Лекция 1. Введение. Материалы двигателестроения презентация

неделю .
Апрель – Июнь. 2 лекции в неделю (в т. ч. практические занятия) Экзамен.
II семестр. Специальная часть
Сентябрь – Декабрь . Зачет.
Курсовая работа.

пособие. Издательство УГТУ-УПИ 2000 г.
2. В. И. Наливайко. Разработка технологических процессов механической обработки деталей ДВС. 2004 г.
3. В. И. Наливайко. Расчет технологических размерных цепей. Учебное пособие. Издательство УГТУ-УПИ. 2007 г.
4. И. М. Колесов. Основы технологии машиностроения. Москва "Высшая школа" 2001 г. – 591 с
5. Справочник технолога-машиностроителя под редакцией А.Г. Косиловой. 4 изд. Машиностроение, 1985 г том 1 и 2. Или 5 изд. 2003 г Справочник технолога–машиностроителя. Под общей редакцией А. М. Дальского.
6. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под общей редакцией Панова. Машиностроение, 1988 г.
7. Методическое указание к курсовой работе: «Разработка технологического процесса механической обработки детали двигателя внутреннего сгорания». Автор В.И. Наливайко. УРФУ, 2014 г.
8. Справочник нормировщика-машиностроителя: Т. 2. Техническое нормирование станочных работ, под ред. Е.И. Стружестраха. М: Машгиз, 1961. 892 с. (Или справочник по нормированию др. авторов).
9. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. Машиностроение, 1979. 303 с.
10. Схиртладзе А.Г. Новиков В.Ю. Технологическое оборудование машиностроительных производств. (Или «Металлорежущие станки» других авторов)

СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ. 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ. 6. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ. 7. ЕСТД. 8. ЗАГОТОВКИ ДЕТАЛЕЙ ДВС. 9. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ. 10. ПРИПУСКИ. 11. БАЗЫ И БАЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ. 12. РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ. 13. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ. 14. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. 15. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ. 16. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНОГО ВРЕМЕНИ.

ЧАСТЬ 1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

Технология двигателестроения

учение.
Процесс создания машины подразделяется на два этапа: проектирование и изготовление.
Основная задача технологии машиностроения - реализация конструкции с помощью производственного процесса.
Качество машины-совокупность ее свойств, позволяю­щих выполнять свое служебное назначение. Важнейшими показателями качества машины являются: производительность, надежность, долговечность физическая и мо­ральная, безотказность работы, удобство управления.
Качество машины обеспечивается уровнем проектных решений, от кото­рого зависит техническое совершенство конструкции машины, и технологией, определяющей качество деталей, сборки и отделки машины.
Технология области - совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени используемых в определенной области производства (технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин).
Технология машиностроения - научная дисциплина, изучающая преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин и затрагивающая вопросы выбора заготовок и методы их изготовления.
Процесс механической обработки связан с эксплуатацией сложного оборудования – металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработки составляет значительную часть общей трудоемкости изготовления машины.
В технологии машиностроения изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных технологических процессов обработки деталей машин и процессов сборки (1 часть курса).

материалы.
Чугун – железоуглеродистый сплав, содержание углерода превышает 2 %.
Серый - углерод находится в виде графита, имеют в разломе серый цвет и крупнозернистое строение. Хорошо обрабатываются режущим инструментом, имеют высокие литейные качества, температуру плавления (1100–1200° С), небольшую усадку (≈1%). Серый чугун – СЧ, СЧ15, где 15 – предел прочности при растяжении.
Белый или передельный - углерод содержится в виде химических соединений с железом, имеют в разломе белый цвет. Плохо обрабатываются режущим инструментом.
Ковкий – получается из белого чугуна специальным отжигом.. Ковкий чугун, как и серый, не куется, а название указывает лишь на значительную его пластичность. Ковкий чугун – КЧ
Высокопрочный чугун ВЧ40-10 (40-предел прочности, 10 относительное удлинение);
Антифрикционный чугун – АЧС.
Жаропрочный чугун
Специальный чугун. Обозначают буквой Ч и легирующие элементы в процентах. Например, ЧХ3 – чугун специальный легированный хромом, процентное содержание ≈3%.

качества (Ст0; Ст1; Ст2…);
б) качественная сталь (Сталь 10; Сталь 20; Сталь 45);
в) конструкционная сталь легированная хромом, никелем, вольфрамом и т. д. (однокомпонентные 20Х, 40Х, многокомпонентные 12ХН3А, 18Х2Н4ВА).
г) инструментальная углеродистая сталь (У7, У8, У9, У10 и т.д.)

Легирующие элементы введенные в состав стали имеют следующие обозначения:

Х – хром, Ф – ванадий, Т – титан, Д – медь.
В – вольфрам, К – кобальт, С – кремний, Ю – алюминий .
М – молибден, Г –марганец, Н – никель, Р– бор.

д)высококачественная сталь - обозначают добавлением в конце маркировки буквы А. Легированные стали обозначают сочетанием цифр и букв.
Первые две цифры обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы–легирующие элементы, последующие цифры – содержание в % этих элементов в стали.

Л и цифрой, указывающей процентное содержание меди в сплаве.
Например, латунь Л62 содержит около 62% меди и около 38% цинка.
В специальные марки латуни входят железо, марганец, никель, олово и др. По прочности некоторые марки латуни не уступают углеродистой стали.
Обозначение элементов, входящих в состав сплавов цветных металлов: Ж – железо, Мц – марганец, Н– никель, О – олово, К – кремний, С – свинец.
Обозначение ЛС–59–1 (59% меди, 1% свинца, 40% цинка).

и некоторыми другими элементами.
Бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью, жидкотекучестью, высокими антифрикционными свойствами. В зависимости от легирующих элементов, входящих в сплав, бронзы делят на оловянные, алюминиевые, марганцевые, кремниевые, свинцовые др.
Оловянная бронза обозначается Бр О10, Бр О14, цифры указывают содержание олова в процентах.
Алюминиевая бронза по сравнению с оловянной имеет большую пластичность, коррозионную стойкость, но обладает более низкими литейными свойствами. Добавление в алюминиевую бронзу железа, никеля и марганца повышает ее коррозионные и механические свойства. Основные марки: БрАЖ–9–4 (9% алюминия, 4% железа); БрАЖН–10–4–4.
Свинцовые бронзы: Бр С30, Бр ОС-1-22
Марганцевая бронза имеет сравнительно невысокие механические свойства. БрМц–5; 5% марганца.
Кремниевая бронза. БрКМц–3–1; 3% кремния, 1% марганца.

5. Сплавы алюминиевые литейные на основе систем:
алюминий – кремний – магний: АК–12 (АЛ2). АК–8 (АЛ34);
алюминий – кремний – медь: АК5М, АК5М7:
алюминий – медь: АМ5;
алюминий – магний: АМr 5К.

марки А (пропитанный) для прокладок в водяной системе при низких рабочих давлениях в жидкости)
паронит (ГОСТ 481–80):
- марки ПОН–Б для прокладок на перегретую воду, насыщенный и перегретый пар, тяжелые и легкие нефтепродукты, с рабочим давлением среды до 2,5 Мпа в диапазоне температур -50 до +200 ° С)
- марки ПОН-В для неподвижных соединений узлов и деталей двигателей с рабочими средами: минеральные масла, легкие нефтепродукты, топливно-воздушная смесь, тосол, антифриз с давлением до 4 Мпа и температурой до 150 ° С
маслостойкая резина (манжеты различных форм на вращающиеся узлы в масляной и водяной системах двигателя. РТИ поступают с заводов изготовителей в готовом , механической обработки не требуют. Применяются также МБС- маслобензостойкая и ТМКЩ – тепломорозокислотощелочностойкая резины).
асбостальной лист ( ГОСТ 12856–84. предназначен для прокладок головок цилиндров ДВС и систем выпуска выхлопных газов с рабочей средой от -40 до 400°С)
кабельная бумага (ГОСТ 23436-83, толщиной 80-150 мкм применение ограничено для прокладок в водяных, масляных насосах и карбюраторах).
пластмассы.
анаэробные продукты.

машиностроения важным свойством является его обрабатываемость, а также влияние термической и механической обработки на состояние материала.

Обрабатываемость материала может оцениваться разными параметрами:

предельной или оптимальной скоростью резания;
стойкостью инструмента;
чистотой обработанной поверхности т. п.
Формой стружки.

За критерий обрабатываемости принята скорость резания Vм/мин.

резания до 600 м/мин - инструмент из твердого сплава и
до 250 м/мин – из быстрорежущей стали.
Быстрый износ по задней грани при обработке силуминов, в структуре которых имеются крупные зерна кремния, что способствует возникновению высоких температур в зоне резания.
Основной проблемой при обработке алюминиевых сплавов является отвод стружки из зоны резания. У некоторых сплавов при обработке образуется сливная стружка, что приводит к появлению нароста и пакетированию стружки в канавках инструмента (сверла, метчика).
Повышение обрабатываемости достигается применением обильного охлаждения режущего инструмента, применение инструмента с полированной рабочей поверхностью и увеличением переднего угла инструмента.

резания и низкое качество обработанной поверхности. Затруднены операции сверления и нарезания резьбы.
В чистом виде медь марок М1 и М3 применяется в ДВС только для прокладок в системе подачи топлива. Прокладки изготавливают из листовой меди в штампах и потому сложностей при обработке не возникает.
Сплавы меди (латуни и бронзы) имеют легирующие добавки, которые обеспечивают получение легко ломающейся стружки и высокое качество шероховатости при мех. обработке.
Использование алмазных резцов и резцов из синтетических сверхтвердых материалов позволяет получить поверхности Rа=0,63 и ниже. Обработка проводится на скоростях V = 250 м/мин и выше.

образуется легко удаляемая (дробленая) стружка. Износ инструмента в основном определяется адгезионными процессами.
Наибольшая стойкость инструмента достигается при обработке твердыми сплавами вольфрамокобальтовой группы (ВК).
Чугуны легированные, с вермикулярной или шаровидной формой графита обрабатываются значительно хуже, особенно при сверлении отверстий.
Коэффициент обрабатываемости 0,6–0,8.
Использование СОЖ при обработке чугунов ведет к "комкованию" стружки. Поэтому обработку чугунов на практике предпочитают вести без охлаждения.

стали в состав которых специально вводят серу, свинец, марганец (так называемые автоматные стали марок А12, А15, А20).
Труднообрабатываемые стали и сплавы.
К труднообрабатываемым сталям и сплавам относят стали с особыми свойствами: корозионностойкие, жаропрочные, высокопрочные. К этой группе относят, стали с большим содержанием хрома, никеля, вольфрама, молибдена и других легирующих элементов, а также жаропрочные сплавы на основе никеля.
Обработка таких сталей ведется обычно после термической обработки с получением в заготовке требований физико – механических свойств по чертежу. При обработке получается витая и очень прочная стружка.
Коэффициент обрабатываемости может быть до 0,1 для никелевых сплавов.
Применение инструмента из быстрорежущей стали ограничено или практически невозможно. Возможна обработка труднообрабатываемых сплавов электроэрозионным методом.

изделий от коррозии и придания им товарного вида.
Все лакокрасочные материалы подразделяются на
– кремнийорганические – КО
– масляно– и алкидно–стирольные – МС
– битумные – БТ
– глифталевые – ГФ
– пентафталевые – ПФ
– масленые – МА
– меламинные – МЛ
– нитроцеллюлозные – НЦ
- перхлорвиниловые и поливинилхлоридные - ХВ
- поливинилацетатные - ВА
– эпоксидные – ЭП
- сополимерно-винилхлоридные - ХС
– поливинилацетальные – ВЛ

изделий от коррозии и придания им товарного вида.
Все лакокрасочные материалы подразделяются на
– кремнийорганические – КО
– масляно– и алкидно–стирольные – МС
– битумные – БТ
– глифталевые – ГФ
– пентафталевые – ПФ
– масленые – МА
– меламинные – МЛ
– нитроцеллюлозные – НЦ
- перхлорвиниловые и поливинилхлоридные - ХВ
- поливинилацетатные - ВА
– эпоксидные – ЭП
- сополимерно-винилхлоридные - ХС
– поливинилацетальные – ВЛ

изделий от коррозии и придания им товарного вида.
Все лакокрасочные материалы подразделяются на
– кремнийорганические – КО
– масляно– и алкидно–стирольные – МС
– битумные – БТ
– глифталевые – ГФ
– пентафталевые – ПФ
– масленые – МА
– меламинные – МЛ
– нитроцеллюлозные – НЦ
- перхлорвиниловые и поливинилхлоридные - ХВ
- поливинилацетатные - ВА
– эпоксидные – ЭП
- сополимерно-винилхлоридные - ХС
– поливинилацетальные – ВЛ

своем составе органические растворители (водоразбавляемые, порошковые, водоэмульсионные),
перед наименованием ЛКМ ставят буквенный индекс:

П – порошковая;
В – водоразбавляемые;
Э – водоэмульсионная;
Б – материал не содержащий активного растворителя.

Например, " краска Э–ВА–524", где: Э–водоэмульсионная, ВА – поливинилацетатная, 5 – специальная, 24 – порядковый номер разработки.

пигмент, в начале названия указывают наименование пигмента, например: белила цинковые.
В остальных случаях в начале обозначения указывается слово «краска», при этом для густотертых красок впереди цифрового индекса, указывающего преимущественное значение , ставят цифру «0»
Последняя цифра обозначения определяет наименование олифы:
1 - натуральная;
2 - «оксоль»;
3 - глифталевая,
4 - пентафталевая;
5 - комбинированная.
В конце обозначения указывается цвет краски.

Пример: Краска МА-025 черная, где МА-масляная, 0-густотертая , 2-для внутренних работ,
5-комбинированная олифа.
После порядкового номера допускается добавлять 1-1 прописные буквы, характеризующие особенности материала: ГС и ХС -горячей и холодной сушки; М и ПМ – матовый и полуматовый (тон), ПГ – пониженной горючести.

последующими слоями ЛКМ Рекомендуется наносить перед механической обработкой детали после соответствующей подготовки поверхности. Для стальных и чугунных деталей предотвращает от коррозии поверхности в период транспортировки и межоперационного пролеживания.
Пример: грунт ГФ-020 – детали и узел воздухоочистителя;
грунт ФЛ-03К - большинство деталей дизеля, в т. ч. для тропического и холодного климата;
грунт ФЛ-03Ж – детали турбокомпрессоров с рабочей температурой до 400 °С
Шпатлевки – густые пасты, состоящие из пленкообразующих наполнителей и пигментов.
Применяются для исправления дефектов поверхностей, раковин, вмятин. Применение ограничено ввиду возможности отслоения от поверхности в условиях постоянной вибрации.
Пример: шпатлевка ПФ-00-2- для деталей турбокомпрессоров, привода вентилятора.
шпатлевка ЭП-00-10 – наружные поверхности деталей двигателя, отлитых в песчаные формы;
шпатлевка ХВ-004 – для деталей, поверхности которых окрашиваются перхлорвиниловыми эмалями.

компонентов, улучшающих адгезию, светостойкость, увеличение блеска по эмалевому покрытию и срок его службы.

Пример: лак ЭП-154 – покрытие пружин перед нанесением полиамидного покрытия;
лак КО-815 – покрытие деталей с наружной температурой поверхности до 500 °С;
лак НЦ-286 (черный – для защиты металлических деталей моторов и приборных щитков)
лак ЭП-074 – покрытие поверхностей поршней в составе антифрикционного материала типа «ВАП»

Эмали – пигментированные лаки. Наносятся на предварительно загрунтованные и шпатлеванные поверхности. Назначение – обеспечение защиты, совместно с грунтом, изделий от коррозии и придание соответствующего внешнего вида. Толщина эмалей 10-25 мкм зависит от вида нанесения(окунание, распыление, кистью)

Наиболее часто используются в производстве ДВС: ПФ – 223; ПФ–115; МС–117; ХВ–124–серая и другие.

9.402–87.

Подготовка поверхности под окрашивание состоит из следующих работ:
дробеочистка;
промывка моющим раствором;
обезжиривание органическими растворителями;
грунтование;
шпатлевание (при необходимости);
окрашивание;
сушка (обычно термическая);
подкрашивание или повторное окрашивание.

Схема подготовки поверхности обычно определяется чертежом по классу покрытия поверхности в соответствие с ГОСТ 9.032–84.

Для ДВС характерны V-VII классы покрытия

находят анаэробные герметизирующие составы и жидкие прокладки (1955 г. «Loctite Cor»)
Анаэробные герметирующие составы - многокомпонентные жидкости обладающие способностью к полимеризации.
В России выпускается более 20 марок: Анатерм, Унигерм, Униреп ВАК и др.
Особенность анаэробного герметирующего состава (АГС) - способность сохранять жидкое состояние в присутствии кислорода (воздуха) и быстро полимеризоваться в узких зазорах между металлическими поверхностями при нарушении контакта с кислородом воздуха.
На скорость отверждения АГС влияют:
величина зазора между соединяемыми поверхностями,
температура при отверждении,
герметичность,
шероховатость поверхностей,
наличие и характер их покрытия
В отверждённом состоянии АГС нерастворимы в органических растворителях, обладают хорошей водо- и химической стойкостью, устойчивы действию высоких механических нагрузок, стойки к ударам и вибрации. Наряду с этим они надёжно фиксируют взаимное положение деталей с резьбовыми и гладкими поверхностями.
Время набора прочности АГС в зависимости от марки композиции, материала деталей составляет от 8 до 24 часов при температуре 20° С.

соединений;
- стопорение резьбовых соединений;
- уплотнение резьбовых и гладких соединений.

Жидкие прокладки.
Широкое применение жидкие прокладки нашли при уплотнении стыков деталей двигателей Pontiak, Buick и др. так как обладают такими преимуществами, как простота нанесения, длительный срок службы, повышения надёжности уплотнения.
В отечественном двигателестроении жидкие прокладки пока применяются крайне редко.