4.20. Ультразвуковая сварка по контуру 1 — волновод; 2 — сменный полый штифт; 3 — сменный прижимной штифт; 4 — при­жимная опора; 5 — свари­ваемое изделие

Ультразвуковой сваркой можно получать точечные и шовные соединения внахлестку, а также соединение по контуру. Шовные соединения получают на машинах, аналогичных машинам для точечной сварки. Отличие заключается в том, что их рабочий инструмент и опору выполняют в форме роликов.

При сварке по контуру, например по кольцу, в волновод встав­ляют конический штифт, имеющий форму полой трубки. При равномерном поджатии заготовок к свариваемому штифту полу­чают герметическое соединение по всему контуру (рис.4.20). Ультразвуковой сваркой можно сваривать заготовки толщиной до 1 мм и ультратонкие заготовки толщиной до 0,001 мм_, а также приваривать тонкие листы и фольгу к заготовкам неограниченной толщины. Снижение требований к качеству свариваемых поверх­ностей позволяет сваривать плакированные и оксидированные поверхности и металлические изделия, покрытые различными изоляционными пленками. Этим методом можно сваривать ме­таллы в однородных и разнородных сочетаниях, например алю­миний с медью, медь со сталью, цинк с оловом и т. п.

Прочность соединения, выполненного ультразвуковой сваркой достаточно высока (не менее 90 % от наиболее прочного металла в этом соединении).

Ультразвуковым методом сваривают и пластмассы, однако в отличие от сварки металлов ультразвуковые колебания здесь подводятся к заготовкам не тангенциально, а вертикально.

Оборудование. Установка ультразвуковой сварки состоит из сварочной машины и ультразвукового генератора. В Советском Союзе выпускают ультразвуковые машины типа УЗСМ-1 и УЗСМ-2.

Ультразвуковую сварку применяют в приборостроении, радио­электронике, авиационной промышленности и других отраслях.

 

1. Уравнение кинематического баланса винторезной цепи. Настройка гитары смешенных шестерен.

 

Цепь нарезания резьбы. Для нарезания резьбы заданного шага необходимо, чтобы за один оборот заготовки инструмент переместился на величину, равную шагу нарезаемой резьбы. Для выполнения этого условия существует орган настройки станка в виде гитары сменных шестерён.

При нарезании резьбы вращение ходовому валу 56 от вала ХI передается включением муфты М4. Уравнение кинематического баланса винторезной цепи имеет вид:

			(правая)
1об.шп. ·		·		∙ i г∙ i к.п. ∙ t х.в =Т,мм (3.4)
	∙ ∙ ∙		∙ (левая)

где i _г, i _к.п. - передаточные отношения гитары сменных шестерен и коробки передач;

t _х.в. = 6 мм – шаг ходового винта;

T – шаг нарезаемой резьбы в мм.

Передаточное отношение гитары сменных шестерен i _г при нарезании метрических и дюймовых резьб для данного станка определяется отношением

i_г = , (3.5),

а при нарезании модульных и питчевых резьб:

i_г = . (3.6)

Следует отметить, что большинство универсальных токарно-винторезных станков требует расчёта чисел зубьев сменных шестерён гитары (а, b, с и d) и её настройки при нарезании резьб заданного шага. В общем случае цепь нарезания резьбы имеет постоянную передачу между шпинделем и гитарой с постоянным передаточным отношением i _пост = z ₁/ z ₂ (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Гитара сменных шестерен токарно-винторезного станка

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 18

1. Расточные станки: назначение, устройство. Режущий инструмент и приспособления для обработки заготовок на расточных станках.

Также см. билет №8(3)

На расточных станках обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия в заготовках типа корпусов. Ознакомьтесь с характерными особенностями метода растачивания. Универсальность расточного станка рассмотрите, изучая схемы обработки поверхностей различными инструментами. Схему растачивания отверстий целесообразно изучить на фоне упрощенного вида станка с рассмотрением движений его узлов и их технологического назначения. Рассматривая алмазно- и координатно-расточные станки, обратите внимание на их конструктивные особенности и технологические возможности. На алмазно-расточных станках окончательно обрабатывают отверстия алмазными и твердосплавными резцами. Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий, плоскостей и уступов с высокой точностью формы, размера и взаимного расположения. Ознакомьтесь с технологическими требованиями к конструкциям деталей машин, обрабатываемых на станках сверлильно-расточной группы.

 

Характеристика методов сверления и растачивания. Сверление и растачивание – весьма распространенный способ получения отверстий в обрабатываемом изделии. Режущим инструментом при сверлении и растачивании являются сверла, а также зенкеры, развертки. Сверление и растачивание осуществляют при сочетании двух движений: главного движения резания D_r – вращательного движения сверла, зенкера или развертки (рис. 5.23) и движения подачи D_s – поступательного движения сверла или другого режущего инструмента, т. е. оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту.

Рис. 5.23. Элементы режима резания при сверлении

 

Элементами режима резания являются: скорость главного движения резания; подача; глубина резания; площадь поперечного сечения среза.

Скоростью главного движения резания v при сверлении и растачивании называют окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла. Скорость резания определяют по формуле

V= π Dn/1000 м/мин, где D – диаметр сверла, мм; n – частота вращения сверла в минуту.

Выбор скорости резания при сверлении и растачивании зависит от ряда факторов – механических свойств обрабатываемого материала и материала режущей части сверла, диаметра сверла, величины подачи, стойкости инструмента, охлаждения, глубины сверления и т.д.

Подача S равна величине перемещения сверла, зенкера, развертки вдоль оси. Поскольку сверло имеет две режущие кромки, то подача, приходящаяся на каждую кромку, S_z=S/2, мм/об, (рис. 5.23, а).

Глубина резания t при сверлении отверстий в сплошном материале составляет половину диаметра сверла t=D/2 (см. рис. 5.23, а), а при растачивании t=(D-d)/2, где d – диаметр растачиваемого отверстия. Площадь сечения срезаемого слоя, снимаемого двумя главными режущими кромками сверла за один оборот, определяют как удвоенное произведение толщины a на ширину среза b (рис. 5.23, а). Ширину и толщину среза (без учета перемычки) определяют по формулам:

b=D/2sin φ, мм; a=S/2sin φ, мм.

Мощность резания, или эффективную мощность при сверлении N _p определяют, исходя из крутящего момента сопротивления резанию М _{к р} , и частоты вращения сверла n, мин^-1. Для определения крутящего момента пользуются эксперементальной формулой

Mкр=C_мD^x_мS^y_мK_м,

где С _м, К _м, х _м, у _м – коэфициенты и степени, характеризующие свойства обрабатываемого материала и другие условия обработки (определяются по таблицам).

Тогда N_p=M_крn/(176,2*10³*1,36) кВт.