Порядок выполнения работы
Определить ударную вязкость отлитых образцов по формуле
КС
=
;
где
A – работа, затраченная на излом образца [Дж];
S – площадь поперечного сечения образца [м2].
Описать ход экспериментальной части и результаты эксперимента с пояснениями, анализом и выводами. Объяснить, почему отливки имеют разную макроструктуру, ударную вязкость и качество поверхности.
Краткий вывод по результатам работы.
Выполнение индивидуального задания
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КУЗНЕЧНОЙ КОВКИ
Цель работы
Познакомиться с оборудованием и технологическим процессом кузнечной ковки.
Изучить основные операции кузнечной ковки.
Научиться выбирать оборудование, назначать технологию ковки изделий.
Материалы и оборудование
Пневматический молот с весом падающих частей 75 кг.
Нагревательная печь с термопарой и потенциометром.
Мерительный инструмент (штангенциркуль, линейка).
Углеродистая сталь.
Основные положения
Кузнечная ковка – это ____________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Ковку еще называют свободной, потому что __________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Преимущества свободной ковки _____________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Основные
недостатки метода _
_____________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Заготовки подвергаются нагреву ____________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Изменение прочности и пластичности при нагреве некоторых металлов и сплавов даны в табл. 1.
Таблица 1
Марка стали, сплава |
Температура обработки, С |
||||
200 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
|
Сталь Ст3 |
42/25 |
21/– |
8/70 |
5/80 |
3/88 |
Сталь 45 |
64/16 |
32/25 |
12/48 |
5/53 |
3/64 |
Сталь У12 |
68/5 |
18/1 |
11/52 |
4/65 |
2/92 |
30ХГСА |
64/12 |
18/– |
6/– |
3/30 |
1/60 |
40Х9С2 |
75/15 |
29/– |
5/68 |
4/29 |
2/72 |
Медь МЧ |
27/40 |
4/56 |
1/70 |
–/77 |
– |
Латунь Л68 |
33/56 |
5/34 |
2/72 |
– |
– |
Титановый сплав ВТ3 |
80/16 |
60/20 |
8/100 |
4/100 |
– |
Примечание: в числителе приведен предел прочности при растяжении в кгс/мм2, в знаменателе – относительное удлинение в %.
Таблица 2
Наименование металла и сплава |
Температура, С |
|
начало ковки |
окончание ковки |
|
Конструкционные углеродистые стали |
1200–1300 |
800 |
Инструментальные углеродистые стали |
1050–1100 |
820 |
Легированные стали: |
|
|
низколегированные |
1100 |
820–850 |
среднелегированные |
1100–1150 |
850–875 |
высоколегированные |
1150–1200 |
875–900 |
Алюминий |
500 |
310 |
Алюминиевые сплавы |
470–490 |
350–400 |
Медь |
900 |
650 |
Медные сплавы: бронза |
850 |
700 |
латунь |
750 |
600 |
Магниевые сплавы |
370–430 |
300–350 |
Превышение температуры нагрева металлов при ковке ведет к образованию дефектов, называемых перегревом и пережогом.
Перегрев – это ___________________________________________
_____________________________________________________________
Пережог – это ____________________________________________
______________________________________________________________
Ковка при температуре ниже нижнего предела температурного интервала приводит к разрушению металла из-за недостаточной пластичности.
Технологический процесс ковки представляет собой совокупность определенных операций, основными из которых являются:
Осадка – _____________________________________________
____________________________________________________ (рис. 1).
Высадка – _____________________________________________
____________________________________________________ (рис. 2).
Протяжка – __________________________________________
____________________________________________________ (рис. 3).
Рубка – _____________________________________ (рис. 4).
Прошивка – __________________________________________
___________________________________________________ (см. рис. 5).
Раскатка – ____________________________________________
___________________________________________________ (см. рис. 6).
Передача ‑ __________________________________________
________________________________________________ (см. рис. 7).
На всех рисунках буквами обозначить: а – заготовку; б – поковку; в – схему операции.
а
б
в
а
б
в
Рис. 1. Осадка
Рис. 2. Высадка
а
б
в
Рис. 3. Протяжка
а
б в
Рис. 4. Рубка
а
б
в
Рис. 5. Прошивка
а
б
в
Рис. 6. Раскатка
на оправке
а
б
в
Рис. 7. Передача
Величина деформации при ковке характеризуется коэффициентом уковки KУ:
KУ = _____________________
где Fmax и Fmin – это ________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Чаще всего KУ = ______________, а при ковке слитков KУ = _________________________.
Чем больше коэффициент уковки слитков, тем лучше структура металла и выше его механические свойства.
Оборудованием для ковки являются ковочные молоты и прессы.
Молоты – это __________________________________________, а прессы – это _________________________________________________.
Мелкие поковки обычно куют на пневматических молотах, крупные – на паровоздушных ковочных молотах, а очень крупные и тяжелые поковки – на гидравлических прессах.
Схема и принцип действия пневматического молота (см. рис. 8).
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Характеристикой мощности молота является __________________
______________________________________________________________
Вес падающих частей молота – это вес _______________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________________
Пневматические молоты изготавливаются с весом падающих частей _________________, а паровоздушные – ____________________. Поэтому паровоздушные молоты применяют для ковки более крупных, массивных поковок.
Особенности устройства и использования гидравлических прессов: __________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
9
1
2
3
9
4
5
6
1111
8
12
13
7
14
10
Рис. 8. Пневматический ковочный молот
Для сравнения мощности молота и пресса можно принять, что___
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
На прессах можно ковать массивные, крупные слитки. Например, на прессе с усилием 15000 т – слитки весом до 350 т.
Необходимая мощность молота определяется по формуле:
G = KF,
где G – __________________________________________________
F – ______________________________________________________
K – _____________________________________________________
Необходимое усилие пресса можно найти по формуле:
P = F·σВ,
где σВ – __________________________________________________
F – ______________________________________________________
При изготовлении поковок свободной ковкой размеры их делаются больше размеров детали по чертежу на величину припусков.
Припуск Z – это _________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Допуск Δ – это ____________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________
Пояснения полей припусков и допусков дать на рис 9:
А – размер детали по чертежу;
Б – наименьший допустимый размер поковки: Б = _____________
В – номинальный (расчетный) размер поковки: В = ____________
Г – наибольший допустимый размер поковки: Г = _____________
Рис. 9. Схема полей припусков и допусков на размер поковки
Величина припусков и допусков зависит от многих факторов. Приближенно припуски (в мм) на механическую обработку могут быть определены по следующим формулам.
1. При ковке на молоте:
а) припуск на диаметр или толщину поковки D
Z1 = ________________________________________________
б) припуск на длину поковки L
Z2 = ________________________________________________
2. При изготовлении поковок на прессе:
а) припуск на диаметр или толщину поковки D
Z1 = ________________________________________________
б) припуск на длину поковки L
Z2 = ________________________________________________
3. Допуски (в мм) на размеры поковок можно приближенно определить из выражений:
а) на диаметр или толщину поковки D
Δ1 = ____________________________________________________
б) на длину поковки L
Δ2 = ________________________________________________
Тогда номинальный диаметр или толщина поковки (DП) определяется как
DП = ___________________________,
а допустимые наибольший и наименьший диаметры составят
DП max = _________________________
DП min = _________________________
Номинальная длина поковки (LП) составит
LП = ________________________________,
а допустимые наибольшая и наименьшая длина выразятся как
LП max = ________________________
LП min = ________________________
Допуски устанавливаются на все размеры поковки, в том числе и на те, которые не подвергаются последующей механической обработке.